Консорциум продемонстрирует азот для удобрений из твердых биологических веществ с использованием солнечной тепловой энергии

Опубликовано 17 декабря 2022 г. 19 декабря 2022 г. Автор

Схема солнечного поля с зеркалами, которые будут установлены рядом с текущим участком земледелия для производства азота для удобрений из твердых биологических веществ – использование солнечной тепловой энергии для сушки твердых биологических веществ IMAGE@Ryan Shininger, Solar Dynamics

В следующем году консорциум во главе с American Infrastructure Holdings LLC, в который входят компании Solar Dynamics и Andritz Separation, построит пилотный завод в Альбукерке, штат Нью-Мексико, чтобы продемонстрировать новую технологию сушки для производства гранулированных удобрений из твердых биологических веществ, которые будут работать на солнечном тепле.

Ископаемое топливо используется в современных методах производства азота и фосфатов для удобрений: они используются для добычи и измельчения фосфоритной руды или для сжигания при высоких температурах для химической реакции азота из воздуха в рамках процесса производства аммиачно-нитратных удобрений.

Замена тепла, получаемого от ископаемого топлива, в промышленных процессах является одной из следующих крупных задач мира. Треть выбросов, дестабилизирующих наш климат, приходится на промышленное тепло, вырабатываемое ископаемым топливом.

Solar Dynamics поставит солнечную систему для обогрева сушилки. Фирма уже получила финансирование для проектирования и компьютерного моделирования солнечного процесса, и теперь она готова построить солнечное поле, которое объединит ее солнечную тепловую энергетическую систему с системой осушки, снабжаемой твердыми биологическими веществами из водоочистной станции Управления водоснабжения округа Альбукерке Берналилло. для производства азотных гранул для коммерческой реализации в качестве удобрения.

«Прямо сейчас примерно 70% твердых биологических веществ на этом заводе вносится в землю», — объяснил Райан Шайнингер, старший инженер Solar Dynamics. «В этом пилотном проекте используется половина того, что в настоящее время вносится в почву. Если он будет успешным, мы удвоим наш завод для переработки оставшихся биологических веществ, чтобы они вообще не вносились в почву».

В настоящее время только 30% твердых биологических веществ перерабатывается — смешивается с древесной щепой и другими органическими материалами для продажи в качестве компоста местным фермам, паркам, футбольным полям и другим ландшафтным зонам или для улучшения почвы для восстановления нарушенных земель. Очевидно, бессмысленно, что США импортируют более половины азота, используемого в удобрениях, выбрасывая при этом твердые биологические вещества, богатые азотом, фосфором и микроэлементами.

Есть смысл перерабатывать твердые биоматериалы в виде гранулированных удобрений вместо их выбрасывания в почву. Твердые биологические вещества, которые на 80% состоят из воды, иногда вывозятся за сотни миль и сбрасываются на свалки или закапываются в землю. Этот процесс утилизации соответствует федеральным законам и законам большинства штатов по охране окружающей среды, но не является оптимальным с экологической точки зрения.

Солнечно-термический процесс позволит создавать азотные гранулы из твердых биологических отходов. IMAGE@Ryan Shininger, Solar Dynamics

Хотя в Альбукерке это не так, в некоторых местах обработка земель может привести к стоку питательных веществ в местные водоемы и просачиванию их в грунтовые воды. Что еще более важно, захоронение твердых биологических веществ приводит к образованию парниковых газов: метана, CO2 и NOx.

«Во многих местах, — отметил он, — даже если сырые твердые биологические вещества вносятся в землю для выращивания сельскохозяйственных культур, это остается стратегией утилизации, которая при неправильном управлении может привести к одновременному добавлению слишком большого количества азота и фосфора. но остальное тратится впустую. Когда питательные вещества попадают в водные пути, они могут создать «мертвые зоны» без кислорода, где ничто не может жить».

Есть и геополитические преимущества. Учитывая недавние потрясения на мировом рынке этих минеральных удобрений, которые имеют решающее значение для производства продуктов питания, их переработка из муниципальных твердых биологических веществ внутри страны снижает зависимость от импорта из потенциально нестабильных источников за рубежом.

«Однако эта проблема возникла еще до войны на Украине», — отметил Шайнингер. «У правительства США уже есть инициативы, направленные на увеличение объемов внутреннего производства удобрений. Сейчас более 50 процентов удобрений, используемых в США, импортируются, и большая их часть импортируется из Китая или России. Но очевидно, что война создало дополнительную нагрузку на систему».