thumb|180px|Kwas fosforowy
thumb|180px|Hałdy fosfogipsukoło Fort Meade (Floryda) thumb|180px|Zakłady Chemiczne Policekoło Szczecina thumb|180px|Chromatogram gazów odlotowych z wytwórnikwasu fosforowego (przykład)
thumb|180px|Studenci Politechniki Szczecińskiejprzy olfaktometrze Stroehlein (1997) thumb|180px|Model smugi zanieczyszczeń powietrza(podstawa prognozowania zasięgu uciążliwości instalacji) Odory z produkcji kwasu fosforowego – pojęcie stosowane w odniesieniu do: poszczególnych, nieprzyjemnie pachnących, związków chemicznych, które są emitowane z instalacji do produkcji kwasu fosforowego mieszanin wszystkich wonnych związków (odorantów), których ilość jest określana olfaktometrycznie. Wielkość emisji zapachowej (ilość emitowanych odorów) wyraża liczba jednostek zapachowych, emitowanych w jednostce czasu (np. qod [ou/s]). Określane są wartości wskaźników emisji zapachowej, odniesione np. do jednostkowej ilości przetwarzanych apatytów lub fosforytów (rudy fosforanowej) lub do ilości produkowanego kwasu. Wyniki pomiarów umożliwiają obliczanie zasięgu ponadnormatywnej uciążliwości zapachowej w otoczeniu wytwórni istniejących lub projektowanych. Obliczenia wykonuje się metodami matematycznego modelowania procesu rozprzestrzeniania się odorantów. Wartości wskaźników emisji zapachowej zależą rodzaju rudy i technologii otrzymywania kwasu.
Podstawy technologii kwasu fosforowego Kwas fosforowy jest wytwarzany najczęściej z rud apatytowych (skały magmowe) lub fosforytowych (skały osadowe). Najważniejszym minerałem, występującym w złożach rud w różnej postaci, jest fluoroapatyt. Największe złoża apatytowych skał magmowych znajdują się na Półwyspie Kolskim (Góry Chybińskie). Duże złoża fosforytów są eksploatowane na Florydzie oraz w północnej Afryce (np. Egipt, Tunezja, Maroko, Togo). Fosforyty mają większe znaczenie gospodarcze, lecz są surowcem bardziej zróżnicowanym pod względem składu chemicznego. Zawierają zmienne, często znaczne, ilości substancji pochodzenia organicznego, w tym nie zmineralizowane szczątki organizmów. Niekiedy stanowią one dominującą część surowca. Przykładem jest guano, którego pokłady występują np. w Chile, Peru i na wyspach zwrotnikowej strefy Oceanu Spokojnego.
Stosowane są dwie podstawowe grupy metod otrzymywania kwasu fosforowego: metody mokre, polegające na poddaniu surowca fosforytowego reakcji podwójnej wymiany, zwykle z użyciem kwasu siarkowego (procesy: gipsowy, półhydratowy i anhydrytowy, zależnie od warunków procesu i stopnia uwodnienia siarczanu wapnia w odpadowym fosfogipsie) metodę termiczną, polegającą na uwalnianiu z fosforanów wolnego fosforu (np. redukcja za pomocą węgla wobec krzemionki), jego utlenianiu do P2O5 i absorpcji tlenku w kwasie fosforowym
Proces gipsowy (dwuwodzianowy) zachodzi zgodnie z reakcją: Ca5(PO4)3X + 5 H2SO4 + 10 H2O → 3 H3PO4 + 5 CaSO4·2H2O + HX
gdzie X może oznaczać OH, F, Cl lub Br
Jest stosowny w skali masowej do produkcji kwasu fosforowego (np. w Zakładach Chemicznych Police), kierowanego do kolejnych węzłów instalacji do wytwarzania nawozów fosforowych.
Oddziaływanie wytwórni kwasu fosforowego na środowisko Wśród potencjalnych niekorzystnych oddziaływań wytwórni kwasu fosforowego na środowisko najczęściej wymienia się zagrożenia związane ze składowaniem fosfogipsu oraz z zanieczyszczaniem powietrza przez fluoru i pyłów. W odniesieniu o emisji odorantów są przygotowywane specjalne przepisy ponadbranżowe, np. dyrektywa horyzontalna IPPC H4. Podstawą dyrektyw są wyniki oznaczeń emisji zapachowej, wykonywanych zgodnie z normą europejską EN 13725:2003 (PN–EN 13725:2007). W Polsce wydanie odpowiednich aktów prawnych mieści się w zakresie kompetencji ministra do spraw środowiskaArt. 222 Prawa ochrony środowiska ().
Poniżej przedstawiono wyniki przykładowych analiz próbek strumienia emitowanego z wytwórni, przetwarzającej fosforyt z Tunezji metodą mokrą gipsową. Gazy odlotowe zawierały m.in. siarkowodór (analiza z użyciem rurek wskaźnikowych) oraz związki wymienione poniżej (w kolejności wymywania z kolumny chromatograficznej):
dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, tlenosiarczek węgla, izobutan, butan, metanotiol, 2-metylobutan, etanotiol, pentan, sulfid dimetylowy, dwusiarczek węgla, izopropanotiol, 2-metylopentan, 3-metylopentan, heksan, propanotiol, sulfid metylowoetylowy, metylocyklopentan, izobutanotiol, metylowoizopropylowy sulfid, 2-metyloheksan, 3-metyloheksan, heptan, sulfid metylowopropylowy, metylocykloheksan, disulfid dimetylowy, izooktan, toluen, sulfid metylowo-2-metylopropylowy, sulfid metylowobutylowy, oktan, 6-metykodekan, disulfid metylowoetylowy, propylocyklopentan, etylocykloheksan, nonan, p-ksylen, m-ksylen, oktanotiol, dekan, disulfid metylowoizopropylowy, o-ksylen, dietylodisulfid, cykloheksanotiol.
W przedstawionym wykazie znajduje się wiele związków siarkoorganicznych, które cechują bardzo niskie progi węchowej wyczuwalności (zobacz też – próg wyczuwalności zapachu) i nieprzyjemny zapach. Orientacyjna tabela ilustruje trudności, na jakie napotyka się próbując uszeregować te związki według roli, jaką mogą odgrywać w kształtowaniu zapachu mieszaniny. Z tego punktu widzenia uszeregowanie według wartości stężenia zanieczyszczenia (c [ppm]) nie jest istotne. O potencjalnej uciążliwości zapachowej pojedynczych związków decyduje prawdopodobnie iloraz tego stężenia próg wyczuwalności (c/cth).
Nazwa związkuStężenie, c [ppm]Próg wyczuwalnościcth [ppm]log (c/cth)+ Wyniki analizy gazów odlotowych z wytwórni kwasu fosforowegometodą gipsową (przykład)sulfid dimetylowy116,130,0024,66izopropanotiol17,420,000354,6tert-butylotiol46,20,00114,52metanotiol45,60,0024,26disulfid dietylowy8,240,00044,21sulfid metylowoetylowy47,030,0043,97disulfid dimetylowy86,870,0123,76siarkowodór32,730,0083,64etanotiol1,410,00083,15propanotiol1,160,0012,96disulfid metylowoetylowy15,610,0142,95dwutlenek siarki (+COS)632,731,12,66disiarczek węgla12,620,111,96m-ksylen24,11,11,24toluen46,162,91,1dekan16,491,890,84heksan137,77130-0,08oktan33,5548-0,26heptan89,55150-0,33izobutan5,8310-0,34nonan22,6547-0,42pentan75,29400-0,83butan117,042700-1,46dwutlenek węgla247,9374000-2,58
Olfaktometryczne oznaczenia stężenia zapachowego zanieczyszczeń gazów odlotowych z wytwórni tego samego rodzaju, wykonane w latach 1996-2000, pozwoliły oszacować wskaźnik emisji odniesiony do jednej tony przetwarzanego fosforytu tunezyjskiego. Wykazano, że w 50% przypadków wskaźnik mieści się w zakresie 5÷27·106 ou/Mg.
Prognozowanie zasięgu zapachowej uciążliwości Wyznaczone wskaźniki emisji zapachowej wykorzystano do oszacowania częstości występowania wyczuwalnego i rozpoznawalnego zapachu w otoczeniu zakładu. Stosowano metodę modelowania dyspersji odorantów, zgodną z zaleceniami Ministerstwa ŚrodowiskaRozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 26 stycznia 2010 r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu ().. Wyniki obliczeń były w przybliżeniu zgodne z wynikami badań terenowych.
Zobacz też odory z oczyszczalni ścieków komunalnych odory z ferm norek odory z ferm trzody chlewnej
Przypisy
Kategoria:Odory Kategoria:Inżynieria procesowa