[发明专利]回收磷的方法

说明书

本发明涉及一种在移动床反应器中的含钙颗粒的存在下，通过含磷材料的热化学反应来回收磷，并随后将富集磷的细粒由移动床反应器中分离的方法；该含磷材料为例如替代燃料。此外，本发明还涉及通过该方法得到的可循环材料作为肥料或肥料添加剂的使用。

技术领域

本发明涉及一种在移动床反应器中的含钙颗粒的存在下，通过含磷材料（例如含磷的替代燃料）的热化学反应来回收磷，并随后将富集磷的细粒（fines）由移动床反应器中分离的方法。本发明还涉及通过该方法获得的含磷可再循环的材料作为肥料或肥料添加剂的使用。

背景技术

农业开发（agricultural exploitation）由例如已被使用过的土地中移除矿物原料（例如含磷化合物），随后需要重新补充矿物肥料至该土地。对生物质（例如来自生活垃圾或污水污泥的生物质）的在材料上和能量上的利用与天然材料循环（natural materialcycles）中的营养物质的移除是相关的。通过添加化石来源的人造多组分肥料以保持土壤肥力并非一种长期的解决方案。尤其地，磷是一种有限的原料；鉴于全球人口不断增加，高效利用磷以肥沃土壤是至关重要的。对可持续发展的追求使得天然营养循环（naturalnutrient cycles）的关闭更加突出。

化石磷矿石（fossil rockphosphates）的全球供应量为6×10¹⁰吨，主要成分为基于石灰石（limestone）的磷酸盐。其地理分布不均匀，主要在非洲、中国、俄罗斯、美国和中东发现，但在欧洲并没有具经济价值的储藏。在德国，来自二次来源（secondary sources）的年磷潜力（annual phosphorus potential）为约130000吨磷。其中，污水污泥中仅含60000吨，动物和肉骨粉中含约30000吨，生物废料、屠宰场废料和绿色废料中含约25000吨。

因此，有必要通过处理生物质和其所含的原材料来回收从土壤中移除的原材料。

由于具有高磷含量，含磷材料，例如替代燃料（AF）或污水污泥的燃烧所产生的灰（ash）是合适的原材料来源。然而，由于灰中所含有的磷的植物有效性（phytoavailability）较差，且其可能具有污染物，通常不可能直接将灰用作肥料或磷肥添加剂。

因此，在例如气化厂或燃煤发电站中燃烧含磷燃料所产生的残余物在很大程度上被倾倒或粘结（cemented），并不再作为原材料来源供材料循环（material cycles）使用。

因此，需要从含磷燃料中回收磷并将其返回到天然材料循环中。

WO2011/137880涉及从再生含磷材料中生产磷酸盐和多组分营养肥料的方法及其在农业领域的使用。在该申请中，用正磷酸将污水污泥的单燃烧（mono-combustion）所产生的灰消化形成磷酸二氢钙。然而，由于必需添加大量的正磷酸，这种方法在生产规模上是不经济的。此外，在含磷燃料（如污水污泥或替代燃料）的热化学转化过程中，可回收的物质磷在高温下通过灰分软化（ash softening）而玻璃化（vitrified），因此不能够再用于磷回收。

WO2009/100937特别涉及一种包含至少一种金属氧化物和/或至少一种碳酸盐的流化态的床料，以及该流化床料在CO₂吸收中的应用和在分离原料气中所包含的硫化合物和其它杂质的应用。

发明内容

发明目的

因此，本发明的目的是提供一种方法，通过该方法可以回收含磷材料（例如燃料或替代燃料）中所含的磷。此外，通过该方法得到的磷应能够被返回天然原材料循环（naturalraw material cycle）中。

上述目的通过权利要求1所述的回收磷的方法以及权利要求13所述的所回收的磷的用途来实现。在从属权利要求中提供了本发明的优选或特别合适的实施方式。