CZ125897A3 - Způsob zpracování odpadních halogenovaných a nehalogenovaných plastů - Google Patents

Description

Způsob zpracování odpadních halogenovaných a nehalogenovaných plastů

Oblast techniky

Vynález řeší způsob zpracování plastového odpadu, například pro ekologicky nezávadnou a ekonomicky výhodnou likvidaci těchto látek.

Dosavadní stav techniky

V současné době existuje velké množství projektů, ale i hotových a funkčních technologií, které se zabývají zpracováním plastového odpadu pyrolýzou. Průběh zpracování tímto způsobem lze rozdělit na dvě základní etapy. Je to vlastní termolýza a zpracování produktů termolýzy. Co se vlastní termolýzy týče, tak její průběh bývá zpravidla jednoduchý a to za různých teplot a tlaků.

Patentový spis CS 276013 uvádí známost pyrolysních spaloven, kde dochází k pyrolyse plastických hmot při teplotách do 700°C s následným spálením uvolněných hořlavých plynů za teplot nad 1100°C. Jde o postup, který plasty likviduje a získává tepelnou energii. Nedochází zde tedy k přeměně plastů na hodnotnější látky, nýbrž k jejich nenávratné likvidaci. Samotná pryrolysa je jednostupňová a nebere ohledy na příměsi v plastech, které mohou uvolňovat a po spálení vytvářet nebezpečné zplodiny (chlor, fosgen, tetrachlordibenzodioxin a další).

Jen menšina projektů se zabývá termolýzou se složitějším teplotním průběhem. Zde se však zpracovávaná hmota různě cyklicky vrací a přepracovává, čímž se v některých stupních zpracování hromadí těžko zpracova-2telná hmota. Chybí zatím teplotní odstupňování tak, aby se postupně oddělovaly jednotlivé složky odpadu. Současné postupy počítají buď, již s tříděným odpadem anebo, méně často, řeší problém smíšeného odpadu složitými úpravami produktů termolýzy, _; kde jsou zapotřebí různá rozpouštění, kondenzace, katalytické < postupy a další děje, které ztěžují průběh celého zpracování, t často nepřináší výrazné zvýšení kvality produktů a samozřejmě prodražují celý provoz. Chemicky agresivní produkty termolýzy bývají zpracovávány až po průběhu několika jinými stupni zpracování a tím kladou velké nároky na kvalitu zařízení.

Podstata vynálezu

Tento projekt se zabývá zpracováním plastového odpadu, přičemž je počítáno s velkým okruhem příměsí jako jsou například kovy, sklo a jiné netěkavé látky, oleje, vosky, pryž a jiné, převážně uhlovodíky a jejich deriváty.

Takovýto odpad je podroben stupňovitému uhřevu tak, aby docházelo k postupnému uvolňování látek, které chceme získat, můžeme využít, nebo alespoň zneškodnit.

Plasty nebo odpad jsou roztaveny a tak připraveny pro další operace v mobilní formě. Pak jsou zahřátý na teplotu 500 až 850 K.čímž se začne uvolňovat hlavně chlorovodík, který je spolu s dalšími plyny odveden mimo termolýzní prostor ke zpracování například čištěním a separací chlorovodíku od jiných látek, které se mohou po tomto odstranění chlorovodíku zapojit opět do zpracování produktů termolýzy. Tavenina plastu nebo odpadu je př teplotě 500 K natolik kapalná, že většina těžkých předmětů již klesá ke dnu termolyzního prostoru, kde je možná jejich separace

Tavenina plastů, která je již zbavena chlorovodíku a hlavně látek produkujících chlorovodík v podmínkách tohoto zpracování, je podrobena dalšímu ohřevu a to na 600 až 1000 K, načež dojde k vlastnímu tepelnému rozštěpení plastů na dva základní produkty. Na těkavé, při teplotě termolýzy plynné

-3produkty opět ohřát.

nebo odpadu není použito produkty, převážně uhlovodíkového charakteru a netěkavý zbytek, jehož množství je v závislosti od složení směsi plastů velmi individuální.

Vytékané produkty jsou v plynném stavu odvedeny k dalšímu tepelnému štěpení a to při teplotách od 600 do 1500 K, načež jsou frakčně zkondenzovány, čímž vznikají produkty podobné produktům petrochemického zpracování.

Během zpracování je možno celý proces přerušit, například ochlazením z důvodu transportu nebo skladování. Přerušení je možné zejména po odstranění chlorovodíku a těžkých předmětů nebo před frakční kondenzací. Přirozeně, že pro další zpracování je nutno tyto ochlazené

V celém zpracování plastů, oxidace (hoření). Jde tedy o děje probíhající v redukčním prostředí. Cílem zpracování není odpad zlikvidovat, ale přetvořit na opět využitelnou formu, kterou jsou směsi uhlovodíků. Ty z produktů, jejichž další průmyslové využití je nevýhodné, mohou být využity k ohřevu aspoň některého ze stupňů zpracování plastů, nebo odpadu, například jejich spálením.

Pro samostatnost provozu je možné, a také výhodné, použít některý z produktů zpracování pro ohřev energeticky nesoběstačných článků zpracování.

Celé tepelné štěpení plastů, kromě posledního štěpení plynných produktů je možné provádět na jednom místě, pouze s časovým odstupem, nebo kontinuálně, tedy časově najednou ale v oddělených na sebe navazujících prostorech.

V případě, že zpracovávaný odpad neobsahuje látky uvolňující chlor, může být první tepelné štěpení vynecháno.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených výkresech obr. 1 a 2 jsou znázorněny způsoby zpracování odpadních plastů podle tohoto vynálezu. Obr.l znázorňuje uspořádání s prostorovým rozdělením jednotlivých fází zpracování. Obr. 2 znázorňuje uspořádání s časovým rozdělením jednotlivých fází zpracování.

-4Obr. 1 popisuje uspořádání sestávající ze vstupu 1. odpadních plastů, ohřevu 2 plastového odpadu, prvního tepelného štěpení 3 , druhého tepelného štěpení 4 , třetího tepelného štěpení 5. , separace 6 chlorovodíku 8. od látek ]_ vstupuj ících do třetího tepelného štěpení 5. spolu s produkty druhého tepelného štěpení 4 , načež jsou produkty třetího tepelného štěpení 5 frakčně rozděleny podle teploty varu na frakce 11. z nichž je možno libovolnou použít k tepelnému ohřevu 13 libovolného článku celého zpracování. Během nebo po prvním tepelném štěpení 3. jsou odstraňovány předměty 9 klesající ke dnu. Během, nebo po druhém tepelném štěpení 4 jsou odstraňovány nevytékané produkty 10 tepelného štěpení.

Obr. 2 popisuje uspořádání sestávající ze vstupu 1. odpadních plastů , ohřevu a stupňovité termolýzy 12 plastů , třetího tepelného štěpení 5 , do kterého jsou odváděny jen látky 7 odpařené nebo zplyněné ve druhém tepelném štěpení 4, které se periodicky střídá s prvním tepelným štěpením 3 a ohřevem v nejméně dvou prostorech 12 , vzájemně na sobě nezáviských. Chlorovodík z tohoto prostoru 12 je odváděn k úpravám 6 na bázi čištění a oddělování chlorovodíku 8. od jiných látek 7 , které jsou odváděny ke třetímu tepelnému štěpení 5 spolu s látkami 7 z druhého tepelného štěpení 4 , načež jsou po třetím tepelném štěpení 5 frakčně rozděleny na produkty 11. z nichž je možno libovolný použít k ohřevu 13 libovolného článku celého zpracování. Během, nebo po prvním tepelném štěpení 3. jsou odstraňovány předměty £ klesající ke dnu. Během nebo po druhém tepelném štěpení 4 jsou odstraňovány nevytékané produkty 10 tepelného štěpení.

Příklad provedení vynálezu

Do externě vyhřívané nádoby z inertního materiálu, například skleněné ohnivzdorné baňky nebo zkumavky o objemu cca 50ml až asi 3000ml se vloží směs plastů (PVC, PE, PP, atd.)

-5znečištěných netěkavými látkami, například kovy, nebo sklem a těkavými látkami, například voskem, oleji nebo pryží, v takovém množství, aby tvořila asi 40 až 70 % objemu nádoby. Nádoba se uzavře a nahoru na uzávěr se umístí odvod k analyzátoru kyselých látek , přes který se může také vyrovnávat vnitřní a vnější tlak. Pak se nádoba zahřívá asi o 50 až 200°C/min až na teplotu 400°C, načež se začíná uvolňovat chlorovodík, který je analyzován a libovolně zpracován, například promytím v alkalickém roztoku, nebo rozpuštěním ve vodě. Hmota v nádobě je zahřívána na teplotu okolo 400°C tak dlouho, dokud uniká ve významné míře chlorovodík. Po vytékání většiny chlorovodíku (nad 90% obj.) se vymění analyzátor kyselých látek za ohnivzdornou trubici, v délce asi 50 cm , ohřívanou na teplotu 700 až 1100°C. Na její konec je napojena frakčně kondenzační soustava s libovolně odstupňovanými teplotami kondenzace.

Hmota v nádobě je poté zahřáta na teplotu 500 až 700°C. Celá soustava je sestavena tak, aby nedocházelo ke zbytečnému ochlazování zpracovávaných látek mezi jednotlivými oddíly aparatury. Po promytí chlorovodíku ve vodě nebo alkalickém roztoku zbude ještě určité množství látek, které je možno spolu s libovolným produktem nebo více produkty frakční kondenzace využít k výhřevu termolýzy.

Konečným výsledkem jsou frakčně (podle teploty varu) rozdělené směsi uhlovodíků, jejichž použití je podobné použití produktů frakční destilace surové ropy. Produkty frakční kondenzace lze použít jako pohonné hmoty, topné oleje surovinu pro petrochemický průmysl atd.

Oblast použití

Hlavní využití tohoto vynálezu jsou zejména technologie likvidace odpadů, sféra ochrany životního prostředí, obecná a aplikovaná fyzikální chemie.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY

   lOMPa, výhodně však rozmezí přičemž jsou

   1. Způsob tepelného zpracování odpadních plastů, nebo odpádu obsahujícího za teploty tepelného štěpení vroucí, těkající, nebo zplyňující se organické látky s převahou plastů, pryže, vosků a jiných látek obsahujících uhlík a vodík - dále jen plasty^, nebo odpad), vyznačující se tím, že tepelné zpracování plastů nebo odpadu probíhá stupňovitě, a-ta-taZ/že^ jsou plasty_A nebo odpad předehřát, na 400 až 700K. zejména od 450 do 550K, za libovolného tlaku, načež je odveden k prvnímu tepelnému štěpení při teplotě od 500 do 850K zejména 550 až 700K, přičemž jsou v tomto okamžiku těkající látky odváděny a zbavovány anorganických látek, zejména chlorovodíku, a to za tlaku od lPa do IMPa, výhodně však při dolní hranici teplotních i tlakových rozmezí, přičemž jsou předměty klesající ke dnu separovány, načež jsou nevytékané látky po uvolnění alespoň 50% obj. chlorovodíku v prvním tepelném štěpení podrobeny druhému tepelnému štěpení při teplotě 600 až 1200K zejména 700 až 1100K a tlaku lPa až při horní hranici teplotního i tlakového těkající produkty odváděny ke třetímu tepelnému štěpení a nevytékané produkty odváděny mimo prostor druhého tepelného štěpení přičemž těkající produkty z druhého tepelného štěpení jsou odvedeny ke třetímu tepelnému štěpení za teplot od 650 do 1500K, zejména 900 až 1300K, za vzniku směsi uhlovodíků.
2. 2. Způsob podle nároku 1. vyznačující se tím, že po třetím tepelném štěpení následují petrochemické úpravy, zejména na bázi frakční destilace.
3. 3. Způsob podle předchozích nároků, vyznačující se tím, že předehřátí odpadu nebo, plastů a jejich první tepelné štěpení jsou zahrnuty v jednom stupni.

   Ί
4. 4. Způsob podle předchozích nároků, vyznačující se tím, že je k energetickému zabezpečení alespoň některých dílčích dějů celého zpracování plastů, nebo odpadu^ využito energie získané z libovolného z produktů celého zpracování (např.jeho spálením).
5. 5. Způsob podle předchozích nároků, vyznačující se tím, že celé zpracování plastů, nebo odpadu je diskontinuální, přičemž je přerušeno mezi libovolnými stupni zpracování, například ochlazením ·
6. 6. Způsob podle předchozích nároků vyznačující se tím, že odváděné těkaj ící látky z prvního tepelného štěpení, zbavené chlorovodíku, jsou zavedeny dále do zpracování, a to do třetího tepelného štěpení spolu s produkty druhého tepelného štěpení.