CZ98196A3 - Process of plastic material partial oxidation - Google Patents
Process of plastic material partial oxidation Download PDFInfo
- Publication number
- CZ98196A3 CZ98196A3 CZ96981A CZ98196A CZ98196A3 CZ 98196 A3 CZ98196 A3 CZ 98196A3 CZ 96981 A CZ96981 A CZ 96981A CZ 98196 A CZ98196 A CZ 98196A CZ 98196 A3 CZ98196 A3 CZ 98196A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- gas
- plastic
- separated
- plastic material
- inorganic material
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/466—Entrained flow processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
- C10K1/10—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
- C10K1/101—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids with water only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0903—Feed preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0903—Feed preparation
- C10J2300/0906—Physical processes, e.g. shredding, comminuting, chopping, sorting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/12—Heating the gasifier
- C10J2300/1223—Heating the gasifier by burners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
- C10J2300/1846—Partial oxidation, i.e. injection of air or oxygen only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
- C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
- C10J2300/1884—Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
- C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
- C10J2300/1892—Heat exchange between at least two process streams with one stream being water/steam
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/40—Valorisation of by-products of wastewater, sewage or sludge processing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S48/00—Gas: heating and illuminating
- Y10S48/07—Slurry
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Description
Zkapalňování a částečná oxidace plastických materiálů
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu zacházení s odpadem plastického materiálu, který by byl v souladu s životním prostředím.
Zvláště se týká způsobu zhodnocení odpadu plastických materiálů pro výrobu čerpatelných kalů uhlovodíkových tekutých roztoků a zkapalněných odpadů pevných uhlíkatých materiálů obsahujících plastický materiál a zavádění zmíněného kalu do zplynovače s částečnou oxidací, pro výrobu syntézního plynu, redukčního plynu nebo topného plynu.
Dosavadní stav techniky
Odpad z plastů je pevný organický polymer ve formě desky, protlačovaných tvarových plástů, výlisků, ztužených plastů, laminátů a pěnových plastů. V USA se prodává ročně kolem 30 miliard kilogramů plastů. Například zvýšená výroba automobilů přináší i zvýšené množství použitých plastů. Velká část těchto plastických materiálu končí jako odpadní plasty na skládkách. Ačkoliv množství plastů tvoří jen malou část odpadu na skládkách, tj. okolo 7% hmotnosti a okolo 20% objemu, vyvolává to potíže při jejich zahrabávání. Náklady na skladování na skládkách činily v roce 1993 12$ až 100$ na tunu (mimo náklady na dopravu), přičemž náklady neustále stoupají. Skladování na skládkách se nejeví jako přijatelný a tolerovatelný způsob zacházení s plastickými materiály.
Vlivem kombinovaného jevu nepopulárnosti dnešních zařízení a na druhé straně potřeba států umožnit normální růst obyvatelstva, jsou skládky přesto všude na světě předmětem zákazu. Existující zařízení rovněž čelí problému, jak dlouho ještě budou fungovat. Toxické odpady ze skladovaných plastů prosakují do spodních vod, které jsou společným zdrojem pitné vody. Rovněž spalování na místě nebo ve spalovnách, což je alternativní metoda zacházení s plasty, je velmi nežádoucí, jelikož silně zamořuje okolí škodlivými plyny a sazemi. Pokud jde o recyklovatelné plasty, je ekonomicky vhodné recyklovat jen okolo 1% váhového množství plastových odpadů. Z toho co bylo řečeno je zřejmé, že zacházení s odpadem plastických materiálu je problémem, který z hlediska životního prostředí národy nejvíce tíží. Přijatelným způsobem, z hlediska životního prostředí, se jeví možnost částečného zkapalnění širokého spektra plastických surovin na zpracování, čímž se zmenší objem a rovněž náklady na zpracování částečnou oxidací. Vyrábí se tak syntézní plyn, redukční plyn. a topný plyn. Kromě toho je relativní střední výhřevnost plastického materiálu větší než 3,000 Btu/lb, což je vhodné pro vnitřní tepelné procesy, nebo pro vedlejší výrobu horké vody nebo páry.
Podstata vynálezu
Vynález se týká, z hlediska životního prostředí přijatelného, způsobu částečné oxidace čerpatelného vodního kalu uhlovodíkového tekutého rozpouštědla a částečněš zkapalněného uhlíkatého plastického materiálu, obsahujícího anorganické plnidlo nebo ztužujicí materiál, přičemž se vyrábí syntézní plyn, redukční plyn nebo topný plyn, kdy tento způsob má následující kroky:
1) granulace plastického materiálu obsahujícího plnidlo nebo ztužujicí materiál,
2) částečné zkapalňování granulovaného plastického materiálu z kroku 1) zahříváním v uzavřeném autoklávu při teplotě okolo 204°C až 257°C a tlaku v rozmezí 150 psig až 750 psig, přičemž zmíněný plastický materiál je v kontaktu s čerpatelným uhlovodíkovým tekutým rozpouštědlem v hmotnostním poměru 1 ku dílům uhlovodíkové tekutiny k dílu plastického materiálu, kdy zahřívání pokračuje tak dlouho, až se získá čerpatelná suspenze, která po ochlazení na teplotu místnosti a tlaku v místnosti obsahuje následující složky v procentech hmotnosti:
a. rozpustitelné plasty 20 až 30
b. nerozpustitelné plasty
c. uhlovodíkové tekuté rozpouštědlo
d. oddělený anorganický materiál
e. neoddělený anorganický materiál
| 5 | až | 15 |
| 45 | až | 55 |
| 1 | až | 15 |
| 5 | až | 15 |
3) oddělování odděleného anorganického materiálu z kroku 2)d) ze zbytku suspenze z kroku 2),
4) částečná oxidace plynem obsahujícím volný kyslík za přítomnosti tepelného moderátoru, aby se ze zbytku suspenze z kroku 3) vyrobil syntézní plyn, topný plyn a redukční plyn.
Příklady provedeni vynálezu
Předmět vynálezu řeší způsob, jakým je možné se zbavit se odpadu z plastů, aniž by se znečistilo životní prostředí národa. Současně s tím se vyrábí vedlejší neznečišťující výrobky jako například syntézní plyn, redukční plyn, topný plyn a nezávadná struska.
Zpracování odpadu z plastických materiálů, jak to bylo popsáno, na čerpatelnou suspenzní palivovou náplň generátoru částečné oxidace obsahuje alespoň jeden tuhý uhlíkatý termoplastický materiál nebo termoset, který obsahuje přidruženou anorganickou látku, to je plnidlo a ztužujicí materiál. V odpadu plastů se rovněž obvykle nachází síra. Odpad z plastů může pocházet ze zastaralého zařízení, domácích kontejnerů, obalů průmyslových zdrojů a vyřazených automobilů. Směs plastů obsahuje části různého stáří a různého složení. Za přítomnosti různých množství nespalitelných anorganických látek obsažených v plastech jako plnidla, katalyzátory, pigmenty ztužujicí činidla, je obnova plastických materiálů obecně nevhodná. Kromě toho, úplné spálení může uvolnit toxické a škodlivé složky, včetně prchavých a kovů a hydrogen halogeny. Přidružené anorganické látky v odpadu tuhých plastických látek zahrnují plnidla, například oxid titanu, steatit, oxid hliníku, siřičitan barnatý a uhličitany. Katalyzátory a urychlovače pro plasty- termosety obsahují složky cínu u polyuretanů a kobalt a složky manganu u polyesterů. Vyskytují se barvy a pigmenty, například složky kadmia, chrómu, kobaltu a mědi, nekovové kovy jako hliník nebo měď v pláštích ostřižků drátů, kovové filmy, tkaná nebo netkaná skelná vlákna, grafit a ztužujicí látky obsahující bor (B) , ocel, mosaz a vložky z niklu, olověné sloučeniny z plastických automobilních akumulátorů. Ostatní těžké kovy jako kadmium, arsen, barium, chróm, selen a rtuť se mohou rovněž vyskytovat. Anorganické složky se nachází v tuhých uhlíkatých materiálech s plastem ve stopovém množství až v 60% hmotnosti, stejně tak v množství 1 až 20% hmotnosti. Odpad plastického materiálu se může vyskytovat jako deska, fólie, výlisek, vytlačovaný materiál, ztužený plast a pěnový plast.
Suspenzní médium obsahuje čerpatelné tekuté uhlovodíkové rozpouštědlo v množství okolo 30 do 90 % váhy. Podle definice znamená výraz tekuté uhlovodíkové rozpouštědlo, jak je zde použit pro popis vhodného tekutého rozpouštědla, tekuté uhlovodíkové palivo vybrané ze skupiny sestávající ze zkapalněného ropného plynu, ropných destilátů a zbytků, benzínu, nafty, petroleje, asfaltu, plynového oleje, zbytku oleje, dehtového oleje, oleje ze živičné břidlice, syntetického benzínu, aromatických uhlovodíků (benzenu, toluenu, frakce xylenu), uhelného dehtu,cyklického plynového oleje z tekutého katalytického krakování, extraktu furanaldehydu koksového plynového oleje a směsi uvedených ve skupině. Použitý uhlovodíkový motorový olej se může rovněž použít jako tekuté rozpouštědlo. Jsou vhodné uhlovodíkové oleje, které mají následující vlastnosti: počáteční bod varu větší než 260°C, neutralizační čís. mg KOH/g 0,70 až 1,0, anilinový bod 37, 7°C až 43,3°C. Ostatní vhodné oleje se přizpůsobují specifikaci ASTM D2226, typu 101 a 102. Výraz A a/nebo B je zde použit obvyklým způsobem a znamená A nebo B nebo A a B.
V tab.l je uveden přehled o prodeji tuhých uhlíkatých plastů v
USA v r.1991.
Tab.l
Materiál 1991 (mil.liber)
Acrylobutadienstyren (ABS) 1,125
Akryl 672
Alkyd 315
Buničina 840
Epoxy 428
Nylon 536
Fenolová prysk. 2,556
Polyacetal 140
Polykarbonát 601
Polyester, termoplast. 2,549
Poplyester, nenasycený 1,081
Polyethylen s vysok.hustotou 9,193
Polyethylen s nízkou hust. 12,143
Slitiny na bázi polyfenolů 195
Polypropylen a kopolymery 8,155
Polystyren 4,877
Ostatní styreny 1,180
Polyuretan 2,985
Polyvinylchlorid a kopolymery 9,130 Ostatní vinily 120
Styren akrylonitril (SAN) 117
Termoplastické elastomery 584
Močovina a melamin 1,467
Ostatní 345
Celkem
60,598
Tuhý uhlíkatý materiál s plastem, který obsahuje přidruženou anorganickou látku, to je plnidlo nebo ztužujicí materiál, má vyšší tepelnou hodnotu (HHV) v rozmezí okolo 3000 až 19000 BTU na libru tuhého uhlíkatého materiálu s plastem. Tento materiál je granulován obvyklými prostředky na maximální velikost částic
0,635 cm nebo na menší 0,32 cm. Granulování je způsob, kterému se dává přednost, zmenšení velikosti plastu. Použít se dá jakýkoliv obvyklý granulátor a mlýn. Granulátor například snadno rozcupuje a semele tuhé kousky plastu na částice takové velikosti, při které projdou přes ASTM Eli Alternativě Sieve Designation (síto s velikosti ok 0,635 cm a menšími). Mlýn odebírá výrobek z granulátoru a ihned mění jeho velikost na 0,32 cm a menší u ASTM Eli čís.7.
Vhodný granulátor a mlýn se vyrábí například u fy.
Entoleter lne., 251 Welton Street, Hamden, CT 06517. Množství popela v dodaném granulovaném vzorku tuhého uhlíkatého materiálu s plastem je v rozmezí od zhruba 5 do 70 hmotnosti. Například množství popela u rozdrcených zbytků plastu z automobilu (ACR) je 58% hmotnosti. Granulovaný tuhý uhlíkatý materiál s plastem je smíchán s médiem schopným vytvořit kal, který obsahuje tekuté uhlovodíkové rozpouštědlo za účelem výroby čerpátelného kalu, který má obsah pevných částic okolo 15 až 50% hmotnosti a který má minimální vyšší hodnotu výhřevnosti (HHV) kalu okolo 4500 BTU/lb (British Thermal Unit“ BTU) .
Čerpatelný kal je přiveden do uzavřeného autoklávu, kde je granulovaný plastický materiál kontaktován a zahříván zmíněným čerpatelným uhlovodíkovým tekutým rozpouštědlem, které je přítomno v množství od 1 do 5 hmotnostních jednotek zmíněného uhlovodíkového rozpouštědla na jednotku hmotnosti plastického materiálu. Teplota v autoklávu je v rozmezí od 204°C do 257°C. Tlak v autoklávu má hodnotu od 150 psig do 750 psig. Za těchto podmínek je možné se vyhnout vytváření kondenzátu v důsledku krakování a vytváření zbytků vlivem koksování. Zkapalňování části plastu působením horkého uhlovodíkového tekutého rozpouštědla se uskutečňuje po dobu od 20 minut do 6 hodin, obvykle okolo 30 minut, částečné zkapalňování granulovaného plastu pokračuje, až se získá čerpatelná suspenze, která po ochlazení na teplotu místnosti a tlaku v místnosti obsahuje následující složky v procentech hmotnosti:
až 30 5 až 15 45 až 55 1 až 15 5 až 15
a. rozpustitelné plasty
b. nerozpustitelné plasty
c. uhlovodíkové tekuté rozpouštědlo
d. oddělený anorganický materiál
e. neoddělený anorganický materiál
Rozpustným plastem je ta část granulovaného plastického materiálu, která je rozpuštěna při styku s uhlovodíkovým tekutým rozpouštědlem. Nerozpustným plastem je ta část granulovaného plastu, která po rozpouštěcím procesu zůstane nerozpuštěna. Odděleným anorganickým materiálem je ta část anorganického materiálu získaná úpravou granulovaného plastického materiálu zkapalňováním rozpouštědlem, kdy tento materiál se může snadno oddělit ze zbytku kalu tím, že se usazuje, prosévá, filtruje nebo odstřeďuje, Hustota odděleného anorganického materiálu je větší jak 1,2. Typické oddělené anorganické složky se oddělují ze skupiny, která sestává z oxidu křemíku, hliníku, uhličitanu vápenatého, a jejich směsí. Zahrnuty jsou rovněž oxidy a/nebo sulfidy sodíku, vápníku manganu, železa a jejich směsi. U jednoho provedení je alespoň jedna část odděleného anorganického materiálu recyklována v autoklávu pro další zahřívání ve zmíněném uhlovodíkóVém tekutém rozpouštědle.
Neodděleným anorganickým materiálem je ta část anorganického materiálu vyrobená zkapalněním rozpouštědlem granulovaného anorganického materiálu, která zůstává v kalu a nedá se snadno oddělit usazováním, prosévánim, filtrováním nebo odstřeďováním. Typický neoddělený materiál zahrnuje směsi oxidů a/nebo sulfidů následujících prvků: AI, Ba, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Ni, P, Pb, Si, Sr, a Ti. Velikost částic neodděleného anorganického materiálu je menší jak 0,2 mm, což je méně než velikost částic odděleného anorganického materiálu.
Čerpatelná suspenze granulovaného tuhého uhlíkatého materiálu obsahujícího plast a tekuté kalové médium, teplotní moderátor t.j, H20, C02, a proud plynu obsahujícího volný kyslík, se zavedou do reakční zóny volně průchodné neucpané svislé žáruvzdorné nádoby s ocelovými stěnami s tokem shora směrem dolů, ve které probíhá částečná oxidace pro výrobu surového syntézního plynu, redukčního plynu a topného plynu. Typický generátor plynu je znázorněn a popsán v U.S. patentu 3,544,291, který je zde uveden pro porovnání.
Dva, tří nebo čtyřproudový prstencový hořák popsaný a znázorněný v U.S. patentech 3,847,564 a 4,525,175, oba jsou zde uvedeny pro porovnání, se může použít pro zavedení proudů plynu do generátoru plynu určeného pro částečnou oxidaci. Pokud jde o U.S. patent 3,847,564, může se plyn obsahující volný kyslík současně vést přes ústřední potrubí 18 a vnější prstencový průchod 14 zmíněného hořáku. Plyn obsahující volný kyslík je oddělen od skupiny sestávající z čistého kyslíku, tj. obsahující více jak 95% molů 02, vzduchu obohaceného kyslíkem s více jak 21 % molů 03, a vzduchu. Plyn obsahující volný kyslík se používá při teplotě v rozmezí od 37,7°C do 537,2°C. Čerpatelná suspenze granulovaného tuhého uhlíkatého materiálu obsahujícího plast a tekuté uhlovodíkové rozpouštědlo prochází do reakční zóny generátoru částečné oxidace přes prstencový průchod 16 při teplotě v rozmezí od okolní teploty až do 343°C.
Sestava hořáku se vloží směrem dolů přes horní vstupní průchod generátoru nekatalytického syntézního plynu. Hořák prochází podél střední podélné osy generátoru plynu, kde spodní konec vypouští několikafázovou směs paliva, plyn obsahující volný kyslík a teplotní generátor jakým je voda, pára nebo CO přímo do reakční zóny.
Vzájemné poměry paliva a plynu obsahujícího volný kyslík, a teplotní moderátor jsou v proudu vcházejícího do generátoru pečlivě regulovány tak, aby došlo v suspenzi k přeměně podstatné části uhlíku, tj. až do 90% hmotnosti a více, na oxidy uhlíku, a k udržení teploty autogenní reakční zóny v rozmezí od 981°C do 1925°C. Přednost se dává teplotě ve zplynovači v rozmezí od 1314°C do 1536°C, při které se vyrábí roztavená struska. Tlak v reakční zóně částečné oxidace je í
v rozmezí od 1 do 300 atm. Kromě toho hmotnostní poměr vody a uhlíku v náplni je v rozmezí od 0,2 -3,0 do 1,0, obvykle 0,5-2 do 1,0. Atomový poměr volného kyslíku k uhlíku v náplni je v rozmezí 0,8-1,5 do 1.0, obvykle 0,9 až 1,2 do 1,0. Při zmíněných provozních podmínkách vzniká v reakční zóně redukční atmosféra obsahující H^+CO, společně s netoxickým kalem.
Doba setrvání v reakční zóně plynového generátoru je v rozmezí od 1 do 15 sekund, lépe od 2 do 8 sekund. Je-li do generátoru dodáván čistý kyslík, může být složení odpadního plynu z generátoru v % molů (suchý základ) následují: H2 do 10 do 60, CO od 20 do 60, C02 od 5 do 60, CH4 od nuly do 5,
H3S+COS od nuly do 5, od nuly do 5, Ar od nuly do 1,5. Při dodávce vzduchu do generátoru jsou hodnoty následující: Ha od 2 do 20, CO od 5 do 35, CO2 od 5 do 25, CH4 od nuly do 2, H2S+COS od nuly do 3, N2 od 45 do 80, Ar od 0,5 do 1,5. Nepřeměněný uhlík, popel nebo roztavená struska (kal) jsou v odpadním plynu rovněž přítomné. V závislosti na složení a použití se odpadní plyn nazývá syntézním plynem, redukčním plynem nebo topným plynem. Například syntézní plyn obsahuje směsi Ha+ CO, které mohou být použity pro chemickou syntézu, redukční plyn je bohatý na H2+CO a je požíván při redukčních reakcích, topný plyn obsahuje směs H2+ CO a může rovněž obsahovat CH^. V extrémně horké redukční atmosféře zplynovače, jsou toxické prvky v anorganické látce v tuhém uhlíkatém materiálu obsahujícím plast a v uhlíkatém plynu, zachyceny nespalitelným obsahem přítomným a přeměněný na netoxickou nevyluhovatelnou strusku. Netoxická struska se tak může prodávat jako vedlejší produkt. Ochlazená struska se může rozemlet a rozdrtit na malé částice menší jak 3,2 mm, a může se požít do podloží silnice nebo do stavebních tvárnic.
Proud horkého plynného odpadu z reakční zóny generátoru syntézního plynu se rychle ochladí vodou na teplotu, nižší jako je reakční teplota, v rozmezí od 121°C do 371°C nebo nepřímou výměnou tepla v chladiči plynů při výrobě páry. Ochlazený proud plynu se může čistit obvyklým způsobem. Odvoláváme se například na U.S. patent 4,052,176 uvádějící odstraňování H2S, COS, CO2. Při zplyňování plastu, které obsahují haloidy, například polyvinylchlorid, polytetrafluoroethylen, částečnou oxidací se uvolňují haloidy jako hydrogen haloidy ( HCl, HF) a jsou ze syntézního plynu vyprány vodou, která obsahuje čpavek nebo jiné základní materiály. Plasty obsahující prostředek obsahující bróm a zpomalující šíření ohně, se upravuje podobným způsobem. Odvoláváme se na U.S. patent 4,468,376, který uvádíme pro porovnání.
PŘÍKLAD
Následující příklad popisuje podstatu vynálezu a neměl by být chápán jako omezení rozsahu vynálezu.
Příklad 1
Čtyři tuny směsi denně, obsahující několik typů plastů, které se nachází v automobilech včetně plastů bez plnidla, s plnidlem a ztužených plastů z následujících pryskyřic: polystyrenu, polyamidu, polyuretanu, polyvinylchloridu polypropylenu a jiných, jsou rozcupovány na částice o velikosti menší jako 3,2 mm a smíchány se čtyřmi tunami/ den použitého uhlovodíkového motorového oleje, který má počáteční bod varu v rozmezí od 121°C do 260°C. Konečná chemická analýza této směsi plastů je uvedena v tab.I. Chemická analýza popele ve směsi plastů je uvedena v tabulce II.
TABULKA I
Suchá analýza směsi plastů z přikladu 1
Hmotnost v % 23,8
4,2
0,9 «
s o
Popel
0,5
12.3
58.3
TABULKA II
Chemická analýza popele přítomného ve směsi plastů v přikladu 1
Hmotnost v %
| sio„ 2 | 33,2 |
| AI 0 2 3 | 6,31 |
| Fe 0 2 3 | 22,0 |
| CaO | 29,20 |
| MgO | 0,94 |
| Na 0 2 | 1,27 |
| K 0 2 | 0,43 |
| Tio„ | 0,89 |
| P 0 2 3 | 0,92 |
| cr o 2 3 | 0,28 |
| ZnO | 2,31 |
| PbO | 0,09 |
| BaO | 0,80 |
| CuO | 0,89 |
| Nio | 0,47 |
Čerpatelná vodní suspenze plastů a odpadního oleje je částečně zkapalněná v uzavřeném autoklávu při teplotě 246°C a tlaku 500 psig po dobu 30 minut. Čerpatelná suspenze z autoklávu se filtruje, aby se odstranil oddělitelný anorganický materiál a zbylá část se podrobuje reakci se 7 tunami/den kyslíku při částečné oxidaci v obvyklém nekatalytickém volně průtočném plynovém generátoru, a to při teplotě okolo 1314°C a tlaku okolo 500 psig. Vyrobí se syntézní plyn obsahující + CO, kromě okolo 3 tun kalu. Po ochlazení se kal stává hrubým
I sklovitým nevyluhovátelným materiálem. Kdyby stejná směs byla spálena za přítomnosti vzduchu, mohl by kal obsahovat toxické složky, například chróm ve vyluhovatelné formě.
Další modifikace a variace vynálezu, tak jak byly uvedeny dříve, se mohou snadnou využít, aniž by došlo k odklonu od myšlenky a rozsahu vynálezu, přičemž lze uplatnit pouze ta omezení, která jsou.uvedena v přiložených nárocích.
Claims (13)
1) granulaci plastického materiálu obsahujícího anorganické plnidlo nebo ztužujicí materiál,
1. Způsob částečné oxidace zahrnuje následující kroky:
2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že granulovaná pevný uhlíkatý plastický materiál z kroku 1) je smíchán s tekutým uhlovodíkovým rozpouštědlem z kroku 2), za účelem výroby čerpatelné suspenze, která se přivede do autoklávu v kroku 2).
2) částečné zkapalňování granulovaného plastického materiálu z kroku 1) zahříváním v uzavřeném autoklávu při teplotě okolo 204eC až 257°c a tlaku v rozmezí 150 psig až 750 psig, přičemž zmíněný plastický materiál je v kontaktu s čerpatelným uhlovodíkovým tekutým rozpouštědlem v hmotnostním poměru 1 ku 5 dílům uhlovodíkové tekutiny k dílu plastického materiálu, kdy zahřívání pokračuje tak dlouho, až se získá čerpatelná suspenze, která po ochlazení na teplotu místnosti a tlaku v místnosti obsahuje následující složky v procentech hmotnosti:
a. rozpustitelné plasty
b. nerozpustítelné plasty
c. uhlovodíkové tekuté rozpouštědlo
d. oddělený anorganický materiál
e. neoddělený anorganický materiál
3. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že zmíněné uhlovodíkové tekuté ředidlo je vybráno ze skupiny sestávající ze zkapalněného ropného plynu, ropných destilátů a zbytků, benzínu, nafty, petroleje, asfaltu, plynového oleje, zbytku oleje, dehtového oleje, oleje ze živičné břidlice, syntetického benzínu, aromatických uhlovodíků (benzenu, toluenu, frakce xylenu), uhelného dehtu,cyklického plynového oleje z tekutého katalytického krakování, extraktu furanaldehydu koksového plynového oleje 'a směsi uvedených ve skupině.
3) oddělování odděleného anorganického materiálu z'kroku 2)d) ze zbytku suspenze z kroku 2),
4. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že čerpatelné uhlovodíkové tekuté ředidlo vyhovuje podmínkám ASTM D2226, tápu 101 a 102.
4) částečná oxidace plynem obsahujícím volný kyslík za přítomnosti tepelného moderátoru, aby se zbytku suspenze z kroku 3) vyrobil syntézní plyn, topný plyn a redukční plyn.
5. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že uhlovodíkovým tekutým ředidlem je naftový olej, který má následující vlastnosti: počáteční atmosférický bod varu větší než 260°C, neutralizační čís. mg KOH/g 0,70 až 1.0 a anilínový bod 37,7°C až 43,3°C.
6. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že zmíněný plastický materiál je oddělen od skupiny sestávající z polyesterů, polyuretanu, polyamidu, polystyrenu, acetátu celulóay, polypropylenu a jejich směsí.
7. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že v kroku 1) je plastický materiál granulován na velikost částic, které projdou sítem ASTM Eli ASD čís. 7 nebo menším.
8. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že v kroku 2) zahříváni probíhá po dobu od 20 minut do 6,0 hodin.
9. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že oddělený anorganický materiál z kroku 2)d) má hustotu 1,2.
10. Způsob podle nároku 1,vyznačujíc! se t í a, že v kroku 3) zmíněný anorganický materiál z kroku 2)d) je oddělen ze zbytku suspenze usazováním, proséváním a odstřeďováním.
11. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že oddělená anorganický materiál z kroku 2(d) je oddělen ze skupiny obsahující oxid křemíku, hliníku, uhličitan 'vápenatý, oxidy a/nebo sulfidy železa, hořčíku, vápníku a sodíku a jejich směsi.
12. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že obsahuje krok recyklace alespoň části odděleného anorganického materiálu z kroku 2)d) v autoklávu v kroku 2), kde dochází k dalšímu zahřívání v uhlovodíkovém tekutém rozpouštědle.
13. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že v kroku 4) reaguje zbytek suspenze z kroku 3) s plynem obsahujícím volný kyslík při částečné oxidaci ve volně průtočném svislém plynovém generátoru s ohnivzdornou vyzdívkou, při teplotě v rozmezí od 978°C do 1925°C á tlaku od 1 do 300 atm a atomovým poměrem 0/C v rozmezí 0,8-1,5 a hmotnostním poměrem Ha0 k uhlíku v rozmezí od 0,2-3,0 až 1,0, za účelem výroby horkého toku plynu obsahujícího H2,
CO, C0a, HaO Has, COS a někdy N=
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13092193A | 1993-10-04 | 1993-10-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ98196A3 true CZ98196A3 (en) | 1996-10-16 |
Family
ID=22446987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ96981A CZ98196A3 (en) | 1993-10-04 | 1994-09-30 | Process of plastic material partial oxidation |
Country Status (23)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5827336A (cs) |
| EP (1) | EP0722480B1 (cs) |
| JP (1) | JP2727031B2 (cs) |
| KR (1) | KR0172062B1 (cs) |
| CN (1) | CN1071371C (cs) |
| AT (1) | ATE191925T1 (cs) |
| AU (1) | AU692796B2 (cs) |
| BR (1) | BR9407746A (cs) |
| CA (1) | CA2173245C (cs) |
| CZ (1) | CZ98196A3 (cs) |
| DE (1) | DE69424059T2 (cs) |
| ES (1) | ES2145161T3 (cs) |
| FI (1) | FI111379B (cs) |
| GE (1) | GEP20002213B (cs) |
| NO (1) | NO314189B1 (cs) |
| NZ (1) | NZ275603A (cs) |
| PL (1) | PL177964B1 (cs) |
| PT (1) | PT722480E (cs) |
| RO (1) | RO116295B1 (cs) |
| RU (1) | RU2126438C1 (cs) |
| SK (1) | SK281760B6 (cs) |
| UA (1) | UA44255C2 (cs) |
| WO (1) | WO1995009901A1 (cs) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5904879A (en) * | 1996-07-17 | 1999-05-18 | Texaco Inc | Partial oxidation of waste plastic material |
| CA2260953A1 (en) * | 1996-07-17 | 1998-01-22 | John Saunders Stevenson | Partial oxidation of waste plastic material |
| US5977294A (en) * | 1997-05-13 | 1999-11-02 | Prs, Llc | Polymer deformulation by solvent solution filtration |
| DE19954188A1 (de) * | 1999-11-11 | 2001-05-31 | Krc Umwelttechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung stickstofforganischer Verbindungen durch Vergasung |
| GB0211052D0 (en) * | 2002-05-15 | 2002-06-26 | Tucker Alan C N | Incineration of plastic waste suspended in paraffin gel |
| CA2389950A1 (en) * | 2002-06-28 | 2003-03-09 | Robert Gagnon | How to produce crude petroleum from organic wastes by a process called petrolisation |
| RU2497846C1 (ru) * | 2012-04-24 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН) | Способ утилизации отходов политетрафторэтилена |
| RU2600637C2 (ru) * | 2015-03-20 | 2016-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского Уральского отделения Российской академии наук (ИОС УрО РАН) | Способ переработки отходов, содержащих термореактивные полимеры |
| US11447576B2 (en) | 2019-02-04 | 2022-09-20 | Eastman Chemical Company | Cellulose ester compositions derived from recycled plastic content syngas |
| US11312914B2 (en) | 2019-02-04 | 2022-04-26 | Eastman Chemical Company | Gasification of plastics and solid fossil fuels to produce organic compounds |
| US12492298B2 (en) | 2019-08-26 | 2025-12-09 | Eastman Chemical Company | 2-ethylhexanoyl substituted cellulose esters |
| DE102020102079B4 (de) | 2020-01-29 | 2022-11-10 | Cerdia International GmbH | Verfahren zum stofflichen wiederverwenden von celluloseacetathaltigem material und systeme zum stofflichen wiederverwenden von celluloseacetathaltigem material |
| CN115397954A (zh) * | 2020-04-13 | 2022-11-25 | 伊士曼化工公司 | 部分氧化气化器的玻璃化材料 |
| BR112022020538A2 (pt) * | 2020-04-13 | 2022-12-06 | Eastman Chem Co | Processo e sistema para desalogenar plástico de resíduo |
| CN115397953A (zh) * | 2020-04-13 | 2022-11-25 | 伊士曼化工公司 | 合成气组合物 |
| WO2021211525A1 (en) * | 2020-04-13 | 2021-10-21 | Eastman Chemical Company | Gasification of liquefied waste plastics |
| CN113308282A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-08-27 | 山东华鲁恒升化工股份有限公司 | 一种水煤浆及其制备方法和应用 |
| KR20250033288A (ko) * | 2022-07-08 | 2025-03-07 | 셰브런 유.에스.에이.인크. | 폐플라스틱과 바이오 공급물의 블렌드 및 제조 공정 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2352637A2 (fr) * | 1976-05-25 | 1977-12-23 | Bocos Gerard | Appareil a ligaturer |
| FR2357637A1 (fr) * | 1976-07-05 | 1978-02-03 | Erap | Procede d'amelioration des qualites viscosimetriques d'une huile lubrifiante |
| US4108730A (en) | 1977-03-14 | 1978-08-22 | Mobil Oil Corporation | Method for treatment of rubber and plastic wastes |
| PL115716B1 (en) * | 1978-06-05 | 1981-04-30 | Biuro Projektow I Realizacji Inwestycji Rafinerii Nafty | Method of conversion of rubber scraps into gas and liquid fuels using cracking method |
| SU1147576A1 (ru) * | 1979-06-14 | 1985-03-30 | Белорусский технологический институт им.С.М.Кирова | Способ получени м гчител дл резиновых смесей |
| US4443320A (en) * | 1981-01-30 | 1984-04-17 | King Arthur S | Liquid treater having electrical charge injection means |
| US4468376A (en) | 1982-05-03 | 1984-08-28 | Texaco Development Corporation | Disposal process for halogenated organic material |
| DE3313470A1 (de) * | 1983-04-14 | 1984-10-18 | Morstadt, Werner, 7600 Offenburg | Verfahren zum aufarbeiten von altgummi, insbesondere reifengummi |
| US4443230A (en) * | 1983-05-31 | 1984-04-17 | Texaco Inc. | Partial oxidation process for slurries of solid fuel |
| DE3326284C2 (de) * | 1983-07-21 | 1985-08-14 | Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur Herstellung flüssiger Kohlenwasserstoffe |
| DE4017089C3 (de) * | 1990-05-26 | 1996-10-17 | Menges Georg | Verfahren und Vorrichtung zum Vegasen von Kunststoffen zur Erzeugung von Synthesegas |
| AT396367B (de) * | 1990-09-05 | 1993-08-25 | Oemv Ag | Verfahren zum kontinuierlichen einbringen einer mischung mit zu vergasenden kunststoffen und zu vergasender fluessigkeit |
| DE4125517C1 (cs) * | 1991-08-01 | 1992-10-29 | Energiewerke Schwarze Pumpe Ag, O-7610 Schwarze Pumpe, De | |
| US5364996A (en) * | 1992-06-09 | 1994-11-15 | Texaco Inc. | Partial oxidation of scrap rubber tires and used motor oil |
-
1994
- 1994-09-30 US US08/619,749 patent/US5827336A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-30 SK SK413-96A patent/SK281760B6/sk unknown
- 1994-09-30 CZ CZ96981A patent/CZ98196A3/cs unknown
- 1994-09-30 CN CN94193649A patent/CN1071371C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-30 NZ NZ275603A patent/NZ275603A/en unknown
- 1994-09-30 RU RU96108951A patent/RU2126438C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1994-09-30 BR BR9407746A patent/BR9407746A/pt not_active Application Discontinuation
- 1994-09-30 PT PT94930552T patent/PT722480E/pt unknown
- 1994-09-30 GE GEAP19943116A patent/GEP20002213B/en unknown
- 1994-09-30 PL PL94313794A patent/PL177964B1/pl unknown
- 1994-09-30 ES ES94930552T patent/ES2145161T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-30 AT AT94930552T patent/ATE191925T1/de not_active IP Right Cessation
- 1994-09-30 JP JP51094395A patent/JP2727031B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-30 AU AU79634/94A patent/AU692796B2/en not_active Ceased
- 1994-09-30 RO RO96-00712A patent/RO116295B1/ro unknown
- 1994-09-30 CA CA002173245A patent/CA2173245C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-30 EP EP94930552A patent/EP0722480B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-30 UA UA96041304A patent/UA44255C2/uk unknown
- 1994-09-30 DE DE69424059T patent/DE69424059T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-30 WO PCT/US1994/011170 patent/WO1995009901A1/en not_active Ceased
-
1995
- 1995-03-31 US US08/415,153 patent/US5534040A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-03-25 FI FI961366A patent/FI111379B/fi active
- 1996-03-29 NO NO19961292A patent/NO314189B1/no unknown
- 1996-04-02 KR KR1019960701710A patent/KR0172062B1/ko not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI111379B (fi) | Muovimateriaalien nesteytys ja epätäydellinen hapetus | |
| CZ98296A3 (en) | Process of plastic material partial oxidation | |
| HU193138B (en) | Process for treating coal-containing waste materials and biomasses | |
| US5445659A (en) | Partial oxidation of products of liquefaction of plastic materials | |
| EP0946468B1 (en) | Partial oxidation of waste plastic material | |
| EP0595472B1 (en) | Environmentally acceptable process for disposing of scrap plastic materials | |
| WO1995009902A1 (en) | Liquefaction of plastic materials | |
| AU675596C (en) | Hydrothermal treatment and partial oxidation of plastic materials | |
| HU221103B1 (en) | Liquefaction of plastic materials with partial oxidation | |
| Jody et al. | Technologies for Recycling Shredder Residue |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |