PL230240B1 - Sposób unieszkodliwiania odpadów zawierających organiczne związki chloru - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób unieszkodliwiania odpadów zawierających organiczne związki chloru.

Znane jest unieszkodliwianie odpadów zawierających organiczne związki chloru metodą utlenienia tlenem z powietrza bez użycia katalizatora, w temperaturze 1100-1350°C w piecach ogrzewanych z użyciem dodatkowego paliwa, przy czasie reakcji co najmniej 2,5 s, stężeniu tlenu poniżej 6% oraz gwałtownym schłodzeniu produktów reakcji. Stałe odpady wymagają wstępnego zgazowania. Podane warunki są konieczne, aby zapobiegać wtórnej syntezie dioksyn.

Z opisu zgłoszenia patentowego P. 406298 jest znany sposób unieszkodliwiania odpadów zawierających organiczne związki chloru, polegający na tym, że odpady wpierw utlenia się wstępnie tlenem lub powietrzem w temperaturze 200-1000°C w czasie 0,2-100 s, a następnie produkty wstępnego utlenienia poddaje się dalszemu utlenieniu w reaktorze kontaktowym w temperaturze 250-650°C w obecności katalizatora w czasie 0,1-2,5 s, zaś chlorowodór powstający w wyniku utlenienia organicznych związków chloru odzyskuje się, przy czym stosuje się katalizator platynowy oraz ewentualnie dodatek co najmniej jednego innego składnika aktywnego, jak rod, pallad, kobalt, miedź, żelazo, chrom, mangan, a także ewentualnie dodatek co najmniej jednego składnika nieaktywnego, jak glin, cyrkon, cer. Katalizator jest umieszczony na nośniku granulowanym lub monolitycznym i stanowi złoże stacjonarne, ruchome lub fluidalne.

Sposób unieszkodliwiania odpadów zawierających organiczne związki chloru, w drodze utleniania powietrzem lub tlenem, polegający na wstępnym utlenieniu odpadów w temperaturze 250-1000°C, a następnie dalszemu ich utlenieniu w obecności katalizatora stanowiącego złoże stacjonarne, ruchome lub fluidalne i odzyskiwaniu powstającego w wyniku utleniania chlorowodoru według wynalazku charakteryzuje się tym, że utlenianie wstępne odpadów gazowych oraz ciekłych całkowicie odparowujących prowadzi się w czasie 0,2-100 s, zaś odpadów stałych i pozostałych ciekłych w czasie do 1 h, zaś dalsze utlenianie prowadzi się w temperaturze 250-700°C w czasie 0,1-5 s w obecności katalizatora tlenkowego w postaci tlenku lub mieszaniny tlenków metali, jak kobalt, miedź, żelazo, chrom, wanad, wolfram, mangan, cynk, ewentualnie zawierającego dodatek co najmniej jednego składnika nieaktywnego, jak glin, cyrkon, cer, krzem, węgiel, przy czym tlenki metali stosuje się w ilości 0,5-100% wagowych całkowitej masy katalizatora, zaś składniki nieaktywne w ilości do 99,5% wagowych całkowitej masy katalizatora.

Ciepło reakcji utleniania odzyskuje się.

Sposób według wynalazku zapewnia, oprócz możliwości realizacji procesu unieszkodliwiania w niższej temperaturze niż dotychczas, także wysoką wydajność tego procesu i zmniejszenie stężenia dioksyn do poziomu niższego od 0,1 ng TEQ/Nm³, co obniża koszty procesu w wyniku oszczędności energii i możliwości zastosowania tańszych materiałów konstrukcyjnych instalacji do unieszkodliwiania. Dodatkową zaletą sposobu jest stosunkowo niski koszt stosowanych katalizatorów.

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.

Przykład 1.

Roztwór wodny wodzianu chloralu o stężeniu 50 g/l poddano wstępnemu utlenieniu w odparowalniku o temperaturze 160°C w czasie 1 s , po czym tłoczono wraz z nadmiarem powietrza do reaktora kontaktowego, w którym w temperaturze 450°C był umieszczony katalizator zawierający tylko składniki aktywne, w procentach wagowych: 85,8% Fe2O3, 11,5% Cr20s i 2,7% CuO. Przy czasie kontaktu z katalizatorem 0,36 s, uzyskano stopień utlenienia substratu średnio 99,91 %, przy czym zawartość dioksyn w spalinach nie przekraczała 0,064 ng TEQ/m³.

Przykład 2.

Roztwór wodny wodzianu chloralu o stężeniu 50 g/l poddano wstępnemu utlenieniu w odparowalniku o temperaturze 160°C w czasie 1 s, po czym tłoczono wraz z nadmiarem powietrza do reaktora kontaktowego, w którym w temperaturze 450°C był umieszczony katalizator hopkalitowy zawierający w procentach wagowych: 70% MnO2 i 30% CuO. Przy czasie kontaktu z katalizatorem 0,36 s, uzyskano stopień utlenienia substratu średnio 99,88%, przy czym zawartość dioksyn w spalinach nie przekraczała 0,085 ng TEQ/m³.

Przykład 3.

Roztwór wodny wodzianu chloralu o stężeniu 50 g/l poddano wstępnemu utlenieniu w odparowalniku o temperaturze 160°C w czasie 1 s, po czym tłoczono wraz z nadmiarem powietrza do reaktora kontaktowego, w którym w temperaturze 450°C był umieszczony katalizator zawierający, w procentach

PL 230 240 Β1 wagowych, składniki aktywne: 34,0% CuO i 34,6% ZnO oraz składniki nieaktywne: 30% AI2O3 i 1,4% grafitu.

Przy czasie kontaktu z katalizatorem 0,36 s, uzyskano stopień utlenienia substratu średnio 99,50%, przy czym zawartość dioksyn w spalinach nie przekraczała 0,042 ng TEQ/m³.

Przykład 4.

Roztwór odpadów przemysłowych, których głównymi składnikami były: trichlorometan, tetrachlorometan, 1,1-dichloroetan i 1,1,2-trichloroetan, rozpuszczonych w mieszaninie etanol-woda (1:1) o stężeniu 50 g/l, poddano wstępnemu utlenieniu w odparowalniku o temperaturze 160°C w czasie 1 s, po czym tłoczono wraz z nadmiarem powietrza do reaktora kontaktowego, w którym w temperaturze 450°C umieszczony był katalizator zawierający tylko składniki aktywne, w procentach wagowych: 85,8% Fe2O3, 11,5% Cr2O3 i 2,7% CuO. Przy czasie kontaktu z katalizatorem 0,27 s, uzyskano stopień utlenienia substratu średnio 99,98%, przy czym zawartość dioksyn w spalinach nie przekraczała 0,027 ng TEQ/m³.

Przykład 5.

Roztwór wodny chlorohydryny propylenowej o stężeniu 2,50 g/l poddano wstępnemu utlenieniu w odparowalniku o temperaturze 160°C w czasie 1 s, po czym tłoczono wraz z nadmiarem powietrza do reaktora kontaktowego, w którym w temperaturze 375°C umieszczony był katalizator zawierający, w procentach wagowych, składniki aktywne: 34,0% CuO i 34,6% ZnO oraz składniki nieaktywne: 30% AI2O3 i 1,4% grafitu.

Przy czasie kontaktu z katalizatorem 0,60 s, uzyskano stopień utlenienia substratu średnio 99,90%, przy czym zawartość dioksyn w spalinach nie przekraczała 0,094 ng TEQ/m³.

Przykład 6.

Roztwór wodny 2,4-dichlorofenolu o stężeniu 1 g/l poddano wstępnemu utlenieniu w odparowalniku o temperaturze 160°C w czasie 1 s, po czym powstałą mieszaninę tłoczono wraz z nadmiarem powietrza i pary wodnej do reaktora kontaktowego, w którym w temperaturze 375°C umieszczony był katalizator zawierający składniki aktywne, w procentach wagowych: 30% CuO i 70% MnO2. Przy czasie kontaktu z katalizatorem 0,60 s, uzyskano stopień utlenienia substratu powyżej 99%, przy czym zawartość dioksyn w spalinach nie przekraczała 0,029 ng TEQ/m³.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Sposób unieszkodliwiania odpadów zawierających organiczne związki chloru, w drodze utleniania powietrzem lub tlenem, polegający na wstępnym utlenieniu odpadów w temperaturze 250-1000°C, a następnie dalszemu ich utlenieniu w obecności katalizatora stanowiącego złoże stacjonarne, ruchome lub fluidalne i odzyskiwaniu powstającego w wyniku utleniania chlorowodoru, znamienny tym, że utlenianie wstępne odpadów gazowych oraz ciekłych całkowicie odparowujących prowadzi się w czasie 0,2-100 s, zaś odpadów stałych i pozostałych ciekłych w czasie do 1 h, natomiast dalsze utlenianie prowadzi się w temperaturze 250-700°C w czasie 0,1-5 s w obecności katalizatora tlenkowego w postaci tlenku lub mieszaniny tlenków metali, takich jak kobalt, miedź, żelazo, chrom, wanad, wolfram, mangan, cynk, ewentualnie zawierającego dodatek co najmniej jednego składnika nieaktywnego, jak glin, cyrkon, cer, krzem, węgiel, przy czym tlenki metali stosuje się w ilości 0,5-100% wagowych całkowitej masy katalizatora, zaś składniki nieaktywne w ilości do 99,5% wagowych całkowitej masy katalizatora.