PL238432B1 - Sposób usuwania chloru z mieszanin gazowych, zwłaszcza z gazów odlotowych i spalin powstających w procesach termicznego i termokatalitycznego rozkładu związków organicznych zawierających chlor - Google Patents
Sposób usuwania chloru z mieszanin gazowych, zwłaszcza z gazów odlotowych i spalin powstających w procesach termicznego i termokatalitycznego rozkładu związków organicznych zawierających chlor Download PDFInfo
- Publication number
- PL238432B1 PL238432B1 PL430940A PL43094019A PL238432B1 PL 238432 B1 PL238432 B1 PL 238432B1 PL 430940 A PL430940 A PL 430940A PL 43094019 A PL43094019 A PL 43094019A PL 238432 B1 PL238432 B1 PL 238432B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- chlorine
- coal
- activated carbon
- carbon
- gas
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 56
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 title claims description 44
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 title claims description 44
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 38
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 16
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 title claims description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title claims description 4
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 title description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 14
- -1 hard coal Chemical compound 0.000 claims description 4
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 claims description 3
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 241000723382 Corylus Species 0.000 claims description 2
- 235000007466 Corylus avellana Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 claims description 2
- 239000003415 peat Substances 0.000 claims description 2
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 2
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 claims 1
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 6
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 6
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 150000004045 organic chlorine compounds Chemical group 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 3
- QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2-tetrachloroethane Chemical compound ClC(Cl)C(Cl)Cl QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IVORCBKUUYGUOL-UHFFFAOYSA-N 1-ethynyl-2,4-dimethoxybenzene Chemical compound COC1=CC=C(C#C)C(OC)=C1 IVORCBKUUYGUOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical class S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000758791 Juglandaceae Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical group ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N Phosgene Chemical compound ClC(Cl)=O YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000002156 adsorbate Substances 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 1
- RNFNDJAIBTYOQL-UHFFFAOYSA-N chloral hydrate Chemical compound OC(O)C(Cl)(Cl)Cl RNFNDJAIBTYOQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002327 chloral hydrate Drugs 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005184 irreversible process Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000005078 molybdenum compound Substances 0.000 description 1
- 150000002752 molybdenum compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 210000000115 thoracic cavity Anatomy 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania chloru z mieszanin gazowych, zwłaszcza z gazów odlotowych i spalin powstających w procesach termicznego i termokatalitycznego rozkładu związków organicznych zawierających chlor.
Chlor (CI2) występuje w spalinach powstających w wyniku rozkładu termicznego organicznych związków chloru, na przykład podczas ich spalania, utleniania katalitycznego, pirolizy zachodzącej w warunkach beztlenowych lub z ograniczonym udziałem tlenu (monografia Technologie produkcji chloropochodnych organicznych. Utylizacja odpadów. Wyd. Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 1997, czasopisma: Przemysł Chemiczny 84(7), 516-519, 2005, Chemical Papers, 68(9), 1169-1186, 2014).
Chlor występuje w gazach odlotowych pochodzących także z szeregu procesów technologicznych przemysłu chemicznego, na przykład z lekkiej syntezy organicznej, produkcji środków ochrony roślin, tworzyw i żywic, recyklingu drutu izolowanego, przemysłu petrochemicznego i papierniczego, dezynfekcji wody i ścieków (czasopisma: Roczniki PZH, 47(1), 1-12, 1996, Ochrona Środowiska 37(4), 3-12, 2005, monografia Oczyszczanie wody, Podstawy teoretyczne i technologiczne, procesy i urządzenia, PWN, Warszawa 2009).
Chlor jest pierwiastkiem wysoce reaktywnym i toksycznym dla ludzi oraz środowiska naturalnego, a także korozyjnym (czasopisma: Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy, 1(55), 73-95, 2008, Proceedings of the American Thoracic Society, 7, 257-263, 2010, Toxicology Letters, 293, 249-252, 2018).
Chlor działa negatywnie także na detektory elektrochemiczne aparatury kontrolno-pomiarowej monitorującej procesy technologiczne w przemyśle, prowadząc do ich uszkodzenia (czasopisma: Sensors and Actuators, B, 77 281-286; 2001, Procedia Engineering, 168, 1118-1121, 2016).
Adsorpcja jest skutecznym sposobem usuwania zanieczyszczeń z fazy gazowej szczególnie w przypadku, gdy ich stężenie w strumieniu gazu jest małe, tj. wynosi od kilku do kilkuset ppm. Podczas adsorpcyjnego oczyszczania gazu poszczególne składniki zanieczyszczeń ulegają zatężeniu na adsorbencie, co w konsekwencji ułatwia ich dalszą obróbkę, na przykład w procesie spalania. Do najczęściej stosowanych adsorbentów należą substancje, takie jak węgiel aktywny, zeolity, sadze grafitowe, żele krzemionkowe, sita molekularne, aktywny tlenek glinowy, wodorotlenek cyrkonu oraz półsyntetyczne i syntetyczne jonity. Adsorpcja na powierzchni tych materiałów może mieć charakter zarówno fizyczny jak i chemiczny. W przypadku adsorpcji fizycznej zaadsorbowane cząsteczki są związane z adsorbentem słabymi siłami oddziaływań międzycząsteczkowych typu van der Waalsa. Adsorpcja ta jest selektywna, a największą zdolność do przebiegu tego procesu posiadają cząsteczki gazów o dużej masie molowej i niskiej temperaturze wrzenia. Z kolei podczas adsorpcji chemicznej (chemisorpcji) pomiędzy adsorbatem a adsorbentem tworzą się silne wiązania chemiczne (najczęściej kowalencyjne), a zaadsorbowany składnik zanieczyszczeń zwykle jest desorbowany z powierzchni w postaci związku chemicznego utworzonego w procesie adsorpcji (monografia Węgiel aktywny, WNT, Warszawa 1985). Chemisorpcja jest często procesem nieodwracalnym.
Węgle aktywne są sorbentami od lat stosowanymi w przemyśle do usuwania lotnych związków organicznych i nieorganicznych z powietrza i z gazów odlotowych, w tym organicznych związków chloru, takich jak chlorobenzen, tetrachloroetylen, 1,1,2,2-tetrachloroetan czy chlorek metylu (czasopisma: Journal of Hazardous Materials B(137), 1479-1487, 2006, Ochrona Środowiska, 32(1), 49-54, 2010, portal firmy DESOTEC, https://www.desotec.com/pl/rozwiazania/filtry (dostęp: 11.07.2019)].
Wiadomo także, że węgle aktywne z powodzeniem są stosowane do oczyszczania cieczy, zwłaszcza środowiska wodnego z rozpuszczonego w nim chloru po procesie chlorowania wód (monografia Oczyszczanie wody. Podstawy teoretyczne i technologiczne, procesy, urządzenia, PWN, Warszawa 2009, portal firmy DESOTEC, https://www.desotec.com/pl/ow%C4%99 gluaktywnym/przyk% C5%82adowe/usuwanie-chloru-z-wody-z-pomoc-w-gla-aktywnego, (dostęp: 11.07.2019).
Chlor może być usuwany z fazy gazowej w skali laboratoryjnej za pomocą kosztownych filtrów stałych z węgla aktywnego impregnowanego jonami metali i amin (opis patentowy US 6,344,071), natomiast w skali przemysłowej za pomocą wodnych roztworów sorpcyjnych, które po zużyciu stają się uciążliwymi odpadami ciekłymi (monografia Oczyszczanie gazów - procesy i aparatura, WNT, Warszawa 1998). Impregnacja polepsza zdolności sorpcyjne węgla oraz zwiększa selektywność w zakresie usuwania konkretnych związków, takich jak siarczki, aminy, amoniak, merkaptany oraz gazy o odczynie kwaśnym.
PL 238 432 B1
Z opisu patentowego PL 160856 znany jest sposób oczyszczania gazów odlotowych z pyłów i zanieczyszczeń gazowych, polegający na przepuszczaniu gazów przez złoże utworzone z ziarnistego materiału, między innymi z żużla powstającego podczas spalania węgla, zawierającego substancje wchodzące w reakcje chemiczne z oddzielanymi zanieczyszczeniami gazowymi i częściowo rozpuszczalnego w cieczy zwilżającej to złoże, przy czym ciecz zwilżającą doprowadza się na złoże w ilości niezbędnej do utrzymania stałego jego nawilżenia i częściowej ekstrakcji rozpuszczalnych składników złoża. Wymienione wyżej sposoby oczyszczania gazów odlotowych w suchych złożach ziarnistych posiadają tę niedogodność, że mogą być stosowane albo w celu odpylania, albo w celu adsorpcji zanieczyszczeń gazowych, co za tym idzie, wiążą się z koniecznością budowy skomplikowanych i kosztownych instalacji.
W czasopiśmie Industrial & Engineering Chemistry Research, 51, 2675-2681,2012 stwierdzono, że wodorotlenek cyrkonu i ten sam związek impregnowany trietylenodiaminą (TEDA) wykazują zdolność do usuwania toksycznych gazów chlorowych, jak chlor (CL), fosgen (COCL) i chlorowodór (HCl) ze strumienia powietrza po zastosowaniu ich w wojskowych półmaskach.
W opisie zgłoszenia patentowego GB 1246483 A ujawniono sposób oczyszczania gazów odlotowych z zanieczyszczeń gazowych w procesie chemisorpcji. Sposobem tym można usunąć między innymi chlorowce, na przykład Cl2, HCl. Sposób ten polega na doprowadzeniu gazu do kontaktu z masą składającą się z termostabilnego tlenkowego materiału nośnikowego, takiego jak krzemionka, tlenek glinu, tlenek cyrkonu, toru lub ich mieszanina, który zawiera na swojej powierzchni co najmniej jeden aktywny składnik wybrany spośród tlenków tytanu, wanadu, chromu, molibdenu, manganu, renu, żelaza i niklu, przy czym masa staje się aktywna przez traktowanie tlenem cząsteczkowym w temperaturze od 300 do 600°C, a następnie gazem redukującym w temperaturze co najmniej 200°C, w celu przekształcenia składnika aktywnego w niższy stan utlenienia.
Z opisu patentowego US 5,492,882 znany jest uniwersalny, impregnowany adsorbent z węgla aktywnego, przeznaczony do usuwania toksycznych składników zawartych w gazach za pomocą filtrów powietrza indywidualnych i zbiorczych, a także półmasek, wolny od chromu jako impregnatu. Węgiel jest zaimpregnowany co najmniej jednym związkiem wybranym z trzech grup związków składających się z: (a) kwasu siarkowego i soli kwasu siarkowego, (b) związków molibdenowych i (c) związków miedzi i cynku. Zastrzeżony adsorbent węglowy może służyć do usuwania toksycznych gazów i/lub par w wojskowości, ale także w zastosowaniach przemysłowych.
W opisie patentowym US 6,344,071 ujawniono materiał filtracyjny obejmujący co najmniej dwa rodzaje substancji jako składników filtrujących. Pierwszy czynnik filtracyjny obejmuje podłoże o zwiększonej powierzchni, między innymi węgiel aktywny, zawierające co najmniej jeden impregnat z metalu przejściowego, nie będący związkiem chromu(VI). Drugi składnik w układzie filtrującym zawiera impregnat w postaci trzeciorzędowej aminy. Środek filtrujący osiąga poziom wydajności oczyszczania gazów wymagany zarówno do certyfikowania filtrów przemysłowych, jak i wymagany w filtrach wojskowych.
Nieimpregnowany węgiel aktywny nie jest dotychczas stosowany do usuwania chloru z fazy gazowej.
Sposób usuwania chloru z mieszanin gazowych, zwłaszcza z gazów odlotowych i spalin powstających w procesach termicznego i termokatalitycznego rozkładu związków organicznych zawierających chlor, w drodze przepuszczania tych mieszanin gazowych przez podłoże adsorpcyjne, według wynalazku polega na tym, że strumień mieszaniny gazów zawierającej do 200 mg chloru/m3 mieszaniny, schłodzony do temperatury 15-25°C i wstępnie osuszony do zawartości w nim pary wodnej 13-23 g/m3, przepuszcza się przez warstwę nieimpregnowanego węgla aktywnego, o powierzchni właściwej 300-2000 m2/g, przy obciążeniu węgla gazami nie większym niż 10 dm3/h x g węgla. Stosuje się stacjonarną warstwę nieimpregnowanego węgla aktywnego ziarnistego o uziarnieniu 0,3-5,0 mm lub utworzoną z wytłoczek uformowanych z nieimpregnowanego węgla aktywnego rozdrobnionego do wielkości ziaren poniżej 0,1 mm. Mieszaniny gazów zawierające chlor, przed przepuszczaniem ich przez warstwę węgla aktywnego ziarnistego, korzystnie poddaje się dalszemu osuszeniu do zawartości pary wodnej poniżej 1 g/m3 mieszaniny gazów. Stosuje się węgiel aktywny otrzymany z materiału węglowego zawierającego powyżej 60% wagowych węgla pierwiastkowego, takiego jak węgiel kamienny, pył lub miał węglowy, węgiel brunatny, drewno, torf, łupiny orzechów kokosowych, włoskich, laskowych.
W sposobie według wynalazku mieszaninę gazów zawierającą chlor przetłacza się przez stacjonarną lub ruchomą warstwę węgla aktywnego, w której zachodzą procesy sorpcji i destrukcji
PL 238 432 B1 cząsteczek chloru. Z kolei związki organiczne zawierające chlor w cząsteczkach ulegają sorpcji, a niekiedy i destrukcji. Organiczne związki chloru ulegające sorpcji mogą być zatężone i odzyskane. Sposób według wynalazku zapewnia wysoką skuteczność usuwania chloru ze spalin, w tym w obecności pary wodnej, przed ich analizą lub odprowadzeniem do atmosfery, w wyniku zastosowania wybranych węgli aktywnych - ziarnistych lub formowanych, tanich i dostępnych na rynku, w temperaturze typowej dla schłodzonych spalin. W przypadku zastosowania sposobu według wynalazku do ochrony analizatorów spalin, warstwa węgla aktywnego umieszczona na drodze przepływu gazów między ich źródłem i sensorem analizatora zapobiega przedwczesnemu zużywaniu się i awariom detektorów analizatorów gazu. Sposób według wynalazku cechuje wysoka skuteczność oczyszczania gazów z chloru, a także wyeliminowanie głównego mankamentu procesów oczyszczania gazów z chloru w fazie ciekłej, tj. uciążliwych, ciekłych odpadów lub ścieków.
Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.
P r z y k ł a d 1
Usuwaniu chloru poddano spaliny z procesu katalitycznego utleniania wodzianu chloralu realizowanego w temperaturze 450°C, zawierające chlor w stężeniu 137-146 mg/m3. Strumień spalin z tego procesu, zawierający po schłodzeniu do temperatury około 20°C chlor w stężeniu średnio 144 mg/m3, wstępnie osuszony do zawartości pary wodnej 18 g/m3, płynący z natężeniem 20 dm3/h, przepuszczono przez stacjonarną warstwę 10 cm3 wytłoczek z nieimpregnowanego węgla aktywnego, o masie 5,61 g, uformowanych z węgla kamiennego rozdrobnionego do wielkości ziaren poniżej 0,1 mm. Wytłoczki węgla miały wymiary 3-7 mm, zawierały 19,2% popiołu względem ich suchej masy, a powierzchnia właściwa wytłoczek miała wartość 488 m2/g. Obciążenie węgla spalinami wynosiło 3,57 dm3/h x g węgla.
W wyniku przepuszczenia strumienia spalin przez warstwę wytłoczek zawartość chloru w tym strumieniu spadła do poziomu 0,25 mg/m3 i taka wydajność usuwania chloru na tej warstwie utrzymywała się przez okres 5 h.
P r z y k ł a d 2
Strumień gazów generowany z procesu jak w przykładzie 1, lecz prowadzonego w temperaturze około 550°C, zawierał chlor w stężeniu 137-168 mg/m3. Po schłodzeniu do temperatury 20°C spaliny z tego procesu, zawierające chlor średnio w ilości 139,4 mg/m3, wstępnie osuszone do zawartości pary wodnej 18 g/m3, płynące z natężeniem 20 dm3/h, przepuszczano przez stacjonarną warstwę 10 cm3 wytłoczek z nieimpregnowanego węgla aktywnego, o masie 3,72 g, uformowanych z pyłu węgla kamiennego o wielkości ziaren poniżej 0,1 mm. Wytłoczki węgla miały wymiary 3-8 mm, zawierały 14,3% popiołu względem ich suchej masy mającej powierzchnię właściwą 700 m2/g. Obciążenie węgla spalinami wynosiło 5,38 dm3/h x g węgla.
W wyniku przepuszczenia strumienia gazów przez warstwę wytłoczek zawartość chloru w tym strumieniu spadła do poziomu 0,25 mg/m3 i taka wydajność usuwania chloru na tej warstwie utrzymywała się w okresie 2,17 h.
P r z y k ł a d 3
Strumień gazów generowany z procesu jak w przykładzie 1, prowadzonego w temperaturze 450°C, wstępnie osuszony do zawartości pary wodnej 16 g/m3, zawierający po schłodzeniu do temperatury 18°C chlor średnio w stężeniu 113,1 mg/m3, płynący z natężeniem 20 dm3/h, przepuszczano przez warstwę stacjonarną, chociaż z widocznymi objawami wrzenia fluidalnego, nieimpregnowanego ziarnistego węgla aktywnego, otrzymanego z łupin orzecha kokosowego, o masie 2 g. Węgiel miał uziarnienie 0,6-2,36 mm, powierzchnię właściwą 742 m2/g i zawierał tylko 2,28% popiołu. Obciążenie węgla spalinami wynosiło 10 dm3/h x g węgla.
W wyniku przepuszczenia strumienia gazów przez warstwę węgla zawartość chloru w tym strumieniu spadła do poziomu 0,25 mg/m3 i taka wydajność usuwania chloru na tej warstwie utrzymywała się w okresie 28,3 h, natomiast w okresie 49,4 h gdy strumień gazu, przed przepuszczeniem przez warstwę węgla, był dodatkowo osuszony na żelu krzemionkowym do zawartości pary wodnej poniżej 1 g/m3.
P r z y k ł a d 4
Strumień gazów generowany z procesu jak w przykładzie 1, prowadzonego w temperaturze 450°C, wstępnie osuszony do zawartości pary wodnej 16 g/m3, zawierający po schłodzeniu do temperatury 18°C chlor średnio w stężeniu 114,5 mg/m3, płynący z natężeniem 20 dm3/h przepuszczano przez warstwę stacjonarną, chociaż z widocznymi objawami wrzenia fluidalnego, nieimpregnowanego ziarnistego węgla aktywnego, otrzymanego z węgla kamiennego, o masie 2 g. Obciążenie węgla spa
PL 238 432 B1 linami wynosiło 10 dm3/godzinę x g węgla. Węgiel miał uziarnienie 0,43-1,7 mm, zawierał 18,57% popiołu względem swej suchej masy mającej powierzchnię właściwą 857 m2/g.
W wyniku przepuszczenia strumienia gazów przez warstwę węgla zawartość chloru w tym strumieniu spadła do poziomu 0,25 mg/m3 i taka wydajność usuwania chloru na tej warstwie utrzymywała się w okresie 16,3 h, zaś gdy strumień gazu, przed przepuszczeniem przez węgiel, był osuszony na żelu krzemionkowym do zawartości pary wodnej poniżej 1 g/m3, w okresie 28,3 h.
P r z y k ł a d 5
Strumień gazów o temperaturze 18°C, osuszony do zawartości pary wodnej 16 g/m3, zawierający chlor średnio w stężeniu 115,3 mg/m3, płynący z natężeniem 20 dm3/h przepuszczano przez warstwę stacjonarną, chociaż z widocznymi objawami wrzenia fluidalnego, nieimpregnowanego ziarnistego węgla aktywnego, otrzymanego z węgla kamiennego, o masie 2 g. Obciążenie węgla spalinami wynosiło 10 dm3/h x g węgla. Węgiel miał uziarnienie 0,7-1,0 mm, zawierał 8,52% popiołu względem suchej masy mającej powierzchnię właściwą 1379 m2/g.
W wyniku przepuszczenia strumienia gazów przez warstwę węgla zawartość chloru w tym strumieniu obniżyła się do poziomu 0,25 mg/m3 i taka wydajność usuwania chloru na tej warstwie utrzymywała w okresie 35,7 h.
Claims (4)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób usuwania chloru z mieszanin gazowych, zwłaszcza z gazów odlotowych i spalin powstających w procesach termicznego i termokatalitycznego rozkładu związków organicznych zawierających chlor, w drodze przepuszczania tych mieszanin gazowych przez podłoże adsorpcyjne, znamienny tym, że strumień mieszaniny gazów zawierającej do 200 mg chloru/m3 mieszaniny, schłodzony do temperatury 15-25°C i wstępnie osuszony do zawartości w nim pary wodnej 13-23 g/m3, przepuszcza się przez warstwę nieimpregnowanego węgla aktywnego, o powierzchni właściwej 300-2000 m2/g, przy obciążeniu węgla gazami nie większym niż 10 dm3/h x g węgla.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się stacjonarną warstwę nieimpregnowanego węgla aktywnego ziarnistego o uziarnieniu 0,3-5,0 mm lub utworzoną z wytłoczek uformowanych z nieimpregnowanego węgla aktywnego rozdrobnionego do wielkości ziaren poniżej 0,1 mm.
- 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaniny gazów zawierające chlor, przed przepuszczaniem ich przez warstwę węgla aktywnego ziarnistego korzystnie poddaje się dalszemu osuszeniu do zawartości pary wodnej poniżej 1 g/m3 mieszaniny gazów.
- 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się węgiel aktywny otrzymany z materiału węglowego zawierającego powyżej 60% wagowych węgla pierwiastkowego, takiego jak węgiel kamienny, pył lub miał węglowy, węgiel brunatny, drewno, torf, łupiny orzechów kokosowych, włoskich, laskowych.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL430940A PL238432B1 (pl) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | Sposób usuwania chloru z mieszanin gazowych, zwłaszcza z gazów odlotowych i spalin powstających w procesach termicznego i termokatalitycznego rozkładu związków organicznych zawierających chlor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL430940A PL238432B1 (pl) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | Sposób usuwania chloru z mieszanin gazowych, zwłaszcza z gazów odlotowych i spalin powstających w procesach termicznego i termokatalitycznego rozkładu związków organicznych zawierających chlor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL430940A1 PL430940A1 (pl) | 2021-03-08 |
| PL238432B1 true PL238432B1 (pl) | 2021-08-23 |
Family
ID=75107764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL430940A PL238432B1 (pl) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | Sposób usuwania chloru z mieszanin gazowych, zwłaszcza z gazów odlotowych i spalin powstających w procesach termicznego i termokatalitycznego rozkładu związków organicznych zawierających chlor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL238432B1 (pl) |
-
2019
- 2019-08-26 PL PL430940A patent/PL238432B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL430940A1 (pl) | 2021-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8636971B2 (en) | Crosslinked polymer-carbon sorbent for removal of heavy metals, toxic materials and carbon dioxide | |
| US6719828B1 (en) | High capacity regenerable sorbent for removal of mercury from flue gas | |
| KR100991761B1 (ko) | 흡착제 및 연소기체로부터 수은을 제거하는 방법 | |
| Saleh et al. | Polyamide magnetic palygorskite for the simultaneous removal of Hg (II) and methyl mercury; with factorial design analysis | |
| USRE44124E1 (en) | Regenerable high capacity sorbent for removal of mercury from flue gas | |
| JP4057296B2 (ja) | 排ガスの浄化方法 | |
| Suresh Kumar Reddy et al. | Elemental mercury adsorption on sulfur-impregnated porous carbon–A review | |
| US9868107B1 (en) | Removal of nitrogen dioxide from gas environments using metal-organic frameworks | |
| CA2472329C (en) | Sulphided ion exchange resins | |
| Alhooshani | Adsorption of chlorinated organic compounds from water with cerium oxide-activated carbon composite | |
| NZ527151A (en) | A method for the removal of mercury from a gas stream | |
| CN1901982B (zh) | 从废弃物流减少无机污染物的方法 | |
| JP2011512243A (ja) | ガス流からの汚染物質除去 | |
| US5895520A (en) | Method of separating noxious substances from exhaust gases | |
| PL238432B1 (pl) | Sposób usuwania chloru z mieszanin gazowych, zwłaszcza z gazów odlotowych i spalin powstających w procesach termicznego i termokatalitycznego rozkładu związków organicznych zawierających chlor | |
| EP3374078B1 (en) | Production method of an adsorbent material for adsorbing sulfur compounds | |
| JP6548839B2 (ja) | 流体から重金属を除去する方法 | |
| Hidayu et al. | Overview of mercury removal from flue gas using activated carbon | |
| Vidic | Development of novel activated carbon-based adsorbents for the control of mercury emissions from coal-fired power plants | |
| Iliev et al. | Study of physicochemical aspects of hydrogen sulfide adsorption on a composite material from water treatment sludge | |
| Winecki | Selected environmental applications of nanocrystalline metal oxides | |
| Liu | Development of novel adsorbents for the control of vapor-phase mercury emissions | |
| Hsi | Preparation and evaluation of sulfur-containing adsorbents for removal of mercury from simulated coal combustion flue gases | |
| Enneking | Fixed Bed Adsorption for Mercury Control | |
| Dwivedi et al. | RESEARCH ARTICLE ADSORPTIVE REMOVAL OF PICRIC ACID FROM WASTEWATER USING COAL FLY ASH |