DE2210223B2

DE2210223B2 - Beseitigen von Abfall synthetischer Hochpolymerisate

Info

Publication number: DE2210223B2
Application number: DE2210223A
Authority: DE
Inventors: Hayami Ito; Yasuo Nozaki; Mamoru Yamada
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1971-03-04
Filing date: 1972-03-03
Publication date: 1975-09-18
Also published as: DE2210223A1; US3941066A; JPS5118994B1; FR2127988A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beseitigen von Abfall synthetischer Hochpolymerisate (nachstehend auch mit Abfall synthetischer Harze oder mit Kunstharzabfall bezeichnet). Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Beseitigen chlorhaltiger Harzabfälle in Vermischung mit anderen schmelzbaren Kunstharzabfällen.

Typische Beispiele solcher chlorhaltiger Harze sind Polyvinylchlorid, Mischpolymerisate von Vinylidenchlorid und Vinylchlorid, Mischpolymerisate von Vinylchlorid und Vinylacetat usw. Beispiele anderer schmelzbarer synthetischer Hochpolymerisate sind Polypropylen, Polyäthylen, Polystyrol, Polyurethan usw.

Abfälle synthetischer Hochpolymerisate, wie Polyäthylen und Polypropylen, sind bisher dadurch beseitigt worden, daß sie einfach verbrannt wurden. Bei einer solchen Art der Beseitigung treten jedoch verscHiedne Schwierigkeiten auf, da diese Harzabfälle als festes Harz einen so hohen Wärmewert und eine se bemerkenswert niedrige Verbrennungsgeschwindigkeit haben, daß sie bei der Verbrennung gewöhnlich eine große Menge Ruß erzeugen, und die zu ihrer Verbrennung verwendete Vorrichtung ist wegen ihrer geringen Verbrennungsbelastung ziemlich unwirtschaftlich.

Ein weiteres Problem ergibt sich wegen der Notwendigkeit einer besonderen Sorgfalt während des Beseitigungsvorgangs, weil solche Harzabfälle, wenn sie als feste Harze verbrannt werden, gewöhnlich in der ersten Stufe der Verbrennung schmelzen und erweichen.

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Zweck der Erfindung ist, ein Verfahren zur wirksamen Beseitigung der AbfaUgemische synthetischer Hochpolymerisate zu schaffen, durch welches die vorgenannten Schwierigkeiten vollständig behoben sind und während der Beseitigung erzeugte schädliche Stoffe, wie insbesondere Chlorwasserstoff, vollständig entfernt werden können.

Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Beseitigen von Abfall synthetischer Hochpolymerisate, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Hochpolymerisatabfall auf eine Temperatur zwischen 200 und 500 C erhitzt, wobei in dem Abfall enthaltene schmelzbare Materialien schmelzen, dann den thermisch instabilen Teil des HochpoIymerisaJabfalls, insbesondere chlorhaltiges Hochpolymerisat, in dem aus dem geschmolzenen Material gebildeten heißen Bad bei einer Temperatur zwischen 200 und 500 C zersetzt und die entstehenden Gase abzieht.

Das Verfahren beruht darauf, daß

a) zuerst der Polyolefingemischabfall bei einer relativ niedrigen Temperatur in dem Bereich von 200 bis 500 C erhitzt wird, um relativ thermisch stabile oder hitzebeständige synthetische Hochpolymerisate, wie z. B. in dem Abfallgemisch enthaltenes Polypropylen und Polyäthylen, zu schmelzen und dadurch ein aus den geschmolzenen Harzen bestehenden heißes Bad zu bilden,

b) thermisch unstabile Harze, wie z. B. Polyvinylchlorid und ähnliche chlorhaltige synthetische Hochpolymerisate, in dem auf einer Temperatur von 200 bis 500 C gehaltenen heißen geschmolzenen Bad zersetzt werden, um dadurch Chlorwasserstoffgas zusammen mit einer gewissen Menge Kohlenwasserstoffgas zu erzeugen, während sie von dem im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehenden restlichen Material getrennt werden, und

c) das erzeugte Chlorwasserstoffgas zusammen mi' einer kleinen Menge Kohlenwasserstoffgas aus dem geschmolzenen Bad zur Außenseite des Systems abgegeben wird und gleichzeitig der restliche Kohlenstoff aus dem System abgezogen wird.

Währenddessen wird ein Teil des Polypropylens, Polyäthylens und ähnlichen Hochpolymerisatabfalls, die das heiße geschmolzene Bad bilden, thermisch in Cjj-Q-Kohlenwasserstoffgas zerlegt, indem dieser Teil bei einer Temperatur von 200 bis 500 C erhitzt wird, jedoch erfährt der größere Anteil von ihm eine Degradierung und verbleibt in dem System als geschmolzene Flüssigkeit von geringerer Viskosität, die einen so niedrigen Schmelzpunkt wie 80 bis 135 C aufweist.

Das so in dieser Stufe erzeugte C₂-C₄-Kohlenwasserstoffgas wird aus dem Heizofen zusammen mit dem aus dem Polyvinylchlorid erzeugten Chlorwasserstoffgas und mit Hexan-, Propylen- und ähnlichen Kohlenwasserstoffgasen abgezogen.

Mittels des Verfahrens nach der Erfindung ist es jetzt möglich, eine kontinuierliche Beseitigung von Hochpolymerisatabfällen dadurch auszuführen, daß sie fortlaufend in einen Heizofen eingeführt werden, wodurch die thermische Zersetzung von Polyvinylchlorid- und ähnlichen chlorhaltigen Kunstharzabfällen in dem heißen geschmolzenen Bad herbeigeführt wird, während Chlorwasserstoffgas frei wird und restlicher Kohlenstoff erhalten wird, der frei von zurückbleibendem Chlor ist.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung tritt beim Erhitzen der Mischung von synthetischen Hochpolymercn, die in dem Abfallmaterial enthalten sind, ein Schmelzen der schmelzbaren Harze ein, während gleichzeitig eine thermische Zersetzung insbesondere der chlorhaltigen Hochpolymeren in dem aus dem geschmolzenem Material gebildeten heißer Medium unter einer Dehydrochlorierungsreaktion stattfindet.

Das Abfallbeseitigungsverfahren gemäß der Erfindung weist folgende Vorteile auf:

a) Da das Verfahren in vollkommen flüssigem Zustand durchgeführt wird, kann das Abfallharzgemisch leicht gehandhabt und behandelt werden, beispielsweise indem es mittels einer üblichen Pumpe befördert wird, und es kann mit einer hohen Verbrennungsbelastung, z. B. mittels Sprühverbrennung, in wirksamer Weise -veggebrannt werden, und zwar ebenso Jeicht wie im Falle der Verbrennung gewöhnlicher flüssiger Brennstoffe.

b) Da die Beseitigungsbehandlung in einer flüssigen Phase erfolgt, kann der zu beseitigende Kunstharzabfall in eine Form eingegossen und in geeignete Gestalten und Größen geformt werden, und das geformte Harz kann entweder wiederverwendet oder weggeworfen werden.

c) Da das Wärmemedium in dem heißen Bad kein Chlor mehr enthält, kann es verbrannt werden, ohne daß irgendwelche schädlichen Gase, wie Chlorwasserstoff, erzeugt werden. Ferner kann es, da es kein Chlor enthält, sofort weggeworfen oder als Kohlenwasserstoffquelle wiederverwendet werden. Außerdem kann es in Vermischung mit Stadtmüll verbrannt werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch auf die Beseitigung von Kunstharzabfällen, die vollständig aus chlorhaltigen Harzen, wie Polyvinylchlorid bestehen, sowie auch auf die Beseitigung anderer Hochpolymerisatabfälle, die kein Chlor enthalten, wie z. B. solcher, die wärmehärtende Kunstharze enthalten, angewendet werden.

In Abhängigkeit von der Zusammensetzung der zu beseitigenden Kunstharzabfälle ist es auch möglich, heißes Bad bildende Materialien, wie Polyäthylen und Polypropylen beizumischen, um die Bedingungen, d. h. die Temperatur und die Viskosität des heißen Bades auf konstanten Werten zu halten.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert, die ein Fließschema des Verfahrens wiedergibt.

Zu beseitigender Kunstharzabfall wird über eine Einlaßleitung 3 in einen wannenartigen Heizofen 1 eingeführt und darin bei einer Temperatur zwischen 200 und 500 C, vorzugsweise von etwa 375 C erhitzt, so daß ein heißes Bad aus geschmolzenen schmelzbaren Abfallharzen, die in dem Beschickungsmaterial enthalten sind, gebildet wird. Der untere Teil des Ofens 1 ist als Verbrennungskammer 2 ausgebildet, in welche das in dem Heizofen befindliche geschmolzene Harz

ίο über eine Einlaßleitung 9 zusammen im·. Luft fortlaufend eingeführt und in der Kammer 2 als Brennstoff verbrannt wird, um dem Prozeß Wärme zuzuführen. In dem Heizofen ί durch thermische Zersetzung chlorhaltiger Harze erzeugter Chlorwasserstoff wird

»5 über eine Leitung 18 abgezogen und in einen Absorber 12 eingeführt, in welchem es als Salzsäure zurückgewonnen wird, die über eine Leitung 13 abgegeben wird. In dem Absorber 12 nicht absorbiertes Gas wird aus dem Absorber in einen Skrubber 14 eingeführt,

ao in welchem nicht absorbierter Chlorwasserstoff mittels eines aus einer Sprühvorrichtung 15 austretenden Sprühwasserstrahls als Salzsäure zurückgewonnen wird. Die rückgewonnene Salzsäure wird über eine Pumpe 16 in den Absorber 12 zurückgeführt. Den

as Skrubber 14 verlassendes, nicht absorbiertes Gas, das Kohlenwasserstoffe enthält, welche durch thermische Degradierung der Abfallharze erzeugt sind, wird über Leitungen 11 und 10 mittels eines Gebläses 17 zusammen mit Luft der Verbrennungskammer 2 zugeführt.

In der Zeichnung bedeuten ferner: 4 eine Zufuhrleitung für Brennstoffgas, 5 einen Abwärmeboiler, 6 eine Abgasauslaßleitung, 7 einen Schornstein und 8 eine Abgabeleitung für restlichen Kohlenstoff.
Aus dem Heizofen austretendes chlorwasserstoffhaltiges Gas kann nach Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffen mittels eines Kondensators als Brennstoff verwendet werden, und der in dem Absorber entstehende Chlorwasserstoff kann als Salzsäure zurückgewonnen werden, die entweder als chemisches Material verwendet oder nach Neutralisation mit Ca(OH)₂, NaOH od. dgl. weggeschüttet werden kann. Der in dem Ofen gebildete restliche Kohlenstoff kann entweder als Brennstoff oder als Kohlenstoffquelle in anderen Prozessen verwendet oder gewünschtenfalls, nachdem er durch Preßformen in geeignete Größen gebracht ist, weggeworfen werden. Da das geschmolzene Wärmemedium bei einer Temperatur über 150 C leicht versprüht werden kann, kann es fortlaufend als Brennstoff zum Erhitzen des Ofens sprühverbrannt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

22 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Beseitigen von Abfall synthetischer Hochpolymerisate, dadurch gekennzeichnet, daß man den Hochpolymerisatabfall auf eine Temperatur zwischen 200 und 500 C erhitzt, wobei in dem Abfall enthaltene schmelzbare Materialien schmelzen, dann den thermisch instabilen Teil des Hochpolymerisatabfalls, insbesondere chlorhaltiges Hochpolymerisat, in dem aus dem geschmolzenen Material gebildeten heißen Bad bei einer Temperatur zwischen 200 und 500³C zersetzt und die entstehender. Gase abzieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des geschmolzenen Materials als Brennstoff zum Erhitzen des Hochpolymerisatabfal/s verbrannt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die thermische Zersetzung des ao chlorhaltigen Hochpolymerisatabfalls erzeugter Chlorwasserstoff als Salzsäure zurückgewonnen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch thermische Degradierung des as Hochpolymerisatabfalls gebildete Kohlenwasserstoffe als Brennstoff zum Erhitzen des Hochpolymerisatabfalls verbrannt werden.