Procédé pour récupérer des constituants utiles de déchets en
polymères synthétiques.
La présente invention se rapporte à un procédé pour récupérer les constituants utiles de déchets en polymères synthétiques.
Habituellement, les déchets en polymères synthétiques sont éliminés par incinération ou sous forme d'amendement provoquant souvent des pollutions secondaires, comme de la pollution atmosphérique, de la contamination par les métaux lourds et des affaissements de terrain . De plus, du point de vue des ressources, ces déchets suscitent de graves difficultés. Récemment, on a cherché à mettre au point un procédé pour récupérer les constituants utiles des déchets. Cependant, aucune technique applicable en pratique n'a été découverte jusqu'à présent;bien que certains procédés soient appliqués à l'échelle expérimentale.
La présente invention a pour but de surmonter les inconvénients ci-dessus et de procurer un procédé perfectionné pour récupérer les constituants utiles de déchets en polymères synthétiques, suivant lequel on convertit les déchets sous l'effet de la chaleur en composés utiles qu'on recueille soigneusement.
La présente invention a pour objet un procédé pour récupérer les constituants utiles de déchets en polymères synthétiques, suivant lequel on chauffe les déchets pour former des gaz de décomposition thermique, on prélève de ces gaz les constituants intéressants en exploitant les différences des points d'ébullition et on refroidit les gaz de décomposition intéressants en vue de les isoler séparément à l'état gazeux ou à l'état liquide à la température normale,en recyclant le résidu de décomposition et les constituants lourds peu décomposés pour constituer la source de chaleur en vue du chauffage.
Comme décrit plus haut, conformément à l'invention, on chauffe les déchets en polymères synthétiques pour former des gaz de décomposition thermique dont on prélève les gaz intéressants par exploitation de la différence des points d'ébullition, c'est-à-dire que les constituants à récupérer sont choisis en tenant compte exclusivement des constituants utiles, et on refroidit alors les constituants utiles qu'on recueille séparément à l'état gazeux ou à l'état liquide à la température normale. Dans ce système de récupération, comme on l'a déjà indiqué, on utilise le résidu de la décomposition et les constituants lourds difficiles à décomposer comme source de chaleur pour le traitement thermique.
Le traitement des déchets en polymères synthétiques conformément à l'invention permet une récupération complète des constituants réutilisables, séparément à l'état liquide ou à l'état gazeux,en vue de leur utilisation à nouveau tels quels ou bien comme source de chaleur pour le système. Le procédé de l'invention convient spécialement pour le traitement de déchets en polymères synthétiques dans les installations de traitement des immondices et dans les usines
de matières plastiques.
D'autres buts de l'invention,ainsi que les avantages et
les caractéristiques qu'elle offre ressortiront de la description ci-après faite avec référence au dessin annexé qui est un schéma illustrant un système pour la récupération des constituants utiles de déchets en polymères synthétiques conformément à l'invention.
Dans l'installation représentée, les déchets en polymères synthétiques,broyés jusqu'à une granulométrie convenable, sont amenés de manière continue depuis une trémie 1 par un tourniquet 2
et un poste d'alimentation à vis 3 jusque dans un poste de décomposition primaire 4 qui est chauffé indirectement par la chaleur perdue provenant d'un poste de décomposition secondaire
5 et qui est maintenu à la température de fusion des déchets polymères admis, à savoir à environ 300[deg.]C. L'alimentation passe donc
à l'état fondu,lors d'un séjour pendant un délai convenable dans
le poste de décomposition primaire. Si l'alimentation contient
une résine halogénée,par exemple de chlorure de vinyle, il s'ensuit une déshalogénation conduisant à la formation d'un ou plusieurs halogénures d'hydrogène,comme le chlorure d'hydrogène. La présence d'une résine thermodurcissable quelconque, se trouvant naturellement à l'état solide, ne nuit pas au fonctionnement du système.
Les gaz engendrés dans le poste de décomposition primaire 4,par exemple le chlorure d'hydrogène, la vapeur d'eau et les hydrocarbures,sont refroidis par un condenseur 10 jusqu'à la température ambiante, et y sont répartis en une fraction condensée et
en une fraction non condensée. La fraction condensée est envoyée
à un poste 20 de séparation d'huile et d'eau, cependant que la frac-tion non condensée est envoyée à une colonne d'absorption 12. Celle-ci assure le contact avec de l'eau d'absorption provenant d'un réservoir 16 d'ou elle est amenée à la partie supérieure de
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d'acide chlorhydrique. Comme l'acide isolé à ce stade entraf-
ne à l'état de trace un brouillard d'huile, il est amené,comme
la fraction condensée,au poste de séparation d'huile et d'eau 20 dans lequel il est séparé en une matière huileuse et en une solution aqueuse d'acide chlorhydrique qui sont chacun recueilli dans un réservoir d'huile 21 et un réservoir d'acide chlorhydrique 22, respectivement. L'eau nécessaire pour la colonne d'absorption est amenée par la conduite 18.
Les gaz quittant la colonne d'absorption 12 parviennent à une colonne de neutralisation 13 dans laquelle l'acide chlorhydrique résiduel présent à l'état de trace est totalement éliminé, de sorte qu'un gaz hydrocarboné pur est débité par la soufflante 23
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être une solution d'hydroxyde de sodium ou une solution semblable} est admis au départ d'un réservoir d'alcali 17 à la partie supérieure de la colonne 13 au moyen d'une pompe 15 et, après la neutralisation dans la colonne, est renvoyé- au réservoir 17. La quantité requise de cet agent pour la neutralisation est complétée par un appoint amené au moyen de la conduite 19.
D'autre part, la masse en fusion quittant le poste de décomposition primaire 4 parvient de manière continue, de toute façon avantageuse par exemple par l'intermédiaire d'un tourniquet ou d'un transporteur à vis, au poste secondaire 5 dans lequel elle est chauffée jusqu'à une.température plus élevée pour se décomposer en gaz ayant un poids moléculaire inférieur.
Le poste de décomposition secondaire 5 comprend une section de chauffage 6 à la partie inférieure et une section de refroidissement 7 à la.partie supérieure dans laquelle les constituants se <EMI ID=3.1>
passes dans lequel circule un gaz chaud provenant d'un foyer.
25 sous l'impulsion d'une soufflante 26 dans un bain de polymère
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tion gazéifié dans la section de chauffage 6 s'élève alors dans la section de refroidissement 7 où la température est maintenue à environ 200[deg.]C. A mesure que le produit gazéifié traverse la section de refroidissement, les constituants dont le point d'ébulli.tion est supérieur à la température imposée dans la section de refroidissement 7 se liquéfient et retournent à la section de chauffage 6 où ils subissent une nouvelle'décomposition donnant des produits à point d'ébullition inférieur. Il en résulte que, si la température de la section de refroidissement 7 est maintenue à une valeur choisie au-dessous de la température de décomposition, les constituants peuvent être séparés sélectivement et qu'il est possi-
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tant de l'évacuation directe de constituants à haut point d'ébullition.
Les gaz de décomposition quittant la section de refroidissement 7 parviennent à un condenseur 11 dans lequel ils sont refroidis jusqu'à la température ambiante et répartis en un produit huileux et en un produit gazeux. Le produit huileux est amené directement au réservoir d'huile 21, cependant que le produit gazeux est mélangé au gaz hydrocarboné provenant du poste de décomposition primaire 4, le mélange résultant étant amené au réservoir à gaz 24 par la soufflante 23.
Au terme de la décomposition, il subsiste dans le poste de décomposition secondaire 5 un peu d'un résidu solide et une relativement faible quantité de constituants lourds non décomposés.
Du fait que ces substances s'accumulent, elles doivent être soutirées de manière continue du système pour permettre un fonctionnement continu. A cette fin, le mélange de solides et de liquides est soutiré de manière continue à une allure imposée du fond du poste de décomposition 5 au moyen d'un tourniquet, d'un transporteur à vis ou d'un dispositif semblable. Une partie du produit soutiré est envoyée par une pompe à boues 8 dans un séparateur des solides et des liquides 9 (représenté dans la figure par une centrifugeuse, mais qui peut être un filtre), cependant que le reste est renvoyé au poste de décomposition secondaire 5. La centrifugeuse 9 divise la boue en un résidu solide et en un liquide qui est ramené au poste 5.
Le double recyclage contribue à une agitation uniforme du bain en fusion, ce qui se traduit par une meilleure efficacité du transfert de chaleur au niveau du dispositif de chauffage tubulaire à plusieurs passes et par l'empêchement de dépôts de carbone sur les parois des tubes du dispositif de chauffage. Le résidu ainsi séparé consiste principalement en carbone solide qui brûle aisément en dégageant beaucoup de chaleur
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comme source de chaleur pour le poste de décomposition primaire et le poste de décomposition secondaire. Comme la quantité de résidu ne suffit pas pour le chauffage, une partie des hydrocarbures séparés à l'état gazeux ou liquide est renvoyée comme source supplémentaire de chaleur.
Ci-après sont donnés des exemples d'application du procédé de l'invention permettant de récupérer les constituants utiles de déchets. Les résultats sont repris au tableau ci-après.
Constitution des déchets
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Bien que divers modes et détails de réalisation aient été décrits pour illustrer l'invention, il va de soi que celle-ci est susceptible de nombreuses variantes et modifications sans sortir de son cadre.
' REVENDICATIONS
1.- Procédé pour récupérer les constituants utiles de déchets en polymères synthétiques, caractérisé en ce qu'il comprend
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(1) un stade de décomposition primaire au cours duquel, on chauffe les déchets jusqu'à l'état fondu,
(2) un stade de décomposition secondaire au cours duquel on
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sous l'effet d'un échange de chaleur avec un dispositif à plusieurs tubes dans lequel s'écoule un gaz chaud et on prélève exclusivement les constituants recherchés en exploitant les différences de points d'ébullition des produits de décomposition thermique,
(3) un stade de récupération au cours duquel on refroidit les produits de la décomposition primaire et de la décomposition secondaire et on les sépare en une phase gazeuse et en une phase liquide ainsi qu'en acide chlorhydrique qu'on isole et
(4) un stade d'élimination du résidu au cours duquel on sépare la phase liquide du résidu de décomposition et des constituants lourds non décomposés et on recycle la phase liquide au poste de décomposition secondaire,en utilisant le résidu de décomposition et les constituants lourds comme source de chaleur pour le dispositif de chauffage.
A process for recovering useful constituents from waste by
synthetic polymers.
The present invention relates to a process for recovering useful constituents from waste synthetic polymers.
Usually, synthetic polymer wastes are disposed of by incineration or as an amendment often causing secondary pollution, such as air pollution, heavy metal contamination and subsidence. Moreover, from the point of view of resources, this waste poses serious difficulties. Recently, attempts have been made to develop a method for recovering useful constituents from waste. However, no practically applicable technique has been discovered so far, although some methods are applied on an experimental scale.
The object of the present invention is to overcome the above drawbacks and to provide an improved process for recovering the useful constituents of waste into synthetic polymers, whereby the waste is converted under the influence of heat into the useful compounds which are collected. carefully.
The present invention relates to a process for recovering the useful constituents of waste in synthetic polymers, according to which the waste is heated to form thermal decomposition gases, the constituents of interest are removed from these gases by exploiting the differences in the boiling points and cooling the decomposition gases of interest in order to isolate them separately in the gaseous state or in the liquid state at normal temperature, recycling the decomposition residue and the lightly decomposed heavy constituents to constitute the heat source for heating.
As described above, in accordance with the invention, the synthetic polymer waste is heated to form thermal decomposition gases from which the gases of interest are removed by exploiting the difference in the boiling points, that is to say that the constituents to be recovered are chosen taking into account exclusively the useful constituents, and the useful constituents are then cooled, which are collected separately in the gaseous state or in the liquid state at normal temperature. In this recovery system, as already indicated, the residue from the decomposition and the heavy constituents difficult to decompose are used as the heat source for the thermal treatment.
The treatment of waste in synthetic polymers in accordance with the invention allows complete recovery of the reusable constituents, separately in the liquid state or in the gaseous state, with a view to their use again as they are or else as a source of heat for the preparation. system. The process of the invention is especially suitable for the treatment of waste made from synthetic polymers in refuse treatment plants and in factories.
of plastics.
Other objects of the invention, as well as the advantages and
the characteristics which it offers will emerge from the description below given with reference to the appended drawing which is a diagram illustrating a system for the recovery of the useful constituents of waste in synthetic polymers in accordance with the invention.
In the installation shown, the synthetic polymer waste, crushed to a suitable particle size, is fed continuously from a hopper 1 by a turnstile 2
and a screw feed station 3 to a primary decomposition station 4 which is heated indirectly by waste heat from a secondary decomposition station
5 and which is maintained at the melting temperature of the polymer waste admitted, namely at about 300 [deg.] C. Food therefore passes
in the molten state, during a stay for a suitable period in
the primary decomposition station. If the diet contains
a halogenated resin, for example vinyl chloride, a dehalogenation ensues leading to the formation of one or more hydrogen halides, such as hydrogen chloride. The presence of any thermosetting resin, naturally occurring in the solid state, does not adversely affect the operation of the system.
The gases generated in the primary decomposition station 4, for example hydrogen chloride, water vapor and hydrocarbons, are cooled by a condenser 10 to room temperature, and are distributed there in a condensed fraction and
into an uncondensed fraction. The condensed fraction is sent
at a station 20 for separating oil and water, while the non-condensed fraction is sent to an absorption column 12. This ensures contact with the absorption water from a tank 16 from where it is brought to the upper part of
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hydrochloric acid. As the acid isolated at this stage entraf-
does not trace an oil mist, it is brought, as
the condensed fraction, at the oil and water separation station 20 where it is separated into an oily material and an aqueous solution of hydrochloric acid which are each collected in an oil tank 21 and an oil tank. hydrochloric acid 22, respectively. The water required for the absorption column is supplied through line 18.
The gases leaving the absorption column 12 reach a neutralization column 13 in which the residual hydrochloric acid present in the trace state is completely removed, so that a pure hydrocarbon gas is delivered by the blower 23
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be a solution of sodium hydroxide or a similar solution} is admitted from an alkali tank 17 at the top of the column 13 by means of a pump 15 and, after neutralization in the column, is returned to reservoir 17. The required quantity of this agent for neutralization is supplemented by a make-up supplied by means of line 19.
On the other hand, the molten mass leaving the primary decomposition station 4 arrives continuously, advantageously anyway for example by means of a turnstile or a screw conveyor, to the secondary station 5 in which it is heated to a higher temperature to decompose into gas having a lower molecular weight.
The secondary decomposition station 5 comprises a heating section 6 at the lower part and a cooling section 7 at the upper part in which the constituents are <EMI ID = 3.1>
passes in which circulates a hot gas coming from a fireplace.
25 driven by a blower 26 in a polymer bath
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The gasification in the heating section 6 then rises in the cooling section 7 where the temperature is maintained at about 200 [deg.] C. As the gasified product passes through the cooling section, the constituents whose boiling point is higher than the temperature imposed in the cooling section 7 liquefy and return to the heating section 6 where they undergo a new. decomposition giving products with a lower boiling point. As a result, if the temperature of the cooling section 7 is kept at a selected value below the decomposition temperature, the components can be selectively separated and it is possible to
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both the direct discharge of high boiling constituents.
The decomposition gases leaving the cooling section 7 pass to a condenser 11 where they are cooled to room temperature and distributed into an oily product and a gaseous product. The oily product is fed directly to the oil tank 21, while the gaseous product is mixed with the hydrocarbon gas coming from the primary decomposition station 4, the resulting mixture being fed to the gas tank 24 by the blower 23.
At the end of the decomposition, there remains in the secondary decomposition station 5 a little of a solid residue and a relatively small amount of undecomposed heavy components.
Because these substances accumulate, they must be continuously withdrawn from the system to allow continuous operation. To this end, the mixture of solids and liquids is withdrawn continuously at a prescribed rate from the bottom of the decomposition station 5 by means of a turnstile, screw conveyor or the like. Part of the withdrawn product is sent by a sludge pump 8 to a solids and liquids separator 9 (shown in the figure by a centrifuge, but which can be a filter), while the rest is returned to the secondary decomposition station. 5. The centrifuge 9 divides the slurry into a solid residue and a liquid which is returned to station 5.
The double recycle contributes to uniform agitation of the molten bath, which results in better heat transfer efficiency at the multi-pass tubular heater and in the prevention of carbon deposits on the walls of the tubes of the tube. heating device. The residue thus separated consists mainly of solid carbon which burns easily, giving off a lot of heat.
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as a heat source for the primary decomposition station and the secondary decomposition station. As the quantity of residue is not sufficient for heating, part of the hydrocarbons separated in gaseous or liquid state is returned as an additional source of heat.
Below are given examples of application of the process of the invention for recovering the useful constituents of waste. The results are shown in the table below.
Waste constitution
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Although various embodiments and details of embodiments have been described to illustrate the invention, it goes without saying that the latter is susceptible of numerous variations and modifications without departing from its scope.
'CLAIMS
1.- Process for recovering the useful constituents of waste in synthetic polymers, characterized in that it comprises
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(1) a primary decomposition stage during which the waste is heated to the molten state,
(2) a secondary decomposition stage during which we
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under the effect of heat exchange with a device with several tubes in which a hot gas flows and the desired constituents are taken exclusively by exploiting the differences in the boiling points of the thermal decomposition products,
(3) a recovery stage in which the products of primary decomposition and secondary decomposition are cooled and separated into a gas phase and a liquid phase as well as hydrochloric acid which is isolated and
(4) a residue removal stage in which the liquid phase is separated from the decomposition residue and the undecomposed heavy constituents and the liquid phase is recycled to the secondary decomposition station, using the decomposition residue and the heavy constituents as a heat source for the heater.