CN1398288A - 用于处理含ch聚合物链物质的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

处理含CH聚合物链的物质的方法，包括以下步骤：通过外部装置，在与外部隔绝的环境中引燃该物质；从所述环境中抽出气态的燃烧产品，并将其置于真空中；在保持该环境处于真空时，以不足以形成燃烧中心的数量供给支持燃烧的气体，以便促进该物质的分子分解过程；将产生的气体冷凝，并在不加压的环境中收集冷凝液。适合实现该方法的装置。

Description

用于处理含CH聚合物链物质的方法和装置
技术领域
本发明涉及通过焚烧来处理固体物质，具体地说，涉及燃烧时产生大量的污染物气体的固体物质的处理。
背景技术
这种类型的物质具有非常宽的范围，包括种类繁多的合成产品、塑料材料以及其它材料。这种类型的物质通常通过焚烧装置来处理，它需要相当大的能耗，并且尽管气体被净化，但仍存在产生气态二噁类化合物和其它污染物气体的缺陷。
除装置复杂外，公知的方法包括氧化已处理过的物质，因而降低了其热值，致使其难以用作燃料。显然它相当大地影响了该方法的经济性。
本专利的目的是通过其CH链的断裂或解聚，来处理特别是由合成来源的塑料材料组成的物质，同时回收该方法产生的具有高能量的液体冷凝物。
本发明最终的但并不是不重要的目的是实现类似废气的净化，以满足目前严格的生态法规。
发明内容
本发明的这些目的是通过权利要求限定的方法和装置来实现的。
本发明的方法描述了两个互相作用的步骤的结合，并在诸如氧气或臭氧的氧化剂存在时，在低温的真空状态下进行。
要被处理的物质优选被粉碎成均匀尺寸的碎片，约为50mm-300mm，然后将其送入起反应器作用的容器。
送入容器的物质的数量或负荷优选占其容量的四分之一，在其下面有一个在普通锅炉中使用的型式的常用燃烧器通向该容器。
用火焰引发所述燃烧器来启动该系统。火焰启动需要的时间约为1分钟。
启动后，用引风机对整个容器或反应器强制抽气，以排空其初始反应气体，短时间后，抽气引风机降低容器或反应器内部的压力，以防止不希望的燃烧反应。
将反应器内的绝对压力稳定在约250mmHg。
反应器内空气的缺乏明显减慢了燃烧过程，该燃烧过程最初伴随有火焰，随后逐渐变得更类似于热裂解。
在这个启动步骤后，随着反应的稳定，在以要被处理物质的0.5-1.5wt％的数量将氧化剂，一般为氧，送入反应室的时候，正常操作开始。
必须以不导致火焰引发的燃烧中心产生的速率小心地加入促进分子断裂过程的氧化剂。在整个反应期间，氧化剂的进料与由聚合物链的分子断裂生成的反应气体的数量保持平衡，以有利于整个过程至最大程度。
在不存在燃烧的情况下，并且为了得到作为反应最终结果的最大可能的气体数量，聚合物链的分子断裂旨在恢复聚合物链生成之前的某些化学参数。
将这样得到的反应气体送入将其转化为液态(相)的冷凝器中。
这种方法包括纯化得到的不希望的物质和副产品的液相，主要是硫组分，如果在原料中存在的话。
另一种不希望的组分是氯组分，如果在入口存在的话，它通过循环来消除，这种循环是通过合适的移除流程继之以用碳酸钙CaCO3或碳酸氢钠NaHCO3处理的中和作用来实现的。
不希望组分的净化液体被送入到一些容器，这种容器可实现贮存和进一步通过重力来纯化产品的双重目的。
整个系统需要适当放空，以防止循环期间超压。
这样从大部分聚合的CH链中分离出大量的高热值的气体和/或液体并且具有较低的解聚成本。
在循环结束时，将所有不能被转化的部分排出，并归入工艺残渣一类。
所述的残渣未必不适合于其它可能的用途，但不适合于本方法的充分的转化。
所述残渣的性质意谓着它们可通过诸如燃烧的破坏型或基于单独的聚合物链选择的其它类型的技术而重新被利用，随后进行处理以得到适合模制或挤出的产品。
如果当地法规要求，这种方法可以包括用已知的技术来净化并释放尾气。
前述的方法在图1示意的装置中来实现，对图1的描述将包括进一步的工艺参数。
所述的装置包括一个容器或反应器1，它设有一个密封的封闭口2，借助于传送装置3从该封闭口2装入要被处理的物质。装入的物质大约占反应器1容积的四分之一，在反应器的底部为引发反应而设有一个常用的燃料油燃烧器4。
向一个内径为1500mm、内部高度为4500mm的反应器中，装入物料，直至其体积相当于反应器容积的约四分之一。
反应器1的底部设有一个常用的系统5，用来排出用过的产品。
一个或多个管路6在要被处理的物料下面通入反应器1的底部，它们起始于由含有要被送入物料中的氧气或臭氧的容器8供料的蒸发器7。
管路6包括公知的用来计量氧气或臭气的设备9。
用于除了氧气进料之外或作为氧气进料的一种替代方案的空气进料的阀门10可以设置在反应器的上部。
在循环期间输入的氧气为要被处理的物质的0.5-1.5wt％，优选约为1wt％。
在接近反应器的顶部，伸出一个气体收集管路11，它借助于一个设置在冷凝器上游的引风机12，将气体导入冷凝器13，在此将气体冷凝为液相。
除了将在该方法启动阶段产生废气的反应器排空以外，引风机的作用还将反应器内部的绝对压力在正常操作期间降至约250mmHg。
在与氧气输入同时产生解聚的温度约为200℃。
冷凝器13为冷却水型的冷凝器，它将温度降至45℃-50℃之间。
冷凝器13的下游串联了一个用来分离硫的分离器14，和一个脱氯设备15，在其下游液体被贮存在贮罐16中，贮罐16设有一个部件17，用来防止其超压。
分离器14是具有栅格的容器，栅格将存在于冷凝液中的硫保持为糊状或浆状的形式。
脱氯设备是用碳酸钙CaCO3或碳酸氢钠NaHCO3操作的常用的设备，在其内部以氯化物盐的形式来收集氯。
贮罐中收集的液体是具有较大或较小粘性的液体状态，这取决于被处理的物质，它的热值在3000-10000kCal/kg之间。
得到的液体与被处理物质之比约为0.8升/千克。
装载基于CH链的物质的处理大约需要1小时，剩余的固体残渣约相当于送入反应器的物质的10％。
当产生的液体显著减少时，将工艺过程中断，这部分是由于物质的损耗，但主要是由于反应器中剩余的由工艺残渣组成的物质数量太少。
从反应器中抽出残余的物质并放置一边，直至在约10个循环后，聚集了足以形成新的荷载的残余物质的数量。
不只一次地重复残余物质的处理是不值得的。
本方法已被作为间歇过程来描述，但是它也可以在设有用来装料的合适的密封装置的反应器中作为连续过程来实现。

Claims (14)

1.处理含CH聚合物链的物质的方法，其特征在于，包括以下步骤：
-通过外部装置，在与外部隔绝的环境中引燃该物质；
-从所述环境中抽出气态的燃烧产品，并将其置于真空中；
-在保持该环境处于真空时，以不足以形成燃烧中心的数量供给支持燃烧的气体，以便促进该物质的分子分解过程；
-将产生的气体冷凝，并在不加压的环境中收集冷凝液。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，处理的物质数量占发生该过程的隔绝环境容积的约四分之一。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该环境保持在真空状态，绝对压力约为250mmHg。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，支持燃烧的气体为氧气或臭氧，并且以处理物质的0.5-1.5wt％的数量来输入。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该环境内部的温度约为200℃。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对冷凝液进行硫分离处理。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用碳酸钙或碳酸氢钠来处理冷凝液或产品气体以中和氯。
8.一种处理含聚合物CH链物质的装置，其特征在于，包括一个用来容纳要被处理的物质的反应器；给反应器加料的装置；排出并移除工艺残渣的装置；引发反应器内的燃烧的装置；通过抽气使反应器处于真空状态的装置；向反应器内输送并计量氧气或臭氧的装置；冷凝从反应器抽出的气体的装置；以及收集冷凝液的装置。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，引发燃烧的装置是一个燃烧器。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述燃烧器设置在反应器的底部。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，使反应器处于真空状态的装置包括一个引风机，以便在反应器内产生约250mmHg的绝对压力。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，用来将支持燃烧的气体送入反应器的装置通向反应器的底部。
13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，包括一个公知类型的供水冷凝器。
14.如权利要求8所述的装置，其特征在于，包括硫分离装置。
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