CS212877B1 - Způsob zpracování odpadu z vysokoteplotní chlorace uhlovodíku - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu zpracování odpadu z vysokoteplotní chlorace uhlovodíků nebo jejich níže chlorovaných derivátů na formu vhodnou k jeho spalování. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se tavenina odpadu o teplotě 180 až 300 '0 ochladí vlitím do kapalného paliva o teplotě 0 až 50 °C za míchání, načež se nepřímým chla^· zením odvádí teplo a teplota výsledné směsi se udržuje v rozmezí 20 až 100 °C. Za těchto podmínek vzniká jemná suspenze pevných vysokovroucích chlorovaných uhlovodíků v palivu, která se snadno dopravuje a rozprašuje do plamene a představuje tudíž formu vhodnou pro následnou likvidaci spalováním. Pro získání zvláště jemné suspenze je výhodné, jestliže se do kapalného paliva přidé před smísením s taveninou odpadu 0,05 až 0,5 % hmot. povrchově aktiv»· ní látky.

Description

Vynález se týká způsobu zpracování odpadu z vysokoteplotní chlorace uhlovodíků nebo jejich níže chlorovaných derivátů na foxmu vhodnou k jeho spalování.

Při výrobě tetrachlořhathanu a perchlorethylenu vysokoteplotní chlorací (chlorolýzou) parafiniekých nebo olefiniokých uhlovodíků s jedním až třemi atomy uhlíku v molekule nebo jejich chlorovaných derivátů vzniká podle zvolených reakčních podmínek obvykle asi 1 až 6 % nežádoucího odpadu, pro který jen zřídka bývá po ruce vhodné využití. Tento odpad obsahuje ovykle více než 50 % hexaohlorbenzenu a déle hexachlorethan, hexachlorbutadien, většinou i perchlorerthylen a malé množství dalších látek. Konkrétní složení odpadu závisí na způsobu jeho izolace. Odpad odchází z procesu v kapalném stavu, nejčastěji při teplotě 240 až 270 °C, přičemž jeho teplota tuhnutí bývá 180 až 220 °C.

Nejčastějším, i když z hlediska životního prostředí nikoliv nejvýhodnějším postupem likvidace tohoto odpadu je jeho deponie po předchozím ochlazení a naplnění do vhodných obalů. Vzhledem k tomu, že se jedná o zdravotně závadné látky, které jsou biologicky značně rezistentní a při nekontrolovaném průniku do životního prostředí hrozí jeho dlouhodobá kontaminace, je nutné je. deponovat za zvláštních podmínek, tj. v nepropustných obalech, na místech s nepropustným podložím, případně ve speciálních nepropustných jímkách. To s sebou přináší značné ekonomické náklady, nehledě na to, že se ukládáním těchto odpadů ztrácí z vý robního procesu látky, které by bylo lze jeětě dále zužitkovat.

Jednou z možností využití odpadu z chlorolýzy je jeho spálení, přičemž je možné získat chlorovodík nebo chlor, případně jejich směs. Vzhledem k nízkému spalnému teplu odpadu (obvykle je nižší než 4 000 kJ/kg) je třeba p:?o docílení potřebné spělovací teploty v pecišti (nad 1 200 °C) dodat do spalovacího zařízení potřebné teplo přivedením pomocného paliva, např. kapalnéh* topného oleje.

Je rovněž známo, že jednou z podmínek pro docílení dokonalého spálení odpadu je přivedení spalované látky do plemene v dokonale rozptýleném stavu, čehož se dosahuje různými způ soby. Odpadní látky se např. přivádějí ke spalování zvláštním potrubím ve formě taveniny a v samotné spalovací zóně se teprve mísí s kapalným palivem. Tento způsob však nezabezpečuje dokonalé promísení odpadu s palivem a vyžaduje proto dlouhý prodlev látek ve spalovací zóně a dalěí případné spalovací a dohořívaoí zařízení, a je tudíž ekonomicky značně náročný. Jinou možností je, přivést odpadní látky ke spalování ve formě roztoku, což vyžaduje vhodné rozpouštědlo. Jako rozpouštědla se potížívají např. nižěí chlorované uhlovodíky, nebo různé topné oleje. Nevýhodou chlorovaných uhlovodíků je, že nejsou vždy k dispozici a kromě toho je výhodnější je zpracovat jiným způsobem. Použití topných olejů je rovněž nevýhodné, neboť vzhledem k nízké rozpustnosti především hexachlorbenzenu, je nutné pracovat při zvýšených teplotách (nad 150 °C). Při těchto podmínkách věak již vzniklé roztoky nejsou dostatečně stabilní a dochází v nich k chemická reakci, při která se vyvíjí chlorovodík, který koroduje zařízeni a znečisťuje pracovní prostředí, a kromě toho vznikají makromolekulámí látky s vysokým obsahem uhlíku, které ee vylučují z roztoku, ucpávají dopravní trasy a hořáky, čímž znesnadňují, případně zcela znemožňuji proces spalování.

Uváděné nedostatky odstraňuje způsob zpracování odpadu z vysokoteplotní chlorace uhlovodíku a/nebo jejioh níže chlorovaných derivátů na formu vhodnou pro jehe spalování podle

212 877 tohoto vynálezu, který spočívá v tom, že se tavenina odpadu o teplotě 180 až 300 °C ochladí vlitím do kapalného paliva o teplotě v rozmezí 0 až 50 °C za míohání, načež se suspenze chladí na teplotu v rozmezí 20 až 100 °C. Je výhodné jestliže se do kapalného paliva před jeho smísením s taveninou odpadu přidá 0,05 až 0,5 % hmot. povrchově aktivní látky.

Podstupem podle vynálezu se získá suspenze velmi jemnýoh pevných částeček (rozměr řádově v /Um), při jejímž spalování nedochází k ucpání hořáku a dosáhne se jejího dokonalého rozptýlení do plamene v peoiěti. Vzniklá suspenze je dostatečně fyzikálně i ohemioky stabilní a je proto vhodná k transportu z místa zdroje do místa spalování. Přimíšením 0,05 až 0,5 % povrchově aktivní látky do kapalného paliva (vztaženo na hmotnost paliva) ee dále podstatně sníží velikost vypadávajíoíoh částeček (krystalků) pevné fáze. Výhoda přídavku povrchově aktivní látky do kapalného paliva spočívá mimo jiné v možnosti emulgovat do vzniklé suspenze potřebné množství vody, jestliže to technologický postup spalování vyžaduje.

Způsobem podle vynálezu se pracuje tak, že se tavenina odpadu z vysokoteplotní chloraoe o teplotě 180 až 300 °C, nejvýhodněji o teplotě 240 až 270 °C vypouští do kotle s nepřímým chlazením, opatřeným míohadlem nebo jiným typem míchacího zařízení, s předloženým kapalným palivem o teplotě 20 až 100 °C. Kapalným palivem mohou být např. paraflnické topné oleje nebo topné oleje s obsahem parafinů, naftenů, případně aromátů nebo při 20 až 100 ⁰ kapalné organické létky obsahující vázaný uhlík a vodík, případně kyslík a chlor, s minimální výhřevností 10 000 kJ/kg, pejvýhodněji o výhřevnosti 16 000 pž 40 000 kJ/kg. Takovými látkami mohou být například uhlovodíky, alkoholy, étery nebo nízkoohlorované uhlovodíky. Vzhledem k potřebě dokonalého rozptýlení vzniklé suspenze do plamene má mít kapalné palivo viskozitu 0,5 až 20 mPa.s, nejvýhodněji 3 až 10 mPa.s při 20 °C přičemž rozpustnost v odpadu přítomného hexaohlorbenzenu v kapalném psd.ivu nemá být větěí než 10 % hmot. při 20 °C. Teplota vznikající suspenze se udržuje nepřímým chlazením v rozmezí 20 až 100 °C. Při teplotě nižší než 20 °C je vznikající suspenze již příliš viskozní, což znesnadňuje dopravu suspenze potrubím a její dokonalé rozprášení do planiene při jejím spalování. Při teplotách nad 100 °C může dojít mezi komponentami odpadu a kapalného paliva k ohemiokým reakcím za vývinu chlorovodíku a nožádouoíoh polymerníoh látek, které zvyšují viskozitu suspenze, případně se mohou usazovat na stšnáoh potrubí a v rozprašovací trysce hořáku. Poměr množství kapalného paliva k odpadu není rozhodujíoí pro vznik suspenze požadovaných vlastností. Obvykle se pracuje s poměrem 0,5 až 5 hmot. dílů, výhodně 1 až 3 hmot. díly kapalného paliva na 1 hmot. díl odpadu. Lze použít i vyššího poměru než 5 » 1, zhoršuje se tím však ekonomika při likvidaoi odpadu spalováním. Jestliže se postupuje postupem podle vynálezu, získá se suspenze o velikosti částic tuhé fáze od 1,5 do 50 /Um, Kapalné látky přítomné v odpadu, např. hexaohlorbutadien, vytvoří s kapalným palivem homogenní smšs (roztok). V případě, že se použije přídavku 0,05 až 0,2 % hmot. povrchově aktivní látky, např. sodné soli sulfatovaného oxetylovaného mastného alkoholu (vztaženo na hmotnost kapalného paliva), zmenší se velikost pevných řásteček v suspenzi o 50 až 100 °C.

Příklad 1

Tavenina odpadu z vysokoteplotní ohlorace propylenu, obsahující 10 % hexaohloetanu, % hexachlorbutadienu, 68 % hexaohlorbenzenu a 2 % různých polychlorovaných látek, o tep3 .212 87 7 lotě 250 °C se vypouští v množství 100 kg/h do uzavřeného ocelového kotle o obsahu 3 nP, opatřeného nepřímým vodním chlazením a kotvovým míchadlem, s předloženým lehkým topným olejem o teplotě 60 °C v mněžství 1 500 kg. Obsah kotle se udržuje v pohybu mícháním pomocí míchadla. Teplo přiváděné do kotle taveninou odpadu se odvédí nepřímým chlazením vodou a teplota vznikající suspenze áe udržuje v mezíoh 80 až 90 °C. Po uvedení 750 kg taveniny do kotle se získá 2 250 kg suspenze o velikosti částeček tuhá fáze 3 až 30 /Um a hmotnostním poměru kapalné fáze k pevné asi 2,8 : 1.

Příklad 2

Tavenina odpadu z vysokoteplotní ehlorace metanu, obsahující 17 % hexachloretanu, % hexaehlorbutadienu, 56 % hexachlorbenzenu a 2 % různých chlorovaných uhlovodíků, o teplotě 200 °G, se vypouští rychlostí 100 kg/h do zařízení popsaného v příkladu 1. Množství předloženého topného oleje v kotli činí 1 000 kg. Teplota vznikající suspenze se udržuje nepřímým chlazením vodou v mezích 25 až 30 °C. Po uvedení 2 000 kg taveniny do kotle se získá 3 000 kg suspenze o velikosti částeček pevné fáze 3 až 50 yum s hmotnostním poměrem kapalné fáze k tuhé asi 1:1.

Příklad 3

Postupuje se podle příkladu 2 s tím rozdílem, že se k předloženému kapalnému palivu přimísí před jeho smísením s taveninou 0,15 % sodné soli sulfatovaného oxetylovaného mastného alkoholu. Získá se suspenze o velikosti pevných částic v rozmezí 2 až 15 yum.

Příklad 4

Tavenina odpadu z vysokoteplotní ohlorace 1,2-dichlorpropanu o složení 7 % hexachloretanu, 15 % hexaehlorbutadienu, 75 % hexachlorbenzenu a 3 % různých polychlorovaných látek, o teplotě 280 °C, se vede vně otápěným potrubím a připouští se rychlostí 80 kg/h do duplikováného chlazeného potrubí, jímž proudí 1,2-dichlordekan v množství 300 kg/h. Teplota přiváděného diohlordskanu je 20 °C, intenzita vnějšího chlazení potrubí od místa smísení obou látek se volí tak, aby výsledná teplota vzniklé suspenze byla 40 až 50 °C.Vzniklá suspenze obsahuje částečky pevné fáze o velikosti 3 až 40 yUm. Poměr kapalné k pevné fázi v získané suspenzi je přibližně 5,3 : 1.

Příklad 5

Do zařízení popsaného v příkladě 1 β předloženým lehkým topným olejem v množství 1 500 kg se kontinuálně přivádí současně 150 kg/h taveniny odpadu o složení jako v příkladu 1 a o teplotě 280 °C a 200 kg/h lehkého topného oleje o teplotě 40 °0, přičemž se obsah kotle promíchá a přivedené teplo v tavenině se odvádí nepřímým chlazením vodou tak, aby se teplota vznikající suspenze udržovala v rozmezí 50 až 60 °C. Z kotle se pomocí čerpadla odebírá 350 kg/h suspenze o velikosti částeček pevné fáze 3 až 30 /um, přičemž poměr kapalné k pevné fázi ve vzniklé suspenzi činí po ustálení ohodu 2:1.

Příklad 6

Postupuje se podle příkladu 1 s tím rozdílem, že se jako kapalné palivo použije směs chlorovaných toluenů a teplota vznikající suspenze se udržuje nepřímým chlazením vodou v rozmezí 25 až 35 °C. Vzniklá suspenze obsahuje částečky pevné fáze o velikosti 10 až 40 yum.

212 877

Příklad. 7

Postupuje se podle příkladu 1 s tím rozdílem, že jako kapalné palivo se použije směs alkoholů, obsahující metanol, etanol a vyšší alkoholy a teplota vznikající suspenze se udržuje chlazením vodou v rozmezí 20 až 25 °C. Vzniklá suspenze obsahuje částečky pevné fáze o velikosti 5 až 50 yum.

Claims (2)

1. Způsob zpracování odpadu z vysokoteplotní ohlaraee a/nebo jejioh níže ohlorovanýoh derivátů na fonmi vhodnou pro jeho spalování, vyznačený tím, že se tavenina odpadu o teplo tě 180 až 300 °C ochladí vlitím do kapalného paliva o teplotě v rozmezí 0 až 50 °C za míchání, načež se suzpense chladí na teplotu v rozmezí 20 až 100 °C.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se do kapalného paliva přidá 0,05 až 0,5 % hmot. povrchově aktivní látky.