CZ309834B6 - A device and a method for the dehalogenation of a primary pyrolysis gas - Google Patents

A device and a method for the dehalogenation of a primary pyrolysis gas Download PDF

Info

Publication number
CZ309834B6
CZ309834B6 CZ2022-128A CZ2022128A CZ309834B6 CZ 309834 B6 CZ309834 B6 CZ 309834B6 CZ 2022128 A CZ2022128 A CZ 2022128A CZ 309834 B6 CZ309834 B6 CZ 309834B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
gas
filter
powdered
sorbent
catalyst
Prior art date
Application number
CZ2022-128A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2022128A3 (en
Inventor
Michael Pohořelý
Pohořelý Michael doc. Ing., Ph.D.
Marek Staf
Staf Marek Ing., Ph.D.
Siarhei Skoblia
Skoblia Siarhei Ing., Ph.D.
Zdeněk Beňo
Beňo Zdeněk Ing., Ph.D.
Original Assignee
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoká škola chemicko-technologická v Praze filed Critical Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Priority to CZ2022-128A priority Critical patent/CZ2022128A3/en
Publication of CZ309834B6 publication Critical patent/CZ309834B6/en
Publication of CZ2022128A3 publication Critical patent/CZ2022128A3/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/76Gas phase processes, e.g. by using aerosols
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

The solution submitted provides a device for the dehalogenation of a primary pyrolysis gas, which contains a first container (2) adapted to separate liquid and solid aerosols, equipped with a gas outlet and a bottom gas-tight outlet (15) for removing the captured liquid and solid particles, wherein the said gas outlet leads to the pipeline (9) into which the device for dosing the powder sorbent and/or the powder catalyst into the gas stream opens, wherein the pipeline (9) leads to a filter container (13) equipped with a filter (17) for capturing particles of the powdered sorbent and/or the powdered catalyst, wherein the filter (17) is adapted for periodic or continuous removal or displacement of the layer of the powder sorbent particles and/or the powder catalyst, and the filter container (13) is equipped with a gas-tight dumping mechanism (11) for removing the captured and blown-away particles, and wherein the device is further provided with heating and/or thermal insulation. Furthermore, a method of the dehalogenation of the primary pyrolysis gas using the said device is provided.

Description

Zařízení a způsob pro dehalogenaci primárního pyrolýzního plynuApparatus and method for dehalogenation of primary pyrolysis gas

Oblast technikyField of technology

Předkládaný vynález se týká zařízení a způsobu pro dehalogenaci primárního pyrolýzního plynu za vysoké teploty, nad rosným bodem jeho složek.The present invention relates to a device and method for dehalogenation of primary pyrolysis gas at high temperature, above the dew point of its components.

Dosavadní stav technikyCurrent state of the art

Pro dehalogenaci plynných směsí jsou aplikovány odlišné postupy v závislosti na tom, zda se jedná o plyny oxidující (typicky plyny obsahující kyslík) a plyny redukující (např. pyrolýzní plyn).Different procedures are applied for the dehalogenation of gas mixtures depending on whether they are oxidizing gases (typically oxygen-containing gases) or reducing gases (e.g. pyrolysis gas).

Z plynů obsahujících kyslík a zároveň vyžadujících dehalogenaci jsou významné spaliny, a to zejména ze spalování odpadů. Kromě mokrých postupů (vypírek) je znám postup sorpce v úletu na práškovém Ca(OH)2/CaO nebo NaHCO3/Na2CO3 s následným odloučením pevné fáze na tkaninovém filtru. Uvedený postup je efektivní pouze pro odstranění halogenovodíků.Of the gases containing oxygen and at the same time requiring dehalogenation, flue gas is important, especially from waste incineration. In addition to wet processes (washings), the process of sorption in drift on powdered Ca(OH)2/CaO or NaHCO3/Na2CO3 with subsequent separation of the solid phase on a fabric filter is known. The mentioned procedure is effective only for the removal of hydrogen halides.

Pro dehalogenaci redukujících plynů existuje pět hlavních směrů, kterými lze postupovat v závislosti na složení plynu, jeho teplotě a tlaku, vstupní koncentraci halogenů a formě, v níž se v plynu nacházejí.There are five main directions for the dehalogenation of reducing gases, which can be followed depending on the composition of the gas, its temperature and pressure, the input concentration of the halogens and the form in which they are found in the gas.

Má-li být dehalogenován primární pyrolýzní plyn, nejjednodušší metodou je použít teplotní program, při kterém je většina organicky vázaných halogenů převedena na anorganické halogenovodíky. Po kondenzaci pyrolýzního oleje pak tyto halogenovodíky setrvají v plynné fázi a jsou tak separovány. V literatuře se uvádí, že transformace na halogenovodíky začíná při překročení mezní teploty v intervalu 220 až 240 °C a maximální konverze je dosahováno v intervalu 320 až 340 °C. Problémem metody je její nízká účinnost. Ani v laboratorních podmínkách nepřesahuje 90 %, což je zejména pro materiálové využití pyrolýzních olejů nedostatečné.If the primary pyrolysis gas is to be dehalogenated, the simplest method is to use a temperature program in which most of the organically bound halogens are converted to inorganic hydrogen halides. After condensation of the pyrolysis oil, these hydrogen halides remain in the gas phase and are thus separated. In the literature, it is stated that the transformation to hydrogen halides begins when the limit temperature is exceeded in the range of 220 to 240 °C, and the maximum conversion is reached in the range of 320 to 340 °C. The problem with the method is its low efficiency. Even in laboratory conditions, it does not exceed 90%, which is insufficient especially for the material use of pyrolysis oils.

V případě pyrolýzy je relativně rozšířenou dehalogenační technikou přidávání aditiv do zpracovávané suroviny. Aditiva působí třemi různými způsoby, a to jako katalyzátory rozkladu organických halogenderivátů na halogenovodíky, jako sorbenty a jako kombinovaná agens s katalytickým i sorpčním účinkem. V uvedených rolích figuruje široké spektrum látek. V literatuře je nejčastěji citován elementární hliník, oxidy kovů (Fe2O3, Fe3O4, La2O3), kovové katalyzátory s kovovou složkou na nosiči (katalyzátor DHC-8, Ni a Mo na aktivním uhlí, Pd na alumině aj.) a především aditiva bazická. Do poslední jmenované skupiny náleží CaO, CaCO3, MgCO3, ZnO, NaOH, Na2CO3, Ca(OH)2, alkalický tzv. červený kal z výroby oxidu hlinitého atd. Nevýhodami aditivace je kromě omezené účinnosti též zvýšené mechanické opotřebení kontinuálních pyrolyzérů abrazí a především velké provozní ztráty aditiva a s tím spojené podstatné zvětšení množství produkovaného pevného zbytku.In the case of pyrolysis, a relatively widespread dehalogenation technique is the addition of additives to the processed raw material. Additives act in three different ways, namely as catalysts for the decomposition of organic halogen derivatives into hydrogen halides, as sorbents and as a combined agent with a catalytic and sorption effect. A wide spectrum of substances is included in the mentioned roles. In the literature, elemental aluminum, metal oxides (Fe2O3, Fe3O4, La2O3), metal catalysts with a metal component on the carrier (DHC-8 catalyst, Ni and Mo on activated carbon, Pd on aluminum, etc.) and especially basic additives are most often cited. The latter group includes CaO, CaCO3, MgCO3, ZnO, NaOH, Na2CO3, Ca(OH)2, alkaline so-called red mud from the production of aluminum oxide, etc. The disadvantages of addition include, in addition to limited efficiency, increased mechanical wear of continuous pyrolyzers by abrasion and, above all, large operational losses of the additive and the associated substantial increase in the amount of produced solid residue.

Jako třetí metoda pro dehalogenaci redukujících plynů je v literatuře doporučováno použití průtočného reaktoru s pevným ložem katalyzátoru. Složení katalyzátorů je velmi podobné tomu, které bylo popsáno u aditivace. Je popsáno použití kovů nanesených na nosiči (Fe na aktivním uhlí, Fe na silice), katalyzátorů na bázi elementárních kovů a jejich oxidů (Fe, Co, Al, Zn, Mg, Mn) a v neposlední řadě zeolitů (ZSM-5, 13X, NaY, Naβ). Katalyzátory jsou použitelné v případě horkých primárních pyrolýzních plynů, ze kterých se má následně získávat kondenzát. Katalyzátory způsobí odštěpení halogenovodíků z organických sloučenin. Halogenovodíky setrvají po ochlazení v plynné fázi, zatímco kondenzát je jich zbaven.As a third method for the dehalogenation of reducing gases, the use of a flow reactor with a fixed catalyst bed is recommended in the literature. The composition of the catalysts is very similar to that described for additivity. The use of supported metals (Fe on activated carbon, Fe on essential oil), catalysts based on elemental metals and their oxides (Fe, Co, Al, Zn, Mg, Mn) and, last but not least, zeolites (ZSM-5, 13X) is described , NaY, Naβ). Catalysts are applicable in the case of hot primary pyrolysis gases, from which condensate is to be subsequently obtained. Catalysts cause the cleavage of hydrogen halides from organic compounds. The hydrogen halides remain in the gas phase after cooling, while the condensate is stripped of them.

- 1 CZ 309834 B6- 1 CZ 309834 B6

Průtočný reaktor je zpravidla konstruován jako válcová nádoba vybavená ohřevem. Katalyzátor je umístěn na podložce propustné pro plyny, které v takovém případě procházejí nehybným ložem katalyzátoru shora dolů. Patou reaktoru jsou pak vyváděny mimo zařízení. Výhodou tohoto uspořádání je možnost dosažení velmi nízkých zbytkových koncentrací halogenů. Mezi nevýhody naopak patří velká tlaková ztráta a výrazné snížení výtěžku kapalné fáze. Poslední zmíněná nevýhoda vyplývá z dlouhé doby zdržení vedoucí ke štěpení delších uhlovodíkových řetězců.A flow reactor is usually constructed as a cylindrical vessel equipped with heating. The catalyst is placed on a support permeable to gases, which in this case pass through the stationary bed of the catalyst from top to bottom. They are then taken out of the facility by the reactor's heel. The advantage of this arrangement is the possibility of achieving very low residual concentrations of halogens. On the other hand, the disadvantages include a large pressure loss and a significant reduction in the yield of the liquid phase. The last-mentioned disadvantage results from the long residence time leading to the cleavage of longer hydrocarbon chains.

Čtvrtá metoda používá rovněž reaktory s pevným ložem. Jediný rozdíl oproti metodě třetí je v použité náplni, kterou není katalyzátor, ale sorbent (případně sorbent s katalytickým účinkem). Jako sorbenty se užívají nejčastěji již zmíněné alkalické materiály, jako je červený kal, NaOH, CaCO3, K2CO3, CaO aj. Výhody a nevýhody tohoto postupu jsou v podstatě tytéž, jako v případě katalytického lože.The fourth method also uses fixed-bed reactors. The only difference compared to the third method is in the filling used, which is not a catalyst, but a sorbent (or a sorbent with a catalytic effect). As sorbents, the already mentioned alkaline materials are most often used, such as red mud, NaOH, CaCO3, K2CO3, CaO, etc. The advantages and disadvantages of this procedure are essentially the same as in the case of a catalytic bed.

Poslední metoda je kombinací dvou předchozích, tedy katalytického lože následovaného ložem sorpčním. Tímto způsobem lze dosáhnout hlubší dehalogenace než aplikací jediné metody. Současně však dojde k navýšení tlakové ztráty, podstatnému snížení výtěžku kapalné fáze a rovněž podstatnému nárůstu pořizovacích a provozních nákladů.The last method is a combination of the two previous ones, i.e. a catalytic bed followed by a sorption bed. In this way, a deeper dehalogenation can be achieved than by applying a single method. At the same time, however, there will be an increase in pressure loss, a substantial reduction in the yield of the liquid phase, and also a substantial increase in acquisition and operating costs.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Předmětem vynálezu je zařízení pro dehalogenaci primárního pyrolýzního plynu, které obsahuje první nádobu upravenou pro oddělení kapalných a pevných aerosolů, opatřenou výstupem plynu a spodní plynotěsnou výpustí pro odvádění zachycené kapaliny a pevných částic, přičemž uvedený výstup plynu vede do potrubí, do kterého ústí zařízení pro dávkování práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru do proudu plynu, přičemž potrubí vede do filtrační nádoby opatřené filtrem pro záchyt částic práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru, přičemž filtr je upraven pro periodické nebo kontinuální odstraňování nebo posouvání vrstvy částic práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru, a filtrační nádoba je opatřena plynotěsnou výsypkou pro odstraňování zachycených a sfouknutých částic. Zařízení je dále opatřeno ohřevem a/nebo tepelnou izolací.The subject of the invention is a device for the dehalogenation of primary pyrolysis gas, which contains a first container adapted for the separation of liquid and solid aerosols, equipped with a gas outlet and a lower gas-tight outlet for removing trapped liquid and solid particles, while said gas outlet leads to a pipe into which the device for dosing of powdered sorbent and/or powdered catalyst into the gas stream, while the pipeline leads to a filter vessel equipped with a filter for capturing particles of powdered sorbent and/or powdered catalyst, wherein the filter is adapted for periodic or continuous removal or displacement of the layer of particles of powdered sorbent and/or powdered catalyst of the catalyst, and the filter container is equipped with a gas-tight dump for the removal of trapped and blown particles. The device is also equipped with heating and/or thermal insulation.

Zařízení pro dávkování práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru může zahrnovat zásobník práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru, dávkovač práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru, a mechanický podavač práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru spojující zásobník a dávkovač. Výstup z dávkovače pak ústí do potrubí vedoucího plyn.The device for dosing powdered sorbent and/or powdered catalyst may include a reservoir of powdered sorbent and/or powdered catalyst, a dispenser of powdered sorbent and/or powdered catalyst, and a mechanical feeder of powdered sorbent and/or powdered catalyst connecting the reservoir and the dispenser. The output from the dispenser then flows into the pipe carrying the gas.

Zařízení pro dávkování práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru může obsahovat integrované mlecí ústrojí. V takovém případě mohou být namleté částice kontinuálně ofukovány proudem plynu, který unáší pouze částice požadovaných rozměrů. Větší frakce se podrobuje dalšímu mletí.The device for dosing powdered sorbent and/or powdered catalyst may contain an integrated grinding device. In such a case, the ground particles can be continuously blown by a gas stream, which carries away only particles of the required dimensions. The larger fraction undergoes further grinding.

Hnacím plynem pro pneumatické dávkování práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru může být hnací plyn neobsahující více než 3 % obj. kyslíku, zejména dusík nebo oxid uhličitý, nebo s výhodou zpracovávaný dehalogenovaný plyn, ze kterého byly předtím odstraněny kondenzující složky.The propellant gas for the pneumatic dosing of the powder sorbent and/or the powder catalyst can be a propellant gas containing no more than 3% by volume of oxygen, especially nitrogen or carbon dioxide, or preferably processed dehalogenated gas from which condensing components have been previously removed.

Zařízení pro dávkování práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru je s výhodou opatřeno plynotěsným turniketem nebo plynotěsným zásobníkem pro zabránění průniku plynu obsahujícího kondenzující složky.The device for dosing powdered sorbent and/or powdered catalyst is preferably equipped with a gas-tight tourniquet or a gas-tight container to prevent the penetration of gas containing condensing components.

Jednotlivé části zařízení jsou s výhodou vyrobeny z materiálů odolávajících teplotám 300 °C a více (zejména 300 až 900 °C). Zejména vhodným materiálem jsou žáruvzdorné korozivzdornéIndividual parts of the device are preferably made of materials resistant to temperatures of 300 °C and more (especially 300 to 900 °C). Heat-resistant and corrosion-resistant materials are particularly suitable

- 2 CZ 309834 B6 oceli, např. oceli 1.4713, 1.4878, 1.4550, nebo ušlechtilé žáruvzdorné slitiny, jako je Nichrom, Kanthal D, Incoloy 800 HT nebo Megapyr.- 2 CZ 309834 B6 steels, e.g. steels 1.4713, 1.4878, 1.4550, or noble refractory alloys such as Nichrom, Kanthal D, Incoloy 800 HT or Megapyr.

Mezi první nádobou a výstupem dehalogenovaného plynu z filtrační nádoby může být instalováno obtokové potrubí, do něhož může být přesměrován plyn v případě havarijní situace, což umožňuje rychlé odstavení zařízení v případě takové situace.A bypass pipe can be installed between the first container and the outlet of the dehalogenated gas from the filter container, into which the gas can be diverted in the event of an emergency, allowing the equipment to be quickly shut down in such a situation.

Zařízení je opatřeno ohřevem a/nebo tepelnou izolací, ve výhodném provedení obojím.The device is equipped with heating and/or thermal insulation, preferably both.

Tlak plynu v zařízení pro dávkování práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru je s výhodou vyšší než tlak plynu v ostatních částech dehalogenačního zařízení.The gas pressure in the device for dosing the powdered sorbent and/or the powdered catalyst is preferably higher than the gas pressure in the other parts of the dehalogenation device.

S výhodou je první nádobou mechanický odlučovač, výhodněji cyklon s tangenciálním nebo osovým vstupem nebo žaluziový odlučovač. Mechanický odlučovač musí být vyhřívaný a/nebo opatřený tepelnou izolací. Je výhodné, je-li mechanický odlučovač vyhřívaný. S výhodou je teplota v mechanickém odlučovači alespoň o 50 °C vyšší než teplota vstupujícího primárního pyrolýzního plynu.Preferably, the first vessel is a mechanical separator, more preferably a tangential or axial inlet cyclone or a louvre separator. The mechanical separator must be heated and/or provided with thermal insulation. It is advantageous if the mechanical separator is heated. Advantageously, the temperature in the mechanical separator is at least 50°C higher than the temperature of the entering primary pyrolysis gas.

S výhodou je filtrační nádoba válcová nebo hranolová.The filter container is preferably cylindrical or prismatic.

S výhodou je filtr pro záchyt částic práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru vybrán z keramického svíčkového filtru, slinutého pískového filtru, kovového filtru, sesuvného filtru a panelového filtru.Advantageously, the filter for the capture of powder sorbent and/or powder catalyst particles is selected from a ceramic candle filter, a sintered sand filter, a metal filter, a sliding filter and a panel filter.

Filtr je upraven pro periodické nebo kontinuální odstraňování nebo posouvání vrstvy částic práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru. V případě sesuvného filtru se vrstva částic gravitačně posouvá po filtru. V případě jiných filtrů (např. keramického svíčkového filtru, slinutého pískového filtru) jsou na filtr pro záchyt částic práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru jsou zavedeny trysky pro pulzní profuk filtru.The filter is adapted for periodic or continuous removal or displacement of the layer of powder sorbent and/or powder catalyst particles. In the case of a sliding filter, the layer of particles moves down the filter by gravity. In the case of other filters (e.g. ceramic candle filter, sintered sand filter), nozzles for pulse blowing of the filter are installed on the filter for the capture of powder sorbent particles and/or powder catalyst.

Filtr může být ve filtrační nádobě umístěn v přepážce dělící filtrační nádobu na dva oddíly. Do spodního oddílu může být přiváděn plyn s částicemi práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru, a plyn zbavený částic práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru může být odváděn z horního oddílu nádoby. Do tohoto horního oddílu je pak zavedeno potrubí s plynem vedeným k tryskám pro pulzní profuk filtru, jsou-li přítomny trysky.The filter can be placed in the filter container in a partition dividing the filter container into two compartments. Gas with particles of powdered sorbent and/or powdered catalyst can be fed into the lower compartment, and gas free of particles of powdered sorbent and/or powdered catalyst can be discharged from the upper compartment of the container. Into this upper compartment, a pipe is then introduced with the gas leading to the nozzles for pulsating the filter, if nozzles are present.

Ve spodní části filtrační nádoby je s výhodou plynotěsná výsypka, např. klapka. V této části nádoby se shromažďují částice sfouknuté či sesunuté z filtru. S výhodou je spodní část filtrační nádoby kuželovitá, směrem dolů se zužující.In the lower part of the filter container, there is preferably a gas-tight dump, e.g. a flap. In this part of the container, particles blown or pushed down from the filter are collected. Advantageously, the lower part of the filter container is conical, tapering downwards.

Přívod plynu do trysek pro pulzní profuk plynu může být zajištěn zásobníkem plynu a plynovými rozvody. Plyn v zásobníku může být inertní plyn (např. dusík), a v některých provedeních jsou k zásobníku plynu připojeny také inertizační plynové rozvody (opatřené ventily) ústící do filtrační nádoby.The gas supply to the nozzles for pulsed gas blowing can be provided by a gas reservoir and gas distribution lines. The gas in the reservoir can be an inert gas (e.g. nitrogen), and in some embodiments, inerting gas lines (equipped with valves) opening into the filter container are also connected to the gas reservoir.

Dalším předmětem vynálezu je způsob dehalogenace primárního pyrolýzního plynu s použitím zde popsaného zařízení, při němž se plyn vede do první nádoby, v níž se oddělí kapalné a pevné aerosoly, přičemž kapalná a pevná složka se odvede ven ze zařízení, a plyn se vede potrubím do filtrační nádoby, přičemž v potrubí se do plynu vnese práškový sorbent a/nebo práškový katalyzátor, a ve filtrační nádobě plyn prochází filtrem, který zachycuje částice práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru, přičemž zachycené částice se z filtru odstraňují nebo se z filtru sesouvají.Another object of the invention is a method of dehalogenation of primary pyrolysis gas using the device described here, in which the gas is fed into a first container in which the liquid and solid aerosols are separated, the liquid and solid components are led out of the device, and the gas is piped into filter vessel, whereby a powdered sorbent and/or a powdered catalyst is introduced into the gas in the pipeline, and in the filter vessel, the gas passes through a filter that captures the particles of the powdered sorbent and/or the powdered catalyst, while the captured particles are removed from the filter or moved from the filter.

Zachycené částice se mohou z filtru odstraňovat zpětným pulzním profukem pomocí plynu zaváděného na filtr tryskami. Zachycené částice se shromažďují v plynotěsné výsypce.Trapped particles can be removed from the filter by back-pulse draft using gas introduced to the filter by nozzles. Captured particles are collected in a gas-tight hopper.

- 3 CZ 309834 B6- 3 CZ 309834 B6

Při provozu se zařízení ohřívá tak, aby plyn po celou dobu setrvání v zařízení byl udržován při teplotě vyšší, než je rosný bod kterékoliv složky primárního pyrolýzního plynu. Vhodnou teplotou je obvykle teplota 300 °C nebo vyšší (například 300 až 900 °C). Toho je dosaženo ohřevem a/nebo tepelnou izolací zařízení.During operation, the device is heated so that the gas is maintained at a temperature higher than the dew point of any component of the primary pyrolysis gas throughout its stay in the device. A suitable temperature is usually 300°C or higher (for example, 300 to 900°C). This is achieved by heating and/or thermally insulating the device.

Pro vnášení práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru do proudu primárního pyrolýzního plynu v potrubí se s výhodou použije pneumatického vnášení s pomocí hnacího plynu, výhodněji dehalogenovaného plynu nebo hnacího plynu obsahujícího méně než 3 % obj. kyslíku, zejména dusíku nebo oxidu uhličitého. Je výhodné, když se při startu a nájezdu zařízení jako hnací médium používá hnací plyn obsahující méně než 3 % obj. kyslíku, a následně potom dehalogenovaný plyn. Je vhodné dehalogenovaný plyn před jeho použitím pro pneumatické vnášení prášků zbavit kondenzujících složek.To introduce the powdered sorbent and/or powdered catalyst into the flow of the primary pyrolysis gas in the pipeline, pneumatic introduction with the help of propellant gas, more preferably dehalogenated gas or propellant gas containing less than 3% by volume of oxygen, especially nitrogen or carbon dioxide, is preferably used. It is advantageous if a propellant gas containing less than 3% by volume of oxygen is used as the propellant medium during the start-up and ramp-up of the device, followed by dehalogenated gas. It is advisable to remove condensing components from the dehalogenated gas before using it for pneumatic introduction of powders.

Použití dehalogenovaného plynu a hnacího plynu obsahujícího méně než 3 % obj. kyslíku je obdobně výhodné i pro zpětný pulzní profuk filtru. Je výhodné, když se při startu a nájezdu zařízení používá hnací plyn obsahující méně než 3 % obj. kyslíku (zejména dusík nebo oxid uhličitý), a následně potom dehalogenovaný plyn. Je vhodné dehalogenovaný plyn před jeho použitím pro profuk filtru zbavit kondenzujících složek.The use of dehalogenated gas and propellant gas containing less than 3% oxygen by volume is similarly advantageous for pulsed backflow of the filter. It is advantageous if a propellant gas containing less than 3% by volume of oxygen (mainly nitrogen or carbon dioxide) is used during the start-up and ramp-up of the device, followed by a dehalogenated gas. It is advisable to remove the condensing components from the dehalogenated gas before using it to blow through the filter.

S výhodou se snímá tlak před a za filtrem, a po překročení předem daného rozdílu tlaků před a za filtrem se provede pulzní profuk filtru.Advantageously, the pressure in front of and behind the filter is measured, and after exceeding the predetermined pressure difference in front of and behind the filter, a pulse purge of the filter is performed.

Plynem pro dehalogenaci je zde primární pyrolýzní plyn s obsahem kyslíku 3 % obj. nebo méně.The dehalogenation gas here is primary pyrolysis gas with an oxygen content of 3% vol or less.

Pyrolýza je termický rozklad materiálu. Podstatou pyrolýzy je ohřev materiálu nad mez termické stability přítomných organických sloučenin, což vede k jejich štěpení. Produkty pyrolýzy jsou: pyrolýzní plyn, kondenzující podíl (organický i vodný podíl) a pevný zbytek.Pyrolysis is the thermal decomposition of a material. The essence of pyrolysis is the heating of the material above the limit of thermal stability of the organic compounds present, which leads to their splitting. Pyrolysis products are: pyrolysis gas, condensing fraction (organic and aqueous fraction) and solid residue.

Primární pyrolýzní plyn je směs pyrolýzního plynu a kondenzujícího podílu nad rosným bodem.Primary pyrolysis gas is a mixture of pyrolysis gas and the condensing fraction above the dew point.

Sorbentem a/nebo katalyzátorem je pevná látka, termicky stabilní při provozní teplotě zařízení, což je obvykle teplota v rozmezí 300 až 900 °C.The sorbent and/or catalyst is a solid substance, thermally stable at the operating temperature of the device, which is usually a temperature in the range of 300 to 900 °C.

Pro dehalogenaci plynů, v nichž jsou všechny halogeny přítomny ve formě kyselých sloučenin (typicky halogenovodíků), lze použít alkalické sorbenty, a to zejména CaCO3, CaO, Ca(OH)2, Na2CO3, NaHCO3, K2CO3, KHCO3, MgCO3, CaMg(CO3Ř a/nebo MgO. Tyto sorbenty jsou používány samostatně nebo ve vzájemných směsích, nebo ve směsích s katalyzátory.For the dehalogenation of gases in which all halogens are present in the form of acidic compounds (typically hydrogen halides), alkaline sorbents can be used, in particular CaCO3, CaO, Ca(OH)2, Na2CO3, NaHCO3, K2CO3, KHCO3, MgCO3, CaMg(CO3Ø and/or MgO.These sorbents are used alone or in mutual mixtures, or in mixtures with catalysts.

Pro dehalogenaci plynů, v nichž jsou halogeny nebo jejich část přítomny ve formě organických halogenderivátů, lze použít sorbenty a/nebo katalyzátory tvořené elementárními kovy Fe, Co, Al, Zn, Mg, Mn a jejich oxidy, a to zejména Fe2O3, Fe3O4, Co2O3, Co3O4, AhOs, ZnO, MgO, MnO a/nebo MnO2. Tyto sorbenty a/nebo katalyzátory jsou používány samostatně nebo ve vzájemných směsích nebo ve směsích se sorbenty.For the dehalogenation of gases in which halogens or part of them are present in the form of organic halogen derivatives, sorbents and/or catalysts consisting of elemental metals Fe, Co, Al, Zn, Mg, Mn and their oxides, in particular Fe2O3, Fe3O4, Co2O3, can be used , Co3O4, AhOs, ZnO, MgO, MnO and/or MnO2. These sorbents and/or catalysts are used alone or in mutual mixtures or in mixtures with sorbents.

Uvedené sorbenty a/nebo katalyzátory se při provozní teplotě zařízení ve významnější míře nerozkládají, nedegradují, netají ani nesublimují. Nepodléhají ani aglomeraci a jejich částice se nestávají při provozní teplotě zařízení lepivými.The mentioned sorbents and/or catalysts do not decompose, degrade, melt or sublimate to a significant extent at the operating temperature of the device. They are also not subject to agglomeration and their particles do not become sticky at the operating temperature of the device.

Vynález tedy zajišťuje to, že k odstraňování halogen-obsahujících látek interakcí s práškovým sorbentem a/nebo práškovým katalyzátorem dochází ve dvou krocích, a to nejdříve v letu v potrubí a následně průchodem plynu přes vrstvu částic zachycených na filtru. Práškový sorbent a/nebo práškový katalyzátor dávkovaný pneumaticky do proudu plynu reaguje se sloučeninami halogenů v letu, a následně po zachycení jeho částic na vysokoteplotním filtru pokračuje dehalogenační proces průchodem plynu přes takto vytvořenou porézní vrstvu.The invention therefore ensures that the removal of halogen-containing substances by interaction with the powdered sorbent and/or powdered catalyst takes place in two steps, first in flight in the pipe and then by passing the gas through the layer of particles captured on the filter. The powder sorbent and/or powder catalyst dosed pneumatically into the gas stream reacts with halogen compounds in flight, and subsequently, after its particles are captured on the high-temperature filter, the dehalogenation process continues by passing the gas through the thus created porous layer.

- 4 CZ 309834 B6- 4 CZ 309834 B6

Odlučovač pevných a kapalných aerosolů odstraňuje z primárního pyrolýzního plynu vstupujícího do zařízení kapalné a pevné aerosoly, včetně lepivých pevných aerosolů. Tyto složky by narušovaly funkci zařízení.The solid and liquid aerosol separator removes liquid and solid aerosols, including sticky solid aerosols, from the primary pyrolysis gas entering the device. These components would interfere with the device's functionality.

Přínosem vynálezu je především vysokoteplotní aplikace částic práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru do proudu plynu obsahujícího kondenzující složky, práce v redukčním prostředí a následné zachycování částic na vysokoteplotním filtru ještě před provedením kondenzace.The benefit of the invention is primarily the high-temperature application of powder sorbent particles and/or powder catalyst into a gas stream containing condensing components, work in a reducing environment and subsequent capture of particles on a high-temperature filter before condensation takes place.

Dosud známá řešení využívala pro dehalogenaci redukujících plynných směsí adsorbéry nebo katalytické reaktory s pevným ložem. Tato zařízení dosahují buď nízké účinnosti, nebo při prodloužení doby zdržení ve vrstvě způsobují nežádoucí termický rozklad organických sloučenin důležitých pro materiálové využití daného plynu. V reaktorech s pevnou vrstvou se používají pouze sorbenty/katalyzátory s velkými částicemi, a tudíž malým povrchem, aby byla tlaková ztráta ve vrstvě udržena v akceptovatelných mezích. Naproti tomu zařízení využívající malé částice zaváděné do proudu plynu existují dosud pouze pro plyny oxidující, tedy pro spaliny neobsahující hořlavé komponenty. Pracují za nízkých teplot vylučujících přítomnost kondenzujících organických sloučenin nad jejich rosným bodem.Previously known solutions used adsorbers or fixed-bed catalytic reactors for the dehalogenation of reducing gas mixtures. These devices either achieve low efficiency or, when the residence time in the layer is extended, cause unwanted thermal decomposition of organic compounds important for the material use of the given gas. In fixed bed reactors, only sorbents/catalysts with large particles and therefore small surface area are used to keep the pressure drop in the bed within acceptable limits. On the other hand, devices using small particles introduced into the gas stream exist so far only for oxidizing gases, i.e. for flue gases that do not contain flammable components. They work at low temperatures excluding the presence of condensing organic compounds above their dew point.

Nedostatky předchozích řešení byly odstraněny zmenšením částic sorbentu a/nebo katalyzátoru na úroveň prášku a současně intenzifikací promíchávání plynu s pevnými částicemi, které nastává v letu. Účinnost dehalogenace je dále zvýšena tím, že částečně zreagovaný sorbent a/nebo katalyzátor setrvává po definovanou dobu na filtru, kde reakce dále probíhá.The shortcomings of previous solutions were eliminated by reducing the particles of the sorbent and/or catalyst to the powder level and at the same time intensifying the mixing of gas with solid particles that occurs in flight. The efficiency of dehalogenation is further increased by the fact that the partially reacted sorbent and/or catalyst remains for a defined time on the filter, where the reaction continues.

Doba zdržení v první fázi procesu v letu je dána objemovým tokem plynu a dosahuje řádově jednotek sekund. Doba zdržení plynu při jeho průchodu vrstvou částic zachycených na filtru je regulovatelná periodicitou zpětného pulzního profuku filtru, a tedy tloušťkou vrstvy. Regulací doby zdržení se výrazně omezí ztráty materiálově využitelných kondenzujících složek.The delay time in the first phase of the process in flight is determined by the volume flow of the gas and reaches the order of units of seconds. The residence time of the gas during its passage through the layer of particles captured on the filter can be regulated by the periodicity of the reverse pulse draft of the filter, and therefore by the thickness of the layer. By regulating the residence time, losses of materially usable condensing components will be significantly reduced.

Práce za vysoké teploty v redukujícím prostředí umožní dehalogenovat primární pyrolýzní plyn obsahující kondenzující složky nad jejich rosným bodem, a to bez rizika vzniku požáru nebo výbuchu.Working at high temperatures in a reducing environment will make it possible to dehalogenate primary pyrolysis gas containing condensable components above their dew point without the risk of fire or explosion.

Objasnění výkresuClarification of the drawing

Obr. 1 znázorňuje zařízení podle vynálezu popsané v příkladu 1.Giant. 1 shows the device according to the invention described in example 1.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of implementation of the invention

Příklad 1: Konstrukce zařízeníExample 1: Device construction

Na obr. 1 je schematicky znázorněno zařízení pro dehalogenaci primárního pyrolýzního plynu. Vstup 1 primárního pyrolýzního plynu je připojen tangenciálně k první nádobě 2, kterou je vírový odlučovač kapalných a pevných aerosolů. Spodní kuželová část nádoby 2 je opatřena jímkou s plynotěsnou výpustí 15 zachycené kapaliny a pevných částic ovládanou automaticky pomocí hladinoměru instalovaného v uvedené spodní části nádoby 2.Fig. 1 schematically shows the device for dehalogenation of the primary pyrolysis gas. The inlet 1 of the primary pyrolysis gas is connected tangentially to the first container 2, which is a vortex separator for liquid and solid aerosols. The lower conical part of the container 2 is equipped with a sump with a gas-tight outlet 15 of trapped liquid and solid particles controlled automatically by means of a level gauge installed in the mentioned lower part of the container 2.

Horní osový výstup plynu z nádoby 2 je opatřen trojcestnou armaturou 3, z níž jedno potrubí je obtokovým potrubím 16 vedoucím přes koncovou uzavírací armaturu přímo do výstupu 14 ze zařízení, a druhé potrubí 9 směřuje od nádoby 2 k filtrační nádobě 13. Do tohoto druhého potrubí 9 ústí pod úhlem 45° výstupní potrubí zařízení pro dávkování práškového sorbentu a/nebo katalyzátoru. Zařízení pro dávkování práškového sorbentu a/nebo katalyzátoru obsahuje integrované mlecí zařízení 4, kterým je drtič a oddělovač hrubé frakce sorbentu a/neboThe upper axial outlet of the gas from the vessel 2 is provided with a three-way fitting 3, of which one pipe is a bypass pipe 16 leading through the end shut-off fitting directly to the outlet 14 of the device, and the other pipe 9 goes from the vessel 2 to the filter vessel 13. Into this second pipe 9 opens at an angle of 45° to the outlet pipe of the device for dosing powder sorbent and/or catalyst. The device for dosing powdered sorbent and/or catalyst contains an integrated grinding device 4, which is a crusher and separator of the coarse fraction of the sorbent and/or

- 5 CZ 309834 B6 katalyzátoru, a které je spojeno šnekovým dopravníkem s plynotěsným zásobníkem, na který navazuje Venturiho dýza 6, k jejíž zadní části je připojeno přívodní potrubí 5 hnacího plynu.- 5 CZ 309834 B6 catalyst, and which is connected by a screw conveyor with a gas-tight reservoir, to which is connected the Venturi nozzle 6, to the rear part of which the supply pipe 5 of the propellant gas is connected.

Za místem připojení zařízení pro dávkování práškového sorbentu a/nebo katalyzátoru je potrubí 9 zavedeno do spodní třetiny filtrační nádoby 13, která je válcová a opatřená kuželovou spodní částí, a v jejímž dně je plynotěsná výsypka 11 nasyceného sorbentu a/nebo katalyzátoru. Pod touto výsypkou 11 může být umístěn chlazený kontejner na shromažďování nasyceného sorbentu a/nebo katalyzátoru.Behind the connection point of the device for dosing the powdered sorbent and/or catalyst, the pipeline 9 is introduced into the lower third of the filter container 13, which is cylindrical and equipped with a conical lower part, and in the bottom of which there is a gas-tight dump 11 of saturated sorbent and/or catalyst. A cooled container for collecting saturated sorbent and/or catalyst can be placed under this hopper 11.

Horní část filtrační nádoby 13 je opatřena odnímatelným krytem, pod kterým jsou instalovány v pravidelných rozestupech keramické svíčkové filtry 17 tak, že rovnoměrně vykrývají celou plochu půdorysu nádoby 13. Na vnějším povrchu této nádoby je instalován odporový ohřev 12, který je nezávislý na ohřevu ostatních součástí dehalogenačního zařízení.The upper part of the filter container 13 is equipped with a removable cover, under which ceramic candle filters 17 are installed at regular intervals so that they evenly cover the entire floor plan of the container 13. A resistance heater 12 is installed on the outer surface of this container, which is independent of the heating of other components dehalogenation device.

Dále je nádoba 13 vybavena diferenčním manometrem snímajícím tlakovou ztrátu na svíčkových filtrech a indikujícím zahájení jejich automatické regenerace zpětným pulzním profukem. Systém regenerace filtrů sestává z tlakového zásobníku 7 plynu a potrubního rozvodu 8 k elektromagneticky ovládaným ventilům spojeným s tryskami. Každý keramický svíčkový filtr 17 je vybaven vlastním elektromagnetickým ventilem a regenerační tryskou. Na potrubní rozvod plynu ze zásobníku 7 je dále připojena dvojice ventilů 10 ústících na protilehlých stranách do spodní kuželové části nádoby 13 tak, že jedno vyústění se nachází těsně nad vstupem potrubí 9.Furthermore, the container 13 is equipped with a differential pressure gauge sensing the pressure loss on the candle filters and indicating the start of their automatic regeneration by reverse pulse draft. The filter regeneration system consists of a gas pressure reservoir 7 and a pipeline 8 to electromagnetically controlled valves connected to nozzles. Each ceramic candle filter 17 is equipped with its own electromagnetic valve and regeneration nozzle. A pair of valves 10 opening on opposite sides into the lower conical part of the container 13 is also connected to the pipe distribution of the gas from the reservoir 7, so that one outlet is located just above the inlet of the pipe 9.

Z prostoru odnímatelného krytu nádoby 13 je těsně nad ústím svíčkových filtrů 17 vyvedeno potrubí směřující přes uzavíratelnou armaturu do výstupu 14. Toto potrubí, vstup 1, potrubí 9, a obtokové potrubí 16 mají stejnou dimenzi. Výstup 14 je zaveden do chladiče primárního pyrolýzního plynu a kondenzátoru.From the space of the removable cover of the container 13, just above the mouth of the candle filters 17, a pipe leading through the closable fitting to the outlet 14 is brought out. This pipe, inlet 1, pipe 9, and bypass pipe 16 have the same dimensions. Outlet 14 is introduced into the cooler of the primary pyrolysis gas and the condenser.

Celé dehalogenační zařízení je vybaveno regulovatelným externím ohřevem v podobě elektrických odporových elementů a opatřeno aluminosilikátovou tepelnou izolací. Samostatně je regulovatelný ohřev vstupu 1, první nádoby 2, obtokového potrubí 16, potrubí 9, přívodního potrubí sorbentu a/nebo katalyzátoru, filtrační nádoby 13 a potrubí mezi filtrační nádobou 13 a výstupem 14.The entire dehalogenation device is equipped with adjustable external heating in the form of electric resistance elements and equipped with aluminosilicate thermal insulation. The heating of the inlet 1, the first container 2, the bypass pipe 16, the pipe 9, the supply pipe of the sorbent and/or catalyst, the filter container 13 and the pipe between the filter container 13 and the outlet 14 can be regulated separately.

Příklad 2: Postup dehalogenace plynuExample 2: Gas dehalogenation procedure

Vynález je dále objasněn na příkladu provedení, kde je zařízení podle příkladu 1 napojeno na předřazený kontinuální šnekový pyrolyzér zpracovávající hodinově 10 kg separovaných odpadních plastů tvořených z 90 % polyolefiny a obsahujících max. 1 % organicky vázaného chloru. Tento pyrolyzér byl zdrojem vstupujícího primárního pyrolýzního plynu. Surovina pro pyrolýzu nebyla mísena s žádnými aditivy. Tlak v předřazeném pyrolyzéru a v zařízení pro dehalogenaci byl udržován o 10 kPa vyšší než atmosférický tlak, čímž bylo bráněno vniknutí vzduchu do systému.The invention is further explained using an example embodiment, where the device according to example 1 is connected to an upstream continuous screw pyrolyzer processing 10 kg of separated waste plastics per hour consisting of 90% polyolefin and containing max. 1% organically bound chlorine. This pyrolyzer was the source of the incoming primary pyrolysis gas. The raw material for pyrolysis was not mixed with any additives. The pressure in the upstream pyrolyzer and in the dehalogenator was maintained 10 kPa above atmospheric pressure to prevent air from entering the system.

Před zahájením provozu zařízení pro dehalogenaci byla současně s jeho ohřevem provedena bezpečnostní inertizace za použití dusíku přivedeného ze zásobníku 7 do celého zařízení otevřením ventilů 10 a armatury 3 a výstupu 14.Before starting the operation of the dehalogenation device, simultaneously with its heating, safety inertization was carried out using nitrogen supplied from reservoir 7 to the entire device by opening valves 10 and fittings 3 and outlet 14.

Primární pyrolýzní plyn o objemovém toku 5,5 m3.h-1 produkovaný v pyrolyzéru kontinuálním procesem z odpadních plastů vstupoval do dehalogenačního zařízení přímo z pyrolyzéru, a tedy za teploty pyrolýzy, která činila 550 °C. Uvedená teplota 550 ±10 °C byla trvale udržována v celém zařízení od vstupu 1 po výstup 14 s výjimkou mlecího zařízení 4, zásobníku 7 plynu, plynových rozvodů 8 a ventilů 10.The primary pyrolysis gas with a volume flow of 5.5 m 3 .h -1 produced in the pyrolyzer by a continuous process from waste plastics entered the dehalogenation device directly from the pyrolyzer, and thus at a pyrolysis temperature of 550 °C. The indicated temperature of 550 ±10 °C was permanently maintained throughout the device from inlet 1 to outlet 14 with the exception of grinding device 4, gas reservoir 7, gas lines 8 and valves 10.

- 6 CZ 309834 B6- 6 CZ 309834 B6

Dle analýzy odebraného primárního pyrolýzního plynu docházelo k prakticky kvantitativnímu převedení Cl do plynné fáze. Vstupem 1 se primární pyrolýzní plyn vede do tepelně izolovaného vírového odlučovače v první nádobě 2, kde došlo k odstranění vysokovroucího kapalného aerosolu. Protože teplota ve vírovém odlučovači byla udržována na stejné úrovni, jako byla teplota pyrolýzy, oddělený aerosol reprezentoval méně než 0,25 % hmotnostního toku suroviny a byl automaticky vypouštěn plynotěsnou výpustí 15 na základě signálu hladinoměru instalovaného ve spodní části jímky.According to the analysis of the collected primary pyrolysis gas, there was a practically quantitative conversion of Cl into the gas phase. Through inlet 1, the primary pyrolysis gas is led to a thermally insulated vortex separator in the first container 2, where the high-boiling liquid aerosol has been removed. Since the temperature in the vortex separator was maintained at the same level as the pyrolysis temperature, the separated aerosol represented less than 0.25% of the raw material mass flow and was automatically discharged through the gas-tight outlet 15 based on the signal of the level gauge installed in the bottom of the sump.

Primární pyrolýzní plyn zbavený aerosolů procházel trojcestnou armaturou 3 do potrubí 9, do něhož byl pneumaticky dávkován práškový sorbent a katalyzátor rychlostí 0,8 kg.h-1. Byl používán směsný sorbent a katalyzátor obsahující hmotnostně 80 % Na2CO3 a 20 % Fe2O3, přičemž 90 % směsi bylo namleto na frakci menší než 40 μm.The primary pyrolysis gas freed from aerosols passed through the three-way fitting 3 into the pipe 9, into which the powder sorbent and catalyst were pneumatically dosed at a rate of 0.8 kg.h -1 . A mixed sorbent and catalyst containing 80% Na2CO3 and 20% Fe2O3 by weight was used, with 90% of the mixture ground to a fraction smaller than 40 μm.

Hnacím plynem přiváděným potrubím 5 do Venturiho dýzy 6 pneumatického dávkovače byl při nájezdu zařízení dusík. Po ustálení provozních podmínek, kterého bylo dosaženo po 30 minutách od nájezdu, byl dusík nahrazen částí pyrolýzního plynu upravenou k tomuto účelu následovně. Jednalo se o již dehalogenovaný pyrolýzní plyn, který byl následně chlazen tak, aby docházelo ke kompletnímu vykondenzování kapalné frakce. Poté byl znovu temperován na teplotu dehalogenace 550 °C a používán jako hnací médium.Nitrogen was the propellant gas supplied through the pipeline 5 to the Venturi nozzle 6 of the pneumatic dispenser during the run-in of the device. After stabilization of the operating conditions, which was achieved 30 minutes after the run-in, the nitrogen was replaced by a part of the pyrolysis gas modified for this purpose as follows. It was already dehalogenated pyrolysis gas, which was subsequently cooled in such a way that the liquid fraction was completely condensed. It was then tempered again to a dehalogenation temperature of 550°C and used as a propellant.

Doba kontaktu primárního pyrolýzního plynu s práškovým sorbentem a katalyzátorem v letu činila 6 sekund a poté plyn vstupoval potrubím 9 do prostoru filtrační nádoby 13. Na povrchu keramických svíčkových filtrů 17 se tvořila vrstva filtračního koláče tvořeného sorbentem/katalyzátorem, skrz níž primární pyrolýzní plyn procházel. Periodicita zpětného profuku činila 45 min, čemuž odpovídala doba kontaktu primárního pyrolýzního plynu s vrstvou sorbentu/katalyzátoru 1,5 s. Pulzní zpětný profuk filtru byl prováděn rovněž dehalogenovaným pyrolýzním plynem podrobeným kondenzaci kapalné frakce a opětovně temperovaným na 550 °C.The contact time of the primary pyrolysis gas with the powder sorbent and the catalyst in flight was 6 seconds, and then the gas entered through pipe 9 into the space of the filter container 13. On the surface of the ceramic candle filters 17, a layer of filter cake formed by the sorbent/catalyst was formed, through which the primary pyrolysis gas passed. The periodicity of the backflow was 45 min, which corresponded to the contact time of the primary pyrolysis gas with the sorbent/catalyst layer of 1.5 s. The pulsed backflow of the filter was also performed with dehalogenated pyrolysis gas subjected to condensation of the liquid fraction and reheated to 550 °C.

Při pulzním zpětném profuku padal nasycený sorbent/katalyzátor gravitačně do plynotěsné výsypky 11 nacházející se ve dně kuželové spodní části filtrační nádoby 13, a odtud byl vyváděn do chlazeného kontejneru.During the pulsed backflow, the saturated sorbent/catalyst fell by gravity into the gas-tight hopper 11 located in the bottom of the conical lower part of the filter vessel 13, and from there it was discharged into the cooled container.

Primární pyrolýzní plyn zbavený kyselých sloučenin halogenů opouštěl zařízení stále za procesní teploty 550 °C, a to výstupem 14. Teprve za tímto výstupem následovalo ochlazení proudu spojené s jeho rozdělením na kapalný kondenzát a permanentní plyny. Získané permanentní plyny zbavené halogenů a kondenzujících složek obsahovaly méně než 3 % obj. kyslíku, a kromě nájezdu celého zařízení byly používány jednak k pneumatickému dávkování práškového sorbentu a katalyzátoru a jednak ke zpětnému pulznímu profuku svíčkových filtrů 17.The primary pyrolysis gas freed from acidic halogen compounds left the device still at a process temperature of 550 °C, through outlet 14. Only after this outlet was cooling of the stream followed by its division into liquid condensate and permanent gases. The obtained permanent gases, free of halogens and condensing components, contained less than 3% oxygen by volume, and in addition to the run-in of the entire device, they were used both for the pneumatic dosing of the powder sorbent and catalyst and for the pulsed backflow of candle filters 17.

Tabulka 1. Srovnání složení plynu a kondenzátu při použití různých způsobů dehalogenace primárního pyrolýzního plynu. Údaje pro dehalogenační postupy ze stavu techniky jsou údaje z níže uvedené literatury. Údaje o postupu podle vynálezu jsou souhrnem za 10 měření.Table 1. Comparison of gas and condensate composition when using different methods of dehalogenation of primary pyrolysis gas. State-of-the-art data for dehalogenation processes are data from the literature listed below. Data on the procedure according to the invention are a summary of 10 measurements.

Parametr Parameter Jednotka Unit Hodnota Value Způsob stanovení Method of determination Pyrolýza s aditivy15Pyrolysis with additives 1 5 Pevné lože katalyzátoru a sorbentu6-11 Fixed beds of catalyst and sorbent 6-11 Podle vynálezu According to the invention Výtěžek kondenzátu Condensate yield % hm. % wt. 65 - 75 65 - 75 45 - 65 45 - 65 70 - 80 70 - 80 gravimetricky gravimetrically Výtěžek plynu Gas yield % hm. % wt. 20 - 35 20 - 35 35 - 50 35 - 50 15 - 30 15 - 30 výpočet z objemu a GC analýzy calculation from volume and GC analysis Pevný zbytek Solid residue % hm. % wt. 1 - 10 1 - 10 1 - 5 1 - 5 1 - 5 1 - 5 gravimetricky gravimetrically

- 7 CZ 309834 B6- 7 CZ 309834 B6

Obsah Cl v kondenzátu Cl content in condensate ppm ppm 1 000 - 3 000 1000 - 3000 1 - 20 1 - 20 1 - 20 1 - 20 tepelný rozklad s následnou potenciometrickou titrací thermal decomposition followed by potentiometric titration Složení plynu (hmotnostně) Gas composition (by mass) H2 H2 % hm. % wt. 0 - 1,5 0 - 1.5 0,5 - 2,5 0.5 - 2.5 0 - 0,5 0 - 0.5 GC-TCD-FID GC-TCD-FID Ci Whose % hm. % wt. 8 - 15 8 - 15 12 - 18 12 - 18 5 - 6 5 - 6 GC-TCD-FID GC-TCD-FID C2 C2 % hm. % wt. 8 - 23 8 - 23 7 - 20 7 - 20 10 - 26 10 - 26 GC-TCD-FID GC-TCD-FID C3 C3 % hm. % wt. 30 - 50 30 - 50 25 - 50 25 - 50 37 - 53 37 - 53 GC-TCD-FID GC-TCD-FID C4 C4 % hm. % wt. 8 - 15 8 - 15 8 - 15 8 - 15 10 - 17 10 - 17 GC-TCD-FID GC-TCD-FID Složení kondenzátu (hmotnostně) Condensate composition (by mass) C5 — C10 C5 — C10 % hm. % wt. 7 - 12 7 - 12 13 - 22 13 - 22 5 - 10 5 - 10 GC-MS GC-MS C11 — C15 C11 — C15 % hm. % wt. 20 - 35 20 - 35 27 - 38 27 - 38 20 - 30 20 - 30 GC-MS GC-MS C16 — C20 C16 — C20 % hm. % wt. 20 - 25 20 - 25 15 - 20 15 - 20 20 - 30 20 - 30 GC-MS GC-MS C21 - C25 C21 - C25 % hm. % wt. 18 - 26 18 - 26 12 - 16 12 - 16 15 - 25 15 - 25 GC-MS GC-MS C>25 C>25 % hm. % wt. 5 - 10 5 - 10 3 - 6 3 - 6 8 - 12 8 - 12 GC-MS GC-MS

Sakata, Y. et al. Spontaneous degradation of municipal waste plastics at low temperature during the dechlorination treatment. Industrial & Engineering Chemistry Research 1998, 37 (7), 2889-2892.Sakata, Y. et al. Spontaneous degradation of municipal waste plastics at low temperature during the dechlorination treatment. Industrial & Engineering Chemistry Research 1998, 37(7), 2889-2892.

Zhou, Q. et al. Lanthania promoted MgO: Simultaneous highly efficient catalytic degradation and dehydrochlorination of polypropylene/polyvinyl chloride. Applied Catalysis B-Environmental 2008, 80 (1-2), 141-146.Zhou, Q. et al. Lanthania promoted MgO: Simultaneous highly efficient catalytic degradation and dehydrochlorination of polypropylene/polyvinyl chloride. Applied Catalysis B-Environmental 2008, 80 (1-2), 141-146.

Uddin, M., A. et al. Dechlorination of chlorine compounds in poly(vinyl chloride) mixed plastics derived oil by solid sorbents. Industrial & Engineering Chemistry Research 1999, 38 (4), 1406-1410.Uddin, M., A. et al. Dechlorination of chlorine compounds in poly(vinyl chloride) mixed plastics derived oil by solid sorbents. Industrial & Engineering Chemistry Research 1999, 38 (4), 1406-1410.

Karayildirim, T. et al. Degradation of PVC containing mixtures in the presence of HCl fixators. Journal of Polymers and the Environment 2005, 13 (4), 365-374.Karayildirim, T. et al. Degradation of PVC containing mixtures in the presence of HCl fixators. Journal of Polymers and the Environment 2005, 13 (4), 365-374.

Keane, M., A., Catalytic conversion of waste plastics: Focus on waste PVC. Journal of Chemical Technology and Biotechnology 2007, 82 (9), 787-795.Keane, M., A., Catalytic conversion of waste plastics: Focus on waste PVC. Journal of Chemical Technology and Biotechnology 2007, 82 (9), 787-795.

Yanik, J.; Uddin, M., A.; Sakata, Y. The effect of red mud on the liquefaction of waste plastics in heavy vacuum gas oil. Energy & Fuels 2001, 15 (1), 163-169.Yanik, J.; Uddin, M., A.; Sakata, Y. The effect of red mud on the liquefaction of waste plastics in heavy vacuum gas oil. Energy & Fuels 2001, 15 (1), 163-169.

Bhaskar, T. et al. Novel calcium based sorbent (Ca-C) for the dehalogenation (Br, Cl) process during halogenated mixed plastic (PP/PE/PS/PVC and HIPS-Br) pyrolysis. Green Chemistry 2002, 4 (4), 372-375.Bhaskar, T. et al. Novel calcium based sorbent (Ca-C) for the dehalogenation (Br, Cl) process during halogenated mixed plastic (PP/PE/PS/PVC and HIPS-Br) pyrolysis. Green Chemistry 2002, 4(4), 372-375.

Bhaskar, T. et al. Pyrolysis studies of PP/PE/PS/PVC/HIPS-Br plastics mixed with PET and dehalogenation (Br, Cl) of the liquid products. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 2004, 72 (1), 27-33.Bhaskar, T. et al. Pyrolysis studies of PP/PE/PS/PVC/HIPS-Br plastics mixed with PET and dehalogenation (Br, Cl) of the liquid products. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 2004, 72 (1), 27-33.

Bhaskar, T. et al. Laboratory evaluation of calcium-, iron-, and potassium-based carbon composite sorbents for capture of hydrogen chloride gas. Energy & Fuels 2002, 16 (6), 1533-1539.Bhaskar, T. et al. Laboratory evaluation of calcium-, iron-, and potassium-based carbon composite sorbents for capture of hydrogen chloride gas. Energy & Fuels 2002, 16 (6), 1533-1539.

Shiraga, Y. et al. Boiling-point distributions and dechlorination of organic chlorine compounds in oil obtained from the degradation of PVC mixed plastic. Energy & Fuels 1999, 13 (2), 428-432.Shiraga, Y. et al. Boiling-point distributions and dechlorination of organic chlorine compounds in oil obtained from the degradation of PVC mixed plastic. Energy & Fuels 1999, 13(2), 428-432.

- 8 CZ 309834 B6- 8 CZ 309834 B6

Ucar, S. a kol. Conversion of polymers to fuels in a refinery stream. Polymer Degradation and Stability 2002, 75 (1), 161-171.Ucar, S. et al. Conversion of polymers to fuels in a refinery stream. Polymer Degradation and Stability 2002, 75 (1), 161-171.

Claims (10)

1. Zařízení pro dehalogenaci primárního pyrolýzního plynu, vyznačující se tím, že obsahuje první nádobu (2) upravenou pro oddělení kapalných a pevných aerosolů, opatřenou výstupem plynu a spodní plynotěsnou výpustí (15) pro odvádění zachycené kapaliny a pevných částic, přičemž uvedený výstup plynu vede do potrubí (9), do kterého ústí zařízení pro dávkování práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru do proudu plynu, přičemž potrubí (9) vede do filtrační nádoby (13) opatřené filtrem (17) pro záchyt částic práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru, přičemž filtr (17) je upraven pro periodické nebo kontinuální odstraňování nebo posouvání vrstvy částic práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru a filtrační nádoba (13) je opatřena plynotěsnou výsypkou (11) pro odstraňování zachycených a sfouknutých částic, a přičemž zařízení je dále opatřeno ohřevem a/nebo tepelnou izolací.1. A device for dehalogenation of primary pyrolysis gas, characterized in that it contains a first container (2) adapted to separate liquid and solid aerosols, provided with a gas outlet and a lower gas-tight outlet (15) for removing trapped liquid and solid particles, while said gas outlet leads to a pipe (9) into which a device for dosing powdered sorbent and/or powdered catalyst into the gas stream opens, while the pipe (9) leads to a filter vessel (13) equipped with a filter (17) for capturing particles of powdered sorbent and/or powdered catalyst catalyst, wherein the filter (17) is arranged for periodic or continuous removal or displacement of the layer of powder sorbent particles and/or powder catalyst, and the filter vessel (13) is provided with a gas-tight dumper (11) for the removal of captured and blown particles, and wherein the device is further provided with heating and/or thermal insulation. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zařízení pro dávkování práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru zahrnuje zásobník práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru, dávkovač práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru a mechanický podavač práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru spojující zásobník a dávkovač, přičemž výstup z dávkovače ústí do potrubí (9) vedoucího plyn.2. Device according to claim 1, characterized in that the device for dosing powdered sorbent and/or powdered catalyst includes a reservoir for powdered sorbent and/or powdered catalyst, a dispenser for powdered sorbent and/or powdered catalyst, and a mechanical feeder for powdered sorbent and/or powdered catalyst connecting the reservoir and the dispenser, while the outlet from the dispenser opens into the pipe (9) carrying the gas. 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zařízení pro dávkování práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru obsahuje integrované mlecí ústrojí (4).3. The device according to claim 1, characterized in that the device for dosing the powdered sorbent and/or the powdered catalyst contains an integrated grinding device (4). 4. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že mezi první nádobou (2) a výstupem dehalogenovaného plynu z filtrační nádoby (13) je instalováno obtokové potrubí (16).4. The device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a bypass pipe (16) is installed between the first container (2) and the outlet of the dehalogenated gas from the filter container (13). 5. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že první nádobou (2) je mechanický odlučovač, který je upravený pro vyhřívání na teplotu alespoň o 50 °C vyšší než teplota vstupujícího primárního pyrolýzního plynu.5. The device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the first vessel (2) is a mechanical separator, which is adapted for heating to a temperature at least 50 °C higher than the temperature of the entering primary pyrolysis gas. 6. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že filtr (17) pro záchyt částic práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru je vybrán z keramického svíčkového filtru, slinutého pískového filtru, kovového filtru, sesuvného filtru a panelového filtru.6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the filter (17) for capturing particles of powdered sorbent and/or powdered catalyst is selected from a ceramic candle filter, a sintered sand filter, a metal filter, a sliding filter and a panel filter. 7. Způsob dehalogenace primárního pyrolýzního plynu s použitím zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se plyn vede do první nádoby (2), v níž se oddělí kapalné a pevné aerosoly, přičemž kapalná a pevná složka se odvede ven ze zařízení, a plyn se vede potrubím (9) do filtrační nádoby (13), přičemž v potrubí (9) se do plynu vnese práškový sorbent a/nebo práškový katalyzátor, a ve filtrační nádobě (13) plyn prochází filtrem (17), který zachycuje částice práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru, přičemž zachycené částice se z filtru odstraňují nebo se z filtru sesouvají, a přičemž se zařízení ohřívá tak, aby plyn po celou dobu setrvání v zařízení byl udržován při teplotě vyšší, než je rosný bod kterékoliv složky primárního pyrolýzního plynu.7. A method of dehalogenation of primary pyrolysis gas using a device according to any one of the preceding claims, characterized in that the gas is led into a first vessel (2) in which liquid and solid aerosols are separated, while the liquid and solid component is led out of the device , and the gas is led through the pipe (9) to the filter vessel (13), while in the pipe (9) a powdered sorbent and/or a powdered catalyst is introduced into the gas, and in the filter vessel (13) the gas passes through the filter (17) which captures particles of powdered sorbent and/or powdered catalyst, the trapped particles being removed from the filter or sliding off the filter, and the device being heated so that the gas is maintained at a temperature higher than the dew point of any component of the primary during its entire residence in the device pyrolysis gas. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že zachycené částice se z filtru (17) odstraňují zpětným pulzním profukem pomocí plynu zaváděného na filtr tryskami.8. The method according to claim 7, characterized in that the trapped particles are removed from the filter (17) by a reverse pulse draft using gas introduced to the filter by nozzles. 9. Způsob podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že se zařízení ohřívá na teplotu 300 °C nebo vyšší.9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the device is heated to a temperature of 300 °C or higher. - 10 CZ 309834 B6- 10 CZ 309834 B6 10. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 7 až 9, vyznačující se tím, že vnášení práškového sorbentu a/nebo práškového katalyzátoru do proudu primárního pyrolýzního plynu v potrubí (9) se provádí prostřednictvím pneumatického vnášení s pomocí hnacího plynu, výhodně dehalogenovaného plynu 5 nebo hnacího plynu obsahujícího méně než 3 % obj. kyslíku, zejména dusíku nebo oxidu uhličitého.10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the introduction of the powdered sorbent and/or the powdered catalyst into the stream of primary pyrolysis gas in the pipe (9) is carried out by means of pneumatic introduction with the help of a propellant gas, preferably a dehalogenated gas 5 or propellant gas containing less than 3 vol% oxygen, especially nitrogen or carbon dioxide.
CZ2022-128A 2022-03-19 2022-03-19 A device and a method for the dehalogenation of a primary pyrolysis gas CZ2022128A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2022-128A CZ2022128A3 (en) 2022-03-19 2022-03-19 A device and a method for the dehalogenation of a primary pyrolysis gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2022-128A CZ2022128A3 (en) 2022-03-19 2022-03-19 A device and a method for the dehalogenation of a primary pyrolysis gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ309834B6 true CZ309834B6 (en) 2023-11-22
CZ2022128A3 CZ2022128A3 (en) 2023-11-22

Family

ID=88789887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2022-128A CZ2022128A3 (en) 2022-03-19 2022-03-19 A device and a method for the dehalogenation of a primary pyrolysis gas

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2022128A3 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002155285A (en) * 2000-11-24 2002-05-28 Nippon Shoene Kankyo Seihin:Kk Method and unit for converting plastic to oil
CN110746995A (en) * 2019-12-04 2020-02-04 上海和惠生态环境科技有限公司 Gasification pyrolysis system for recycling flue gas and application thereof
CZ308537B6 (en) * 2019-10-17 2020-11-11 Aikona Ltd Equipment for thermal-catalytic decomposition - pyrolysis of organic waste materials
CZ36265U1 (en) * 2022-03-19 2022-08-16 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Equipment for dehalogenating primary pyrolysis gas

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002155285A (en) * 2000-11-24 2002-05-28 Nippon Shoene Kankyo Seihin:Kk Method and unit for converting plastic to oil
CZ308537B6 (en) * 2019-10-17 2020-11-11 Aikona Ltd Equipment for thermal-catalytic decomposition - pyrolysis of organic waste materials
CN110746995A (en) * 2019-12-04 2020-02-04 上海和惠生态环境科技有限公司 Gasification pyrolysis system for recycling flue gas and application thereof
CZ36265U1 (en) * 2022-03-19 2022-08-16 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Equipment for dehalogenating primary pyrolysis gas

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2022128A3 (en) 2023-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2274404B1 (en) Production and conditioning of synthesis gas obtained from biomass
RU2424277C2 (en) Procedure for carbonaceous material steam reforming
RU2678278C1 (en) Methods and systems for removal of material of particles from flow of technological exhaust gases
JP2006096615A (en) Method of treating exhaust gas from cement kiln
CN103768929A (en) Purification treatment device for flue gas generated in garbage incineration process, and application of purification treatment device
KR100555686B1 (en) Method for producing soil, soil-treating unit, method for treating and unit for treating
US20080099323A1 (en) Decomposition Method Of Waste Plastics and Organics
US7842265B1 (en) Mercury absorption system for industrial kiln applications
RU2495076C1 (en) Method of processing flammable carbon- and/or hydrocarbon-containing products, reactor for implementing said method (versions) and apparatus for processing flammable carbon- and hydrocarbon-containing products
CZ36265U1 (en) Equipment for dehalogenating primary pyrolysis gas
EP1905748B1 (en) Method of diminishing organochlorine compound in a cement production facility
CZ309834B6 (en) A device and a method for the dehalogenation of a primary pyrolysis gas
CN111790731B (en) Industrial waste salt conversion device and method
WO2018186806A1 (en) An organic waste treatment system
CN102302891B (en) Method and system for treating flue gas generated by incineration by using dual-purpose reactor
JP7044712B2 (en) A method of separating gaseous or particulate matter from a gas stream by a fluidized bed flow reactor
JP2004141867A (en) Dust treatment method
AU638497B2 (en) Waste disposal process
CN211620041U (en) Supercritical water oxidation device
Shen et al. Incineration of pelletized Fly ash in a bench-scale fluidized bed combustor
CN111912936A (en) Emergency nitrogen charging-forced ventilation combined explosion-proof system and method based on acetylene gas real-time monitoring in high-dust environment
JP7056791B1 (en) Waste treatment equipment and waste treatment method
JP7056792B1 (en) Waste treatment equipment and waste treatment method
JP2000246059A (en) Reactive agent for decomposing hardly decomposable organochlorine compound and method for decomposing it
JP7056793B1 (en) Waste treatment equipment and waste treatment method