CZ36576U1 - Činidlo na bázi hydrotalcitu pro dechloraci při procesu pyrolýzy odpadních plastů - Google Patents

Činidlo na bázi hydrotalcitu pro dechloraci při procesu pyrolýzy odpadních plastů Download PDF

Info

Publication number
CZ36576U1
CZ36576U1 CZ2022-40269U CZ202240269U CZ36576U1 CZ 36576 U1 CZ36576 U1 CZ 36576U1 CZ 202240269 U CZ202240269 U CZ 202240269U CZ 36576 U1 CZ36576 U1 CZ 36576U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
pyrolysis
hydrotalcite
waste plastics
dechlorination
based agent
Prior art date
Application number
CZ2022-40269U
Other languages
English (en)
Inventor
Jan Snow
Jan Mgr. Snow
Aleš Kašpárek
Aleš Mgr. Kašpárek
Stanislava Stiborová
Original Assignee
ORLEN UniCRE a.s.
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 ORLEN UniCRE a.s. filed Critical ORLEN UniCRE a.s.
Priority to CZ2022-40269U priority Critical patent/CZ36576U1/cs
Publication of CZ36576U1 publication Critical patent/CZ36576U1/cs

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
    • 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
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/68Halogens or halogen compounds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Description

Činidlo na bázi hydrotalcitu pro dechloraci při procesu pyrolýzy odpadních plastů
Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.
Činidlo na bázi hydrotalcitu pro dechloraci při procesu pyrolýzy odpadních plastů
Oblast techniky
Technické řešení se týká tvarovaného hydrotalcitu použitelného pro odstranění organochlorovaných sloučenin a HCl z produktů pyrolýzy odpadních plastů.
Dosavadní stav techniky
V souvislosti s narůstajícími nároky na recyklaci je na pyrolýzu plastů v současné době nahlíženo jako na jedno z řešení umožňující recyklovat širokou škálu plastů. Kapalný produkt, který při procesu vzniká, se v mnoha ohledech podobá ropným frakcím a jeho využitím v petrochemickém komplexu lze opětovně získat plasty nejvyšší kvality. Problém představují heteroatomy, z nichž zejména halogeny jako chlór a bróm mohou způsobovat vážné problémy v podobě koroze pyrolýzní jednotky a navazujících technologií. Zároveň halogeny v kapalném produktu katalyzují polymerační reakce, čímž dochází k degradaci produktu.
Problematice bylo věnováno hodně pozornosti v odborné literatuře, ze které vyplývá, že pro odstranění chlóru na přijatelnou úroveň jednotek ppm je třeba odstranit anorganicky i organicky vázaný chlór. Za těmito účely byla testována různá činidla, která fungují na principu neutralizačních reakcí s HCl, případně katalyzují eliminační reakce chlorovaných organických látek (Alan Aitken, R., et al., Dehalogenation of organic halides by flash vacuum pyrolysis over magnesium: a versatile synthetic method. Chemical Communications, 1997(13): p. 1163-1164, také Egorov, A.M., A.V. Anisimov, and A.V. Tarakanova, Low-temperature dehalogenation of benzyl halides with atomic magnesium in the3P state. Russian Chemical Bulletin, 1999. 48(1): p. 147-151, dále Hawari, J., Regioselectivity of dechlorination: Reductive dechlorination of polychlorobiphenyls by polymethylhydrosiloxane-alkali metal. Journal of Organometallic Chemistry, 1992. 437(1):p. 91-98). Při experimentech s modelovou směsí plastů bylo zjištěno, že vhodné umístění těchto činidel je mimo pyrolýzní reaktor a také, že přítomnost aditiv jako je CaCO3 v plastech může zhoršovat účinnost dehalogenačních postupů založených na teplotním režimu pyrolýzy (Hubáček, J., et al., Dechlorination during pyrolysis of plastics: The potential of stepwise pyrolysis in combination with metal sorbents. Fuel Processing Technology, 2022. 231: p. 107226). Negativní vliv může také mít přítomnost PET (Qit, I., et al., Comparative pyrolysis of polyolefins (PP and LDPE) and PET. Polymer Bulletin, 2010. 64(8): p. 817-834). V dosud nepublikované studii našeho kolektivu se zhoršená účinnost dehalogenace při pyrolýze odpadních plastů prokázala a poukázala na vyšší nároky na použitá dehalogenační činidla a postupy. Je to dáno tím, že mohou ve větší míře vznikat stabilní halogenované sloučeniny jako např. chlorbenzen, u kterého jsou nároky na jeho dehalogenaci výrazně vyšší než například u alifatických chlorovaných sloučenin (Jiang, G., et al., Understanding the Dechlorination of Chlorinated Hydrocarbons in the Pyrolysis of Mixed Plastics. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2021. 9(4):p. 1576-1589).
V české patentové literatuře nebyl nalezen záznam o řešení podobného problému. Dokumenty zaměřené na dehalogenaci se věnují zejména odstranění polutantů z životního prostředí (CZ 305586 B6, CZ 34117 U1). Patent US 10717936 B2 zabývající se pyrolýzou plastů například zahrnuje použití zeolitů jejichž účinnost jako dehalogenačního činidla nebyla však v odborné literatuře prokázána (Miskolczi, N., F. Ate^, and N. Borsodi, Comparison of real waste (MSW and MPW) pyrolysis in batch reactor over different catalysts. Part II: Contaminants, char and pyrolysis oil properties. Bioresource Technology, 2013.144: p. 370-379). Naopak, LopezUrionabarrenechea a kol. uvádějí nárůst obsahu Cl v kapalině a také nežádoucí snížení výtěžku kapalného produktu v jejich přítomnosti (Lopez-Urionabarrenechea, A., et al., Catalytic stepwise pyrolysis ofpackaging plastic waste. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2012. 96: p. 5462). Patent US 10731081 B2 mluví například o použití sorbentu na bázi Ca. Jiné práce na toto téma
- 1 CZ 36576 U1 však naznačují, že v navazujícím stupni patentované technologie může při vyšších teplotách docházet k desorpci Cl (Sophonrat, N., et al., Ex Situ Catalytic Pyrolysis of a Mixture of Polyvinyl Chloride and Cellulose Using Calcium Oxide for HCl Adsorption and Catalytic Reforming of the Pyrolysis Products. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2019. 58(31):p. 13960-13970) a následnému zvýšení obsahu Cl v kapalném produktu (Park, K.-B., et al., Production ofclean oil with low levels of chlorine and olefins in a continuous two-stage pyrolysis of a mixture of waste low-density polyethylene and polyvinyl chloride. Energy, 2018. 157: p. 402-411; López, A., et al., Dechlorination of fuels in pyrolysis of PVC containing plastic wastes. Fuel Processing Technology, 2011. 92(2): p. 253-260).
Nevýhodou výše uvedených řešení dechlorace produktů pyrolýzy odpadních plastů je jejich vliv na úbytek kapalného produktu pyrolýzy a změnu v jeho složení. Výše uvedené nevýhody alespoň zčásti odstraňuje tvarovaný hydrotalcit pro odstranění organochlorovaných sloučenin a HCl z produktů pyrolýzy odpadních plastů.
Podstata technického řešení
Činidlo na bázi hydrotalcitu je charakterizováno tím, že obsahuje pouze tvarovaný hydrotalcit bez dalších přísad uspořádaný do tvaru válečků.
Výhodou činidla na bázi hydrotalcitu podle technického řešení je jeho uspořádání do tvarů válečků vzniklých extrudací a obsahujících pouze hydrotalcit bez dalších přísad, díky čemuž lze činidlo umístit v odděleném stupni, dočistit produkty před jejich kondenzací a zvýšit účinnost dehalogenace při minimálním vlivu na složení pyrolyzních produktů, přičemž se toto činidlo vyznačuje stoprocentním obsahem účinné složky hydrotalcitu. Činidlo funguje jako alkalický sorbent HCl a zároveň katalyzuje štěpné reakce C-Cl vazby na chlorovaných uhlovodících.
Příklad uskutečnění technického řešení
Činidlo na bázi hydrotalcitu pro dechloraci při procesu pyrolýzy odpadních plastů má podobu extrudátů o průměru 1 až 2 mm. Jeho jedinou a současně aktivní složkou je hydrotalcit. Dle analýzy metodou rentgenové fluorescenční spektrální analýzy činidlo obsahuje prvky uvedené v tabulce 1 ve formě oxidů.
Tabulka 1: Prvkové složení činidla na bázi hydrotalcitu podle technického řešení
Mg Al Ca Si Fe Ru Cl Sr
20.1 % 10.8 % 0.540 % 0.135 % 0.04 % 0.034 % 0.029 % 0.022 %
Ve vsádkovém uspořádání pyrolýzy byly provedeny za stejných podmínek dvě série experimentů o třech opakováních (a) bez činidla, (b) s činidlem. Vsádku tvořilo 250 g plastového odpadu vytříděného jako obaly z drogérie. 25 g činidla bylo vloženo na zvláštní lože jako poslední stupeň dehalogenace. Výsledný obsah Cl a složení kapalného produktu je předmětem Tab. 2. Z tabulky 1 vyplývá, že v přítomnosti činidla došlo k průměrnému snížení obsahu Cl v kapalině zhruba o 77 %.
- 2 CZ 36576 UI
Tabulka 2: Výtěžky a orientační složení kapalných produktů
bez činidla s činidlem
výtěžky (hm. %) kapalina 67,1 ±1,6 70,2 ±0,5
vosk 5,9 + 2,9 0,0
plyn 23,9 ±1,3 26,5 ±0,8
PU 3,1 ±0,2 3,3 ±0,4
převažující sloučeniny (%) C9= 3,8 ±0,1 3,5 ±0,1
C6= 3,4 ±0,1 3,1 ±0,04
C10= 2,5 ±0,1 2,5 ±0,04
C7= 2,4 ±0,04 2,2 ±0,02
C11 = 2,3 + 0,1 2,2 ±0,05
C12= 2,2 + 0,1 2,1 ±0,07
a lkaný (%) 25.7 ±0.8 27,3 ±1,3
alkeny + cykloalkany (%) 71.5 ±0.8 69,9 ±1,3
aromáty (%) 2.8 + 0.1 2,9 ±0,3
finální bod varu (°C) 436 ± 14 420 ± 14
obsah Cl (ppm) 167 ±10 38 ±5
Průmyslová využitelnost
Činidlo je možné využít při pyrolýze odpadních plastů pro finální dočištění produktů s obsahem Cl před jejich kondenzací.

Claims (1)

1. Činidlo na bázi hydrotalcitu, vyznačující se tím, že obsahuje pouze tvarovaný hlinito-hořečnatý hydrotalcit bez dalších přísad s molárním poměrem Al:Mg v rozmezí 1:1,8 až 1:2,2.
CZ2022-40269U 2022-09-20 2022-09-20 Činidlo na bázi hydrotalcitu pro dechloraci při procesu pyrolýzy odpadních plastů CZ36576U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2022-40269U CZ36576U1 (cs) 2022-09-20 2022-09-20 Činidlo na bázi hydrotalcitu pro dechloraci při procesu pyrolýzy odpadních plastů

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2022-40269U CZ36576U1 (cs) 2022-09-20 2022-09-20 Činidlo na bázi hydrotalcitu pro dechloraci při procesu pyrolýzy odpadních plastů

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ36576U1 true CZ36576U1 (cs) 2022-11-15

Family

ID=84104999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2022-40269U CZ36576U1 (cs) 2022-09-20 2022-09-20 Činidlo na bázi hydrotalcitu pro dechloraci při procesu pyrolýzy odpadních plastů

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ36576U1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Peng et al. Formation, measurement, and control of dioxins from the incineration of municipal solid wastes: Recent advances and perspectives
Hazrat et al. A study on thermo-catalytic degradation for production of clean transport fuel and reducing plastic wastes
US10174268B2 (en) Mitigation of harmful combustion emissions using sorbent containing engineered fuel feed stocks
Chen et al. Sorption characteristics of N-nitrosodimethylamine onto biochar from aqueous solution
Kulkarni et al. Dioxins sources and current remediation technologies—a review
Fekhar et al. Value added hydrocarbons obtained by pyrolysis of contaminated waste plastics in horizontal tubular reactor: In situ upgrading of the products by chlorine capture
US12286592B2 (en) Process and apparatus for converting polymers into products
JPH02501543A (ja) 水性及び有機液中の有機物質を環境適合性生成物が生じるように分解するための接触的方法
US20160369171A1 (en) Production Processes, Systems, Methods, and Apparatuses
JPH08188780A (ja) 廃棄物処理方法
Silori et al. Adsorptive removal of ciprofloxacin and sulfamethoxazole from aqueous matrices using sawdust and plastic waste-derived biochar: A sustainable fight against antibiotic resistance
Cansado et al. Use of dirty plastic waste as precursors for activated carbon production—A contribution to the circular economy
US6465707B1 (en) Method of treatment of halogenous, organic waste material
JP5721832B2 (ja) Pvcおよびハロゲン含有ポリマー廃棄物を含有する他の廃棄物の熱分解のための方法
CZ36576U1 (cs) Činidlo na bázi hydrotalcitu pro dechloraci při procesu pyrolýzy odpadních plastů
Lin et al. Simultaneous HCl/SO2 capture by calcined limestone from hot gases
US20240208848A1 (en) Removal material destruction by supercritical water oxidation for pfas removal
Lin et al. Inventory of PCDD/Fs and fly ash characteristics during the e-waste and municipal solid waste co-incineration process
US6100440A (en) Process for the decontamination and treatment with oxidative counterflow of a liquid, gaseous or solid matrix
CN101472479A (zh) 使用碘掺杂的二氧化钛从生物源中除去乙烯的方法
WO2022147527A1 (en) Methods and systems for destruction of synthetic per- and polyfluoro compounds
CZ36265U1 (cs) Zařízení pro dehalogenaci primárního pyrolýzního plynu
WO2019016927A1 (ja) 塩化水素除去剤
Zojaji Production of micro-mesoporous alternative carbonaceous adsorbents for high-efficiency sorption of the emerging organic micropollutants from wastewater effluent
US20070020747A1 (en) Composition for eliminating ethidium bromide and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20221115