DE102006014457A1 - Verfahren zur thermischen Dehalogenierung von halogenhaltigen Stoffen - Google Patents

Verfahren zur thermischen Dehalogenierung von halogenhaltigen Stoffen Download PDF

Info

Publication number
DE102006014457A1
DE102006014457A1 DE102006014457A DE102006014457A DE102006014457A1 DE 102006014457 A1 DE102006014457 A1 DE 102006014457A1 DE 102006014457 A DE102006014457 A DE 102006014457A DE 102006014457 A DE102006014457 A DE 102006014457A DE 102006014457 A1 DE102006014457 A1 DE 102006014457A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polyolefin
inlet
reaction volume
nozzles
area
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
DE102006014457A
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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 Forschungszentrum Karlsruhe GmbH filed Critical Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority to DE102006014457A priority Critical patent/DE102006014457A1/de
Priority to EP06829409A priority patent/EP1998888A1/de
Priority to CA002647477A priority patent/CA2647477A1/en
Priority to KR1020087023393A priority patent/KR20080102410A/ko
Priority to JP2009501864A priority patent/JP2009531340A/ja
Priority to PCT/EP2006/011797 priority patent/WO2007112776A1/de
Priority to US12/294,902 priority patent/US20100166623A1/en
Publication of DE102006014457A1 publication Critical patent/DE102006014457A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B63/00—Purification; Separation; Stabilisation; Use of additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/40—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by heating to effect chemical change, e.g. pyrolysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/20—Stationary reactors having moving elements inside in the form of helices, e.g. screw reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/002—Nozzle-type elements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/20—Organic substances
    • A62D2101/22—Organic substances containing halogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00119—Heat exchange inside a feeding nozzle or nozzle reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00132—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements
    • B01J2219/00135—Electric resistance heaters

Abstract

Vorrichtung zur thermischen Dehalogenierung von halogenhaltigen Stoffen, umfassend ein temperierbares Reaktionsvolumen (2) mit einem oben liegenden Dampfraum (4) und einem unten liegenden Sumpfbereich (3) sowie mit je einem Einlass (6, 7) für die Stoffen und für Polyolefin sowie jeweils Auslässen (8, 9) für die halogenhaltigen Reaktionsprodukte, die dehalogenierten Stoffe sowie für Polyolefin. Aufgabe ist es, eine Vorrichtung zur Debromierung von Ölen und Verflüssigung von Polypropylen vorzuschlagen, die eine Debromierung von organischen Substraten im großtechnischen Maßstab ermöglicht. Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, wobei der Einlass (7) für das Polyolefin Mittel (12) zur Aufheizung des Polyolefins über die Erweichungstemperatur aufweist und im Reaktionsvolumen (2) in den Dampfraum (4) ausmündet sowie mindestens eine Düse (11) umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dehalogenierung, insbesondere Debromierung aus halogenhaltigen bzw. bromhaltigen Stoffen, insbesondere Abfällen gemäß des ersten Patentanspruchs. Die Vorrichtung dient insbesondere der Debromierung von fluidischen Stoffen, insbesondere kohlenstoffhaltigen Stoffen wie Öle sowie der Verflüssigung von Polypropylen im Rahmen einer thermischen Behandlung in einem Reaktor.
  • Ihr kommerzielles Anwendungspotential liegt insbesondere bei der Entsorgung von bromierten Ausgangsstoffen, beispielsweise bei der Umwandlung von Mutterlaugen aus aufbereiteten Kunststofffraktionen, in Verbindung mit einer Pyrolyse von Elektronikschrott, Behandlung von bromierten Ölen, Erzeugung von Sekundärbrennstoffen sowie dem chemischen Recycling von Polypropylen.
  • Als Vorstufe dient bei festen Ausgangsstoffen deren Verflüssigung zu den vorgenannten fluidischen Stoffen z.B. mittels Pyrolyse. Als Ausgangsstoffe kommen grundsätzlich alle organischen Materialien oder Komponenten, die organische Materialien enthalten, in Frage, die mit Halogenen, insbesondere Brom kontaminiert sind oder Halogene oder Brom enthalten.
  • In der DE 102 34 837 A1 wird ein Verfahrenskonzept zur Behandlung von halogenhaltigen, insbesondere bromhaltigen Abfällen mittels Pyrolyse offenbart, bei dem sich Wertstoffe und/oder Energie zurückgewinnen lassen, und zwar ohne eine weitere Entstehung weiterer halogenierter Schadstoffe. Die Abfälle werden dabei in einem ersten Schritt in einem Inertgas mit einem aufgeschmolzenen Polyolefin (substituiert oder unsubstituiert) in einer inerten Atmosphäre vermischt. In einem zweiten Schritt erfolgt dann eine Abtrennung der beim Aufschmelzen entstehenden Halogenwasserstoffe, wobei sich die Kohlenstoff-Brom-Bindung bei Temperaturen oberhalb von 270°C ohne den Einsatz eines Reaktionspartners aufspalten. Die Stabilisierung von Phenylradi kalen erfolgt z.B. durch Radikalerekombination mit einer anderen aromatischen Verbindung. Dieser Reaktionsweg führt jedoch zu Biphenylderivaten, zur Verkohlung und zur unerwünschten Bildung von halogenierte p-Dibenzodioxinen (PBDD) und p-Dibenzofuranen (PBDF). Letztere lassen sich bei einer Pyrolyse in Gegenwart von Polyolefinen wie Polyethylen oder Polypropylen wirksam unterdrücken. Die eigentliche Entbromierung erfolgt dann durch den Angriff der Phenyl- und Bromradikale auf die Makromoleküle des Polyolefins unter Wasserstoffabstraktion. Geht man beispielsweise von Bromphenol und Polyproyplen aus, so gewinnt man Phenol und Bromwasserstoff als Hauptprodukte. Als Nebenprodukte bilden sich Alkylphenole und Alkylbromide. Die Zugabe von Polyethylen oder Polypropylen lässt aus den Radikalen stabile Moleküle entstehen, und damit wird auch die Bildung von PBDD und PBDF vermieden.
  • Durch das dargestellte Verfahren wird insbesondere die Debromierung von organischen Substanzen wie Öle gewährleistet, die als Sekundärbrennstoff eine weitere Verwendung finden können.
  • Wesentlich bei einer erfolgreichen Umsetzung des vorgenannten Verfahrenskonzepts ist jedoch Bereitstellung einer ausreichenden Verweilzeit zur Durchführung der vorgenannten erforderlichen chemischen Vorgänge. Eine unter kommerziellen Rahmenbedingungen realisierbaren Umsetzung in einer großtechnischen Anlage scheitert genau an diesem Punkt, da eine im Vergleich zur gesamten Behandlungsdauer vergleichsweise kurzen Verweilzeit der bromierten organischen Dämpfe im Reaktor (oder Abfallstromes durch den Reaktor) nur eine unvollständige Umsetzung (Enthalogenierung oder Entbromierung) erwarten lässt. Eine einfache Verlängerung der Verweilzeit wiederum erhöht die Prozesszeit in einer Anlage und begrenzt damit ohne eine Bereitstellung zusätzlicher Kapazitäten den Durchsatz und damit die Wirtschaftlichkeit.
  • Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Debromierung von Ölen und Verflüssigung von Polypropylen vorzuschlagen, die eine Debromierung von organischen Substraten im großtechnischen Maßstab ermöglicht und die vorgenannten Einschränkungen nicht aufweist. Insbesondere soll mit der Vorrichtung die im Stand der Technik genannte chemische Reaktion in technisch relevanter Behandlungszeit durchführbar werden.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs vorgeschlagen. Die auf diesen rückbezogenen Unteranspruche geben vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wieder.
  • Die Aufgabe wird durch ein Reaktor mit einem Reaktionsvolumen zur thermischen Behandlung der halogenierten Stoffe gelöst, der neben einem Einlass für die genannten Stoffe einen Einlass für die Polyolefine aufweist. Zur Einstellung der im Reaktionsvolumen erforderlichen Temperaturen für eine Pyrolyse vorzugsweise zwischen ca. 200°C und ca. 500°C weist der Reaktor eine Temperierungsvorrichtung auf. Das Reaktionsvolumen umfasst einen oben liegenden Dampfraum sowie einen unten liegenden Sumpf (Sumpfbereich).
  • Ein wesentliches Merkmal der Erfindung betrifft die Anordnung und Gestaltung des Einlasses für die Polyolefine in das Reaktionsvolumen. Dieser weist zur Konditionierung des Polyolefins für eine Einspritzung in das Reaktionsvolumen eine Heizung zur Aufheizung des Polyolefins über die Erweichungstemperatur auf, wobei die Heizung durch die vorgenannte Temperierungsvorrichtung gebildet sein kann. In dem vorgenannten Temperaturbereich, insbesondere aber zwischen ca. 300 und 400°C liegt Polyolefin wie Polypropylen (Erweichungstemperatur um 200°C, Zersetzung ab ca. 350°C) oder Polyethylen im erweichten förder- und spritzfähigen Zustand, d.h. in einem Viskositätsbereich im Bereich zwischen 10 und 70 Pas vor. Bevorzugt wird das Polyolefin als Rohmasse wie Granulat in einem Förderer wie z.B. einem Schneckenförderer oder eine Schmelzenpumpe eingegeben und bereits in diesem, d.h. außerhalb des Reaktionsvolumens zu einer pumpfähigen Masse erhitzt.
  • Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine zuschaltbare Rezykliermöglichkeit (Rücklauf und Neueinspeisung) für das Polyolefin, d.h. eine fluidische Verbindung für die vorgenannte Polyolefinschmelze zwischen dem Einlass und dem Auslass für das Polyoelfin im Reaktionsvolumen. Je nach Ausführungsform weist die fluidische Verbindung eine Förderpumpe und/oder eine Heizung auf.
  • Der Einlass umfasst mindestens eine Düse (schließt Extruderanordnungen mit ein), die im Reaktionsvolumen in Richtung der zu dehalogenierten Stoffe ausgerichtet ist. Durch Düsen erfolgt ein Einspritzen der Polyolefine grundsätzlich mit einer bevorzugten großen spezifischen Oberfläche in die Stoffe, was in vorteilhafter Weise die ablaufenden chemischen Vorgänge beschleunigt. Durch eine Vielzahl von parallel geschalteten, im Reaktionsvolumen verteilter Düsen lässt sich das Polyolefin simultan über das gesamte Volumen des zu dehalogenierenden Stoffes verteilen, was in vorteilhafter Weise die Zeit für eine vollständige Reaktion über das gesamte Stoffvolumen signifikant reduziert. Grundsätzlich lassen sich auch durch die Positionierung und Ausrichtung der Düsen im Reaktionsvolumen die Reaktionskinetiken bei der vorgenannten, in der DE 102 34 837 A1 im Grundsatz beschriebenen Reaktionen gezielt steuern.
  • Der Einlass für das Polyolefin mündet bevorzugt in den oben liegenden Dampfraum aus, in dem die zu dehalogenierten Stoffe im Dampfraum und vollständig in einer mit dem Polyolefin kontaktierbarer molekular durchmischbarer Form vorliegen. Dadurch ist gewährleistet, dass die zu dehalogenierten Stoffe Idealerweise spontan und Idealerweise mit allen Molekülen chemisch Zugang zum Polyolefin als Reaktionspartner haben. Die Stoffe liegen im direkt oder indirekt über die Heizung des Reaktionsvolumens temperierten Dampfraum üblicherweise als Gase, Dämpfe, Flüssigkeiten oder als Stäube oder Feinpartikel vor. Auch können sie Bestandteile von Schmelz-, Flüssigaerosole, Zerstäubungen oder grundsätzlich auch Suspensionen bilden.
  • Im Reaktionsvolumen ist zur Durchführung der vorgenannten thermischen Behandlung die Einstellung und Aufrechterhaltung einer inerten Gasatmosphäre wie z.B. eine Stickstoffatmosphäre erforderlich, die über eine Gaszufuhr eingeleitet wird. Die Gaszufuhr ist entweder als zusätzliche separate Einleitung oder als Gaszufuhr für eine Zwei- oder Mehrstoffdüse für die Einleitung des Polyolefins oder von Bestandteilen des halogenierten Stoffes realisierbar, wobei das Inertgas die Funktion eines Trägergases z.B. für eine Zerstäubung übernimmt.
  • Eine Ausführungsform betrifft ein Reaktionssystem mit einer über Kopf Einförderung einer Polyolefinschmelze, d.h. mit einer Düsenanordnung oben im Reaktionsvolumen und von dort nach unten in den Dampfraum ausgerichtet. Das Polyolefin wird von oben auf die zu dehalogenierten Stoffe (durch Aufheizung vorzugsweise gas- oder dampfförmig) aufgetragen und eingemischt, wobei die Düsenanordnung mit einer, bevorzugt aber einer Vielzahl von Einzeldüsen eine große spezifische Polyolefinoberfläche sicherstellen. Das Polyolefin tritt aus den Düsen entweder als feine Fäden oder als zerstäubtes Schmelzenaerosol aus. Im letzteren Fall muss durch Temperierung die Viskosität des Polyolefins so stark herabsetzt werden, sodass ein Zerstäuben ohne hohen Druckaufbau im Fördersystem ermöglicht wird. Für das Beispiel Polypropylen (PP) wird ein Temperaturbereich im Bereich der thermischen Zersetzung von PP (ca. 350°C) zwischen ca. 300 und 400°C, bevorzugt 330 und/oder 360°C angestrebt.
  • Grundsätzlich wird das reaktionskinetische Problem bei einer Dehalogenierung, d.h. die dabei relativ langsam ablaufende Reaktion als Limitationsfaktor angesehen. Als Gegenmaßnahme wird die vorgenannte Inversion der Applikation der Reaktionsphasen vorgeschlagen. Das bevorzugte Polypropylen (PP) liegt dabei als durchströmende Phase vor, während die halogenierten Stoffe wie z.B. bromierte Öle als zu verdampfende Flüssigkeit in das Reaktionsvolumen zugeführt werden. Das PP durchdringt dabei in einem Zustand mit großer spezifischer Oberfläche die umgebenden zu halogenierten Stoffe. Es wird durch eine Zuführung des Polypropylens über eine oder mehrere Düsen, Zerstäuber oder Spinnköpfe bevorzugt im Kopfbereich des Reaktors eine möglichst große Polypropylenschmelzenoberfläche realisiert (PP-Fäden oder -Tropfen oder Nebel), die mit dem im oberen Dampfraum im Reaktionsvolumen befindlichen halogenierten oder bromierten Substanzen reagieren kann. Zusätzlich kann die in den unter dem Dampfraum befindlichen Sumpfbereich aus den vorgenannten Stoffen eintretende Polymerschmelze ein Teil der Stoffe wie Öl mitreißen und sodann in der Schmelzephase (bevorzugt im Sumpfbereich, aber auch in einem PP-Rezyklierungskreislauf) noch zur Reaktion bringen. Aus dem Sumpfbereich kann zudem PP-Schmelze entnommen werden und über eine bevorzugt beheizte Verbindungsleitung und über einen Einlass wieder in den Dampfraum eingegeben werden, wobei die mitgerissenen Stoffe wieder in den Dampfraum mit rezykliert und der dort ablaufenden Dehalogenierung wieder zugeführt werden. Die Stoffe verlassen die laufende Vorrichtung in vorteilhafter Weise erst dann, wenn sie dehalogeniert sind. Auch werden in den Gasraum übertretende Pyrolyseprodukte des Polyolefins mit den im Dampfraum befindlichen halogenierten oder bromierten Produkten in Reaktion treten. Hierzu ist der Reaktor druckbeständig ausgelegt, wodurch mögliche Reaktionszeiten erhöht werden können und die Tendenz des Übergangs von Produkten in die Gasphase erschwert wird (Prinzip Le Chatelier).
  • Die Erfindung wird im Rahmen von Ausführungsbeispielen anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen
  • 1 einen Querschnitt einer Ausführungsform mit Reaktionsvolumens und Einlässen für Polyolefin,
  • 2a und b alternative Gestaltungsmöglichkeiten für die Einlässe für Polyolefin,
  • 3 eine prinzipielle Ansicht einer weiteren Ausführungsform mit Schneckenförderer für Polyprolpylen sowie
  • 4 die zeitlichen Konzentrationen verschiedener Bromverbindungen bei einer Debromierung.
  • Die in 1 dargestellte Ausführungsform umfasst einen Reaktor 1 mit einem Reaktionsvolumen 2, in dem die zu dehalogenisierenden Stoffe in einem unten liegenden Sumpfbereich 3 unterhalb einem Dampfraum 4 im Kopfbereich 5 angeordnet sind. Der Reaktor weist zudem einen Stoffeinlass 6, einen Polyolefineinlass 7, Auslässe für das Polyolefin 8 sowie für die dehalogenierte Stoffe und die Gasprodukte 9 auf. Die letztgenannten Auslässe für die dehalogenierte Stoffe und die Gasprodukte können gemeinsam oder getrennt gestaltet sein, wobei bei einem gemeinsamem Auslass eine Trennung der dehalogenierten Stoffe und der Gasprodukte (mit Halogenverbindungen) in einer nachgeschalteten, nicht dargestellten Stufe erfolgt. Die Polyolefineinleitung umfasst ein einseitig geschlossenes Düsenrohr 10 mit einer Vielzahl an der Umfangsfläche radial nach außen orientierter Einzeldüsen 11. Das einzuspritzende Polyolefin wird bereits durch einen Durchlauferhitzer 12 vorgewärmt in das Düsenrohr eingepresst und entweicht als feine Strahlen oder Nebel durch die Einzeldüsen 11 in den Dampfraum 4. Zur Aufheizung des Reaktionsvolumens 2 weist der Reaktor eine Temperiervorrichtung 13 auf. Die Ableitung 8 kann als Extruder mit Abstechvorrichtung für ein erstarrendes Stoffgemisch, umfassend die dehalogenierten Stoffe und Polyolefin gestaltet sein.
  • Optional kann im Reaktionsvolumen 1 ein nicht dargestellter Rührer oder eine andere Umwälzvorrichtung für eine weitere Verbesserung der Durchmischung und damit Beschleunigung der Reaktion vorgesehen sein. Der vorgenannte Rührer lässt sich auch als Polyolefineinleitung gestalten und nutzen, wobei durch die bevorzugt an den Rührlöffeln angeordneten ständig ihrer Position verändern und in vorteilhafter Weise eine Durchmischung des Polyolefins mit dem Stoffgemisch beschleunigen.
  • 2a gibt beispielhaft für eine Zerstäuberdüse einen alternative Polyolefineinlass 7 in einer Mantelstromleitung 14 für ein Inertgas als Zweistoffdüse 15 zur Bildung eines Polyolefinne bels oder eines Aerosols wieder. 2b zeigt dagegen beispielhaft für eine Vieldüsenanordnung zur Erzeugung von feinen Fäden oder Tropfen eine Polyolefineinleitung 7 wieder, die in eine Vielzahl von dreidimensional fächerförmig auseinanderspreizenden Einzeldüsen 11 ausmündet.
  • Eine weitere Ausführungsform offenbart 3 in einer prinzipiellen Systemdarstellung. Der Polyolefineinlass 7 ist als waagerechtes, einseitig geschlossenes Rohr mit einer horizontalen Düsenanordung gleichartiger Einzeldüsen (Bohrungen mit 0,5 mm Durchmesser) gestaltet ist über einer Steigleitung 16 (Verbindungsleitung) mit Durchlauferhitzer 12 an einen vorzugsweise heizbaren Verteiler 17 (mit Ventilschaltung) angeschlossen. Der Verteiler 17 weist mindestens zwei Schaltstellungen auf, wobei eine erste Schaltstellung (Frischeinspeisestellung) eine Einspeisung von frischem Polyolefin von einem Scheckenförderer 18 und die zweite Schaltstellung (Rezyklierschaltstellung) eine Einspeisung von aus dem Reaktionsvolumen 2 entnommenen Polyoelfin in die Steigleitung 16 ermöglicht. Als Fördermittel für eine Rezyklierung ist zwischen Polyoelefinauslass 8 und Verteiler 17 eine Schmelzpumpe 19 zwischengeschaltet. Der Stoffeinlass sowie der Auslass für dehalogenierte Stoffe und Gasprodukte sind gemeinsam mit einem Einlass für eine inerte Gasatmosphäre im Rahmen dieser Ausführungsform zu einem reaktorkopfseitigen Anschlussstutzen 20 zusammengefasst, wobei dieser über verschiedene Komponenten für die jeweilige Aufgaben heranziehbar ist. Da die Ausführungsform nur für den Batch-Betrieb konzipiert ist und damit nicht simultan mit dem zu dehalogenierten Stoff befüllt und geleert werden muss, stellt der vorgenannte Anschlussstutzen für mehrere Aufgaben keine Beeinträchtigung des laufenden Betriebs dar, zumal ein möglicher Polyolefinrezyklierungskreislauf hiervon entkoppelt und damit nicht betroffen ist. Die genannten Komponenten umfassen beispielsweise ei nen Kugelhahn 21 mit elektromechanischem Ventil 22 mit Sicherheitsventil 23 und Manometer 24 für die Zuführung der Inertgasatmsphäre im Dampfraum, ein Vorratsgefäß 25 mit Einlassventil 26 für einen flüssigen oder z.B. über Pyrolyse verflüssigten halogenierten Stoff sowie ein Auslassventil 27 für die in Gasphase vorliegenden dehalogenierten Stoffe und Reaktionsprodukte.
  • 4 zeigt die Konzentrationen verschiedener Bromverbindungen 28 (jeweilig gemessener Signalhöhenverlauf, d.h. keine bestimmte Einheit) über den Versuchszeitverlauf 29 bei einer Debromierung von 3,5 g Tribromphenol (TBP) in einem Reaktor einer Ausführungsform gemäß 3 mit PP als reaktionspartner. Zum Zeitpunkt 0 erfolgt eine Einleitung der zu dehalogenierten Stoffe und damit zu einem Anstieg insbesondere von 2,4,6-Tribromphenol 30 und 2,4-Dibromphenol 31, während ein Anstieg von nur in geringeren Konzentrationen enthaltenden 2,6-Dibromphenol 32, 2- und 4-Bromphenol 33 bzw. 34 sowie von Phenol 35 und 2,6-Dichlorphenol 36 deutlich geringer ausfällt. Im Reaktor erfolgt simultan mit einer Aufheizung auf ca. 350°C ein spontaner Kontakt mit einem PP-Schmelzaerosol als Reaktionspartner, wobei es zu einer chemischen Umsetzung insbesondere der vorgenannten Bromverbindungen 30 bis 34 zu 2-Brom-2-methylpropan 37 kommt, welches dann über den Anschlussstutzen aus dem Reaktionsvolumen abgezogen wird. Auf der Basis der in 4 dargestellten Ergebnisse wird ein Batchbetrieb innerhalb eines Zeitfensters zwischen 40 und 80 min, vorzugsweise zwischen 60 und 80 min (Konzentration von 2,4,6-Tribromphenol 30 ist auf einem Minimalwert abgesunken) abgebrochen.
    • 1
    Reaktor
    2
    Reaktionsvolumen
    3
    Sumpfbereich
    4
    Dampfraum
    5
    Kopfbereich
    6
    Stoffeinlass
    7
    Polyolefineinlass
    8
    Polyolefinauslass
    9
    Auslass für dehalogenierte Stoffe und Gasprodukte
    10
    Düsenrohr
    11
    Einzeldüsen
    12
    Durchlauferhitzer
    13
    Temperiervorrichtung
    14
    Mantelstromleitung
    15
    Zweistoffdüse
    16
    Steigleitung
    17
    Verteiler
    18
    Schneckenförderer
    19
    Schmelzpumpe
    20
    Anschlussstutzen
    21
    Kugelhahn
    22
    Ventil
    23
    Sicherheitsventil
    24
    Manometer
    25
    Vorratsgefäß
    26
    Einlassventil
    27
    Auslassventil
    28
    Konzentrationen verschiedener Bromverbindungen
    29
    Versuchszeitverlauf
    30
    2,4,6-Tribromphenol
    31
    2,4-Dibromphenol
    32
    2,6-Dibromphenol
    33
    2-Bromphenol
    34
    4-Bromphenol
    35
    Phenol
    36
    2,6-Dichlorphenol
    37
    2-Brom-2-methylpropan

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur thermischen Dehalogenierung von halogenhaltigen Stoffen, umfassend ein temperierbares Reaktionsvolumen (2) mit einem oben liegenden Dampfraum (4) und einen unten liegenden Sumpfbereich (3) sowie mit je einem Einlass (6, 7) für die Stoffe und für Polyolefin sowie jeweils Auslässe (8, 9) für die halogenhaltigen Reaktionsprodukte, den dehalogenierten Stoffen sowie für Polyolefin, wobei der Einlass (7) für das Polyolefin Mittel (12) zur Aufheizung des Polyolefins über die Erweichungstemperatur aufweist und im Reaktionsvolumen (2) in den Dampfraum (4) ausmündet sowie mindestens eine Düse (11) umfasst.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sumpfbereich (3) nach unten hin ausschließlich in den Auslass (8) für das Polyolefin ausmündet.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Auslass (8) für das Polyolefin und der Einlass (7) für das Polyolefin über eine Förderleitung (16) zum Rezyklieren des Polyolefins in das Reaktionsvolumens (2) miteinander verbunden sind.
  4. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die halogenhaltigen Stoffe im Dampfraum (4) vollständig in einer mit dem Polyolefin kontaktierbarer molekular durchmischbarer Form vorliegen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Form gasförmig, aerosolförmig, dampfförmig, flüssig, staubförmig mit Korn größen im Submikrobereich oder eine Mischung aus den vorgenannten Formen ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Einlass (7) für das Polyolefin eine Vielzahl von Düsen (11) aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Düsen über das Reaktionsvolumen (2) verteilt in dieses ausmünden.
  8. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Düsen (11) Zerstäubungsdüsen sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Zerstäubungsdüsen Zweistoffzerstäubungsdüsen (15) für ein inertes Gas oder ein ölhaltiges Aerosol und dem Polyolefin sind.
  10. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Düsen (11) von oben nach unten oder horizontal ausgerichtet in das Reaktionsvolumen (2) ausmünden.
DE102006014457A 2006-03-29 2006-03-29 Verfahren zur thermischen Dehalogenierung von halogenhaltigen Stoffen Ceased DE102006014457A1 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006014457A DE102006014457A1 (de) 2006-03-29 2006-03-29 Verfahren zur thermischen Dehalogenierung von halogenhaltigen Stoffen
EP06829409A EP1998888A1 (de) 2006-03-29 2006-12-08 Vorrichtung zur thermischen dehalogenierung von halogenhaltigen stoffen
CA002647477A CA2647477A1 (en) 2006-03-29 2006-12-08 Apparatus for thermally dehalogenating halogenated substances
KR1020087023393A KR20080102410A (ko) 2006-03-29 2006-12-08 할로겐화 물질을 열적으로 탈할로겐화 하기 위한 장치
JP2009501864A JP2009531340A (ja) 2006-03-29 2006-12-08 含ハロゲン物質の加熱式脱ハロゲン化のための装置
PCT/EP2006/011797 WO2007112776A1 (de) 2006-03-29 2006-12-08 Vorrichtung zur thermischen dehalogenierung von halogenhaltigen stoffen
US12/294,902 US20100166623A1 (en) 2006-03-29 2006-12-08 Device for the thermal dehalogenation of halogen-containing substances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006014457A DE102006014457A1 (de) 2006-03-29 2006-03-29 Verfahren zur thermischen Dehalogenierung von halogenhaltigen Stoffen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006014457A1 true DE102006014457A1 (de) 2007-10-04

Family

ID=37908272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006014457A Ceased DE102006014457A1 (de) 2006-03-29 2006-03-29 Verfahren zur thermischen Dehalogenierung von halogenhaltigen Stoffen

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100166623A1 (de)
EP (1) EP1998888A1 (de)
JP (1) JP2009531340A (de)
KR (1) KR20080102410A (de)
CA (1) CA2647477A1 (de)
DE (1) DE102006014457A1 (de)
WO (1) WO2007112776A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2055375A1 (de) * 2007-10-25 2009-05-06 Mitsubishi Materials Corporation Wasserstoffgasausströmende Düse, Reaktionsvorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Trichlorosilan

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201389491Y (zh) * 2009-04-07 2010-01-27 陈文宏 导砂洗砂机

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3325455A (en) * 1963-11-21 1967-06-13 Polymer Corp Method of producing nylon powders
US3323455A (en) * 1965-09-30 1967-06-06 Trojan Powder Co Expansible explosive cartridge
US3700430A (en) * 1969-06-25 1972-10-24 Knapsack Ag Process for the manufacture of potassium
US4268241A (en) * 1978-01-06 1981-05-19 Husky Injection Molding Systems Heated injection nozzle
DE2850271C3 (de) * 1978-11-20 1981-10-01 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Vorrichtung zur intensiven Mischung von Flüssigkeiten
US4552959A (en) * 1982-05-18 1985-11-12 Ciba Geigy Ag Process for producing a suspension of cyanuric chloride in water
SE448173B (sv) * 1985-06-03 1987-01-26 Croon Inventor Ab Forfarande for utvinning av kemikalier fran cellulosaavlut genom pyrolys
US4950309A (en) * 1987-10-07 1990-08-21 Dynecology Incorporated Process for the conversion of toxic organic substances to useful products
SE467483B (sv) * 1989-11-24 1992-07-27 Ips Interproject Service Ab Foerfarande foer destruktion av halogenhaltiga substanser
US5324341A (en) * 1992-05-05 1994-06-28 Molten Metal Technology, Inc. Method for chemically reducing metals in waste compositions
CA2157776C (en) * 1993-03-08 2006-06-06 Terry Randolph Galloway Method and system for steam-reforming of liquid or slurry feed materials
US5491279A (en) * 1993-04-02 1996-02-13 Molten Metal Technology, Inc. Method for top-charging solid waste into a molten metal bath
FR2735213B1 (fr) * 1995-06-12 1997-07-11 Kodak Pathe Procede et dispositif de destruction par incineration de gaz de reaction
JP3494797B2 (ja) * 1996-03-29 2004-02-09 株式会社東芝 水蒸気プラズマによる有機ハロゲン化合物の分解装置
US6039470A (en) * 1997-03-24 2000-03-21 Conwell; Allyn B. Particulate mixing system
JP2001314747A (ja) * 2000-05-09 2001-11-13 Babcock Hitachi Kk 油中不純物分解装置
JP3490671B2 (ja) * 2000-08-22 2004-01-26 日建エンジニアリング株式会社 ハロゲン含有プラスチックを含むプラスチック廃棄物の処理方法及び装置
JP3723102B2 (ja) * 2001-07-23 2005-12-07 健 神佐 有機ハロゲン化合物の分解処理装置
DE10234837A1 (de) * 2002-07-31 2004-02-19 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Verfahren zur Behandlung halogenhaltiger Abfallstoffe
JP2004067971A (ja) * 2002-08-09 2004-03-04 Jfe Steel Kk ハロゲン化炭化水素含有低嵩密度プラスチックの処理方法および処理装置
JP4348609B2 (ja) * 2003-09-11 2009-10-21 株式会社ティラド 熱分解装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2055375A1 (de) * 2007-10-25 2009-05-06 Mitsubishi Materials Corporation Wasserstoffgasausströmende Düse, Reaktionsvorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Trichlorosilan
US8486339B2 (en) 2007-10-25 2013-07-16 Mitsubishi Materials Corporation Hydrogen chloride gas ejecting nozzle, reaction apparatus for producing trichlorosilane and method for producing trichlorosilane
US8974760B2 (en) 2007-10-25 2015-03-10 Mitsubishi Materials Corporation Hydrogen chloride gas ejecting nozzle, reaction apparatus for producing trichlorosilane and method for producing trichlorosilane

Also Published As

Publication number Publication date
US20100166623A1 (en) 2010-07-01
KR20080102410A (ko) 2008-11-25
WO2007112776A1 (de) 2007-10-11
CA2647477A1 (en) 2007-10-11
JP2009531340A (ja) 2009-09-03
EP1998888A1 (de) 2008-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2101974B1 (de) Verfahren zur vorbehandlung, aufarbeitung bzw. recyclierung von thermoplastischem kunststoffmaterial
US4108730A (en) Method for treatment of rubber and plastic wastes
EP2525953B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung und entgiftung
EP2705117B1 (de) Verfahren zur energieeffizienten aufbereitung sekundärer lagerstätten
DE69532712T2 (de) Methode zur kontinuierlichen verflüssigung von plastikabfällen
EP2742113A1 (de) Modulierbares universalverfahren zur herstellung von syntheseprodukten
EP0462317B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Fällen von Polymeren
EP2210727A2 (de) Verfahren zur Granulierung von Kunststoffen
DE102006014457A1 (de) Verfahren zur thermischen Dehalogenierung von halogenhaltigen Stoffen
DE4344311A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Depolymerisation von Kunststoffen
DE4017089C2 (de)
DE10037229B4 (de) Verfahren zur Herstellung von hochmolekularen Wachsen aus Polyolefinen
WO2006060928A2 (de) Vertropfungsanlage
AT508655B1 (de) Verfahren zur aufbereitung und entgiftung
DE10217165B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von organischen Stoffen
DE4329435C1 (de) Verfahren zur rohstofflichen Verwertung von Altkunststoffen oder Altkunststoffgemischen
EP0554761A1 (de) Verfahren zum Recycling von Polymerwerkstoffen
EP4151704A1 (de) Verfahren zur reinigung eines synthetischen rohölstroms
EP0662503A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung flüssiger Kohlenwasserstoffe aus Kunststoffabfall unterschiedlicher Zusammensetzung
EP3178906A1 (de) Verfahren zur rückgewinnung von russ aus elastomeren
DE4329436C1 (de) Verfahren zur Herstellung von Synthesegas aus Erdölrückständen und Altkunststoff oder Altkunststoffgemischen
BE1029920B1 (de) Verfahren zur Entleerung eines Lösungsmittel-Regenerierungs-Behälters sowie Vorrichtung
WO2021148433A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur änderung des flüssigen oder festen aggregatszustandes eines ausgangsmaterials in einen gasförmigen aggregatszustand
EP4345147A1 (de) Kontinuierliches verfahren zur sekundärressourcengewinnung aus organische verbindungen enthaltenden abfällen durch verölung
DE852885C (de) Verfahren zur katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffoelen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: KARLSRUHER INSTITUT FUER TECHNOLOGIE, 76131 KA, DE

8181 Inventor (new situation)

Inventor name: KOCH, WOLFGANG, 76133 KARLSRUHE, DE

Inventor name: SEIFERT, HELMUT, PROF. DR., 67069 LUDWIGSHAFEN, DE

Inventor name: HORNUNG, ANDREAS, DR., 76135 KARLSRUHE, DE

R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANG, DE

Free format text: FORMER OWNER: KARLSRUHER INSTITUT FUER TECHNOLOGIE, 76131 KARLSRUHE, DE

R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R006 Appeal filed
R008 Case pending at federal patent court
R003 Refusal decision now final
R011 All appeals rejected, refused or otherwise settled