DE3813613A1 - Verfahren zum pyrolysieren von halogenhaltigen, toxischen kohlenwasserstoffverbindungen - Google Patents

Verfahren zum pyrolysieren von halogenhaltigen, toxischen kohlenwasserstoffverbindungen

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DE3813613A1
DE3813613A1 DE19883813613 DE3813613A DE3813613A1 DE 3813613 A1 DE3813613 A1 DE 3813613A1 DE 19883813613 DE19883813613 DE 19883813613 DE 3813613 A DE3813613 A DE 3813613A DE 3813613 A1 DE3813613 A1 DE 3813613A1
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Description

TECHNISCHES GEBIET
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Verfahren zum Pyrolysieren von halogenhaltigen, toxischen Kohlenwasserstoff­ verbindungen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
TECHNISCHES GEBIET
Halogenhaltige, toxische Substanzen, wie z.B. chlorierte Kohlen­ wasserstoffverbindungen werden üblicherweise durch Einbringen in ein reaktives, beispielsweise Natrium enthaltendes, aufge­ heiztes Schmelzbad pyrolytisch zersetzt und die dabei frei­ werdenden Halogene chemisch gebunden. Hierbei mußte bisher verhältnismäßig viel Energie aufgewendet werden.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung, wie sie in Patentanspruch 1 definiert ist, liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Pyrolysie­ ren von halogenhaltigen, toxischen Kohlenwasserstoffverbindungen zu schaffen, welches nur eine geringe Prozeßenergie benötigt und bei dem zudem die Bildung physiologisch bedenklicher, flüch­ tiger Reaktionsprodukte weitgehend ausgeschlossen ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die in das Verfahren hineingesteckte Prozeßenergie nahezu vollständig aus den Reaktionsprodukten zurückgewonnen werden kann. Zudem entfallen aufwendige Sicherheitsvorkehrungen, da bei einem unvorgesehenen Zutritt von Luft das verwendete Schmelzbad nicht sehr reaktiv ist. Eine aufwendige Rauchgas­ reinigung ist nicht erforderlich, da die anfallenden flüchtigen Reaktionsprodukte unter Bildung von Prozeßwärme zu physiolo­ gisch unbedenklichen Endprodukten umgesetzt werden. Darüber hinaus können auch unzerkleinerte feste Ausgangsstoffe problem­ los selbst in kleineren Schmelzbädern pyrolysiert werden und lassen sich die hierbei entstehenden Pyrolyseprodukte einfach in gut nutzbare Ausgangsprodukte trennen.
WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt die einzige Figur eine Prinzipskizze einer zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen Vorrichtung.
Die in der Figur dargestellte Vorrichtung enthält ein hoch­ temperaturbeständiges, vorzugsweise keramisches Reaktionsgefäß 1, dessen Boden von einem Brenner 2 aufgeheizt ist und in dessen Deckel eine gasdichte Schleuse 3 angeordnet ist, durch welche unter Luftabschluß zu entsorgendes Pyrolysegut 4 mit halogenhaltigen Kohlenwasserstoffverbindungen in gasförmiger, flüssiger und/oder fester Form ins Innere des Reaktionsgefäßes 1 eingegeben wird. Durch eine Gehäuseöffnung 5 kann aus einem Behälter 6 zumindest zeitweise, z.B. beim Anfahren der Anlage, Schutzgas, wie etwa Argon unter Atmosphärendruck, zugeführt werden. Im Inneren des Reaktionsgefäßes 1 befindet sich ein vom Brenner 2 auf ca. 1000°C aufgeheiztes Sodaschmelzbad 7, auf dessen Oberfläche Anteile des Pyrolysegutes 4 mit einer Dichte kleiner 1,5 g/cm3 schwimmen. Anteile des Pyrolysegutes 4 mit höherer Dichte sinken auf den Boden des Sodaschmelzbades. Bei der gewählten Schmelzbadtemperatur von ca. 1000°C setzen sich im Pyrolysegut 4 enthaltene Kohlenwasserstoffverbindungen überwiegend in Natriumoxid, Kohlenmonoxid und Wasserstoff um, während der Halogenanteil des Pyrolysegutes mit der äußerst alkalischen Schmelze unter Bildung von hauptsächlich Natrium­ halogeniden reagiert.
Das als gasförmiges Reaktionsprodukt gebildete, Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltende Gasgemisch 8 wird durch eine Gehäuse­ öffnung 9 aus dem Reaktionsgefäß 1 entfernt und zu Heizzwecken dem Brenner 2 zugeführt. Da das Halogen als Salz im Sodaschmelz­ bad 7 gelöst verbleibt, ist das durch die Gehäuseöffnung 9 abgehende Gasgemisch 8 praktisch halogenfrei, so daß die vom Brenner 2 ausgestoßenen Abgase nicht mehr gereinigt werden müssen. Falls erforderlich können jedoch gegebenenfalls auftre­ tende Halogenreste durch einen im Strömungsweg des Gasgemisches 8 vorgesehenen und zwischen Gehäuseöffnung 9 und Brenner 2 angeordneten Hochtemperaturwäscher 10 gebunden werden. Ein solcher Hochtemperaturwäscher 10 kann etwa mit geschmolzenem Natriumhydroxid (Schmelzpunkt bei ca. 318°C) arbeiten. Natrium­ hydroxid entsteht bei der Pyrolyse als Nebenprodukt im Soda­ schmelzbad 7 und kann mit dem Gasgemisch 8 in den Hochtempera­ turwäscher 10 überdestilliert werden (Siedepunkt Natriumhydro­ xid bei Atmosphärendruck ca. 1390°C). Der Hochtemperaturwäscher 10 sollte auf einer Temperatur gehalten werden, die deutlich unterhalb der Temperatur des Sodaschmelzbades 7 liegt. Neben dem als flüchtigen Pyrolyseprodukt anfallenden Gasgemisch 8 wird die Heizenergie für das Sodaschmelzbad 7, insbesondere in dessen Aufheizphase, noch aus einer zusätzlichen Heizquelle 11 bereitgestellt.
Diejenigen Anteile des Pyrolysegutes 4, die sich nicht zu gasförmigen Produkten zersetzen oder zu Natriumhalogenid um­ setzen, wie beispielsweise Silicate, sinken zum Teil als Sumpf 12 auf den Boden des Reaktionsgefäßes 1 oder lösen sich, wie die Natriumhalogenide, zum Teil im Sodaschmelzbad 7 auf. Die im Sumpf 12 enthaltenen Bestandteile können durch eine Gehäuseöffnung 13 im Reaktionsgefäß 1 abgezogen werden. Die im Sodaschmelzbad 7 gelösten Bestandteile, vor allem die Natri­ umhalogenide und in kleineren Mengen die als Halogenide gelösten Schwermetalle, können während der Pyrolyse durch kontinuierliche oder diskontinuierliche Entnahme von Teilen des Sodaschmelzbades 7 aus dem Reaktionsgefäß 1 entfernt werden. Die Natriumhaloge­ nide können aus dem entnommenen Anteil des Sodaschmelzbades durch Auskristallisieren abgeschieden werden. Dazu muß der entnommene Teil des Sodaschmelzbades auf eine Temperatur unter­ halb der Sättigungskurve der Lösung der (durch die Pyrolyse gebildeten) Natriumhalogenide in Soda abgekühlt werden, d.h. auf ca. 700 bis 800°C.
Die Schwermetalle lassen sich am Ende einer Betriebsphase des Sodaschmelzbades 7 abtrennen, indem durch Wasserzugabe zum abgekühlten Sodaschmelzbad Natronlauge gebildet und diese in den Hochtemperaturwäscher 10 überdestilliert wird. Im Reak­ tionsbehälter 1 verbleiben dann als Sumpf nichtflüchtige Schwer­ metallsalze in einer für die Weiterverarbeitung, etwa durch Fällung oder Elektrolyse, geeigneten Form.
Die im Gasgemisch 8 enthaltene Wärme, kann über einen in der Figur nicht dargestellten Wärmeaustauscher dazu benutzt werden, um die dem Brenner 2 zugeführte Verbrennungsluft 14 vorzuheizen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Pyrolysieren halogenhaltiger Kohlenwasser­ stoffverbindungen, welche in ein von einem Brenner (2) erhitztes Sodaschmelzbad (7) eingebracht und in der Soda­ schmelze unter Bildung von Reaktionsprodukten pyrolytisch zersetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlen­ wasserstoffverbindungen unter Luftabschluß in das Soda­ schmelzbad eingebracht werden, und daß beim Pyrolysie­ ren als Reaktionsprodukt gebildetes Gas dem Brenner (2) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas vorwiegend ein Gemisch (8) aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthält.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gas durch einen Hochtemperaturwäscher (10) geleitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochtemperaturwäscher (10) geschmolzenes Natriumhydro­ xid enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumhydroxid im Sodaschmelzbad (7) gebildet und mit dem Gas in den Hochtemperaturwäscher (10) überdestil­ liert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Teil der Sodaschmelze während des Pyro­ lysierens dem Sodaschmelzbad (7) entnommen wird, und daß während des Pyrolysierens gebildetes Natriumhalogenid aus­ kristallisiert wird, indem der entnommene Teil der Schmelze auf eine Temperatur abgekühlt wird, welche unterhalb der Temperatur der Sättigungskurve einer Lösung des gebildeten Natriumhalogenids in der Schmelze liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sodaschmelzbad (7) nach einem Pyrolyse­ vorgang abgekühlt wird, daß das noch im Schmelzbad befind­ liche Soda in Wasser gelöst wird, und daß ein hierbei gebildeter, gegebenenfalls Schwermetallsalz enthaltender Sumpf von der Lösung getrennt wird.
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