DE4038896A1 - Method for using organic wastes contg. macromolecules - Google Patents

Method for using organic wastes contg. macromolecules

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Abstract

(+21.9.90,6.12.90(2), 21.9.90,19.12.90, 6.3.91-DE-029880,038896/7, 029879,040672,107046). Macromolecules contg. organic -wastes are utilised by decomposing by warming to more than 150 deg.C, pref. under pressure or by shearing to liq. and gaseous components which can then be utilised. An appts. for carrying out the process comprises a melt vessel with a grate and a collecting vessel underneath for collecting the melt. It also has a pump and a means to treat the liq. and gaseous components further, pref. a mixing chamber.

Description

Mit dem Versiegen der Deponiekapazitäten entsteht in allen zivilisierten Ländern zunehmend ein Engpaß bei der Entsor­ gung der Abfälle aus Hausmüll, Shreddermüll und anderem. Als Ausweg wird sich für die Zukunft vermehrt die Müllverbren­ nung anbieten. Dabei werden allerdings solche Kunststoffab­ fälle aus Konsumgütern, wie der Verpackung und technische Artikel des täglichen Gebrauchs, die bei der Verbrennung toxische Abgaskomponenten bilden, zunehmend als Belastung empfunden. Der Kunststoff Polyvinylchlorid (PVC) ist gerade­ zu zu einem Synonym für diesen Notstand geworden, da es sich hierbei um einen außerordentlich weit verbreiteten Massen­ kunststoff handelt, auf den man so gut wie nicht verzichten kann.With the drying up of landfill capacities arises in everyone civilized countries are increasingly a bottleneck in disposal waste from household waste, shredder waste and others. As The way out will be increasingly garbage scorching for the future offer. However, such plastics are cases from consumer goods, such as packaging and technical Articles of daily use, when burning form toxic exhaust gas components, increasingly as a burden felt. The plastic polyvinyl chloride (PVC) is straight has become a synonym for this emergency as it is an extraordinarily widespread mass plastic that you can hardly do without can.

Über die technischen Möglichkeiten zur Verwertung von PVC- Abfällen hat PALMEN /1/ veröffentlicht.About the technical possibilities for recycling PVC Waste has published PALMS / 1 /.

Dabei wurden die Möglichkeiten einer Wiederverwertung und Wiedergewinnung des im PVC mit ca. 50% enthaltenen HCl (Salzsäure) aus den Rauchgasen der Müllverbrennung darge­ stellt.The possibilities of recycling and Recovery of the HCl contained in PVC with approx. 50% (Hydrochloric acid) from the flue gases of waste incineration poses.

Von der BASF /2/ wird ein Verfahren betrieben, bei dem chlo­ rierte Kohlenwasserstoffe und Rest aus der PVC-Produktion mit reinem Sauerstoff unter hohem Druck bei 2000°C ver­ brannt werden. Dabei wird Dampf erzeugt und Salzsäure zu­ rückgewonnen.A process is operated by BASF / 2 / in which chlo hydrocarbons and the rest from PVC production with pure oxygen under high pressure at 2000 ° C be burned. This creates steam and hydrochloric acid recovered.

Bei der Müllverbrennung traten zu Beginn in den der Ver­ brennung nachgeschalteten Aggregaten - hauptsächlich im Ab­ hitzekessel - starke Korrosionsschäden durch Salzsäure auf, die vorzugsweise aus dem im Hausmüll enthaltenen PVC stamm­ te. Diese Schwierigkeiten sind inzwischen mit erheblichem technischen Aufwand überwunden worden /3/.When it came to waste incineration, the Ver combustion downstream units - mainly in the Ab heat boilers - severe corrosion damage due to hydrochloric acid,  preferably from the PVC contained in household waste te. These difficulties are now significant technical effort has been overcome / 3 /.

Noch nicht überwunden sind jedoch die Beschuldigungen, wo­ nach die in Abgasen von Müllverbrennungen enthaltenen Dioxine durch den Chlorgehalt der zur Verbrennung kommenden Abfälle verursacht wird. PVC ist nachweislich mit 50% an dem in die Verbrennungsanlagen eingetragenen Chlor beteiligt. Insbeson­ dere hieraus rühren die nicht verstummenden Forderungen, PVC zu verbieten.However, the accusations of where have not yet been overcome after the dioxins contained in waste gases from waste incineration through the chlorine content of the waste that is incinerated is caused. PVC is proven to be 50% of that in the Incinerators involved in registered chlorine. In particular This is where the non-silent demands, PVC come from to disallow.

Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, Abfälle aus diesem Kunststoff nicht nur zu beseitigen, son­ dern auch einer nützlichen Weiterverwendung zuzuführen. Die­ ser Absicht kann sehr zustatten kommen, daß PVC ein für Kunststoffe relativ großes spezifisches Gewicht besitzt und sich somit durch Flotation, beispielsweise mit einem Hydro­ zyklon, leicht von den anderen, als wertvoller empfundenen Kunststoffabfällen abtrennen läßt.The present invention therefore has the task of Not only to dispose of waste from this plastic, son also to make it useful for further use. The This intention can very well make PVC a one for Plastics has a relatively large specific weight and thus by flotation, for example with a hydro cyclone, easily recognized by others as more valuable Plastic waste can be separated.

Das neuartige Verfahren vermeidet die bisherigen Schwierig­ keiten, die auf dem Chlorgehalt des PVC beruhen. Es macht zudem Vorschläge, wie der Chloranteil bzw. Chlorgehalt des PVC sinnvoll genutzt werden kann, indem es gereinigte oder ungereinigte PVC-Abfälle oder auch in höheren Mengen PVC enthaltende Kunststoffabfälle als Chlorquelle, beispielswei­ se in der Metallurgie, zu verwenden gestattet.The new method avoids the previous difficulties based on the chlorine content of PVC. It does also suggestions on how the chlorine content or chlorine content of PVC can be used meaningfully by being cleaned or unpurified PVC waste or PVC in larger quantities containing plastic waste as a chlorine source, for example se used in metallurgy.

So werden z. B. erhebliche Mengen Chlor dazu benutzt, um chlorhaltige Chemikalien herzustellen. Eine der bekanntesten dieser Art ist der Chlorkalk.So z. B. used significant amounts of chlorine to to produce chlorine-containing chemicals. One of the best known this is the type of chlorine lime.

In der Metallurgie existieren eine Reihe von Verfahren, bei denen Chlor zur Metallgewinnung oder Metallreinigung verwen­ det wird. Beispielsweise ist hier an die Röstung von Kupfer­ erzen /4/, die Chlorierung des Magnesiumoxids /5/, Aufarbei­ ten von Altaluminium /6/, Herstellung von Titan und die Ent­ zinnung von Weißblechen /7/ und anderes gedacht.A number of processes exist in metallurgy, at which use chlorine for metal extraction or metal cleaning det. For example, here is the roasting of copper ores / 4 /, chlorination of magnesium oxide / 5 /, refurbishment  of aluminum / 6 /, production of titanium and the ent tinplate / 7 / and other thought.

In allen diesen Prozessen geht man von Chlor aus, das bezo­ gen wird und teilweise im Kreislauf arbeitet, sich jedoch verbraucht, so daß es ständig ergänzt werden muß.In all of these processes, chlorine is assumed gene and works partly in a cycle, but itself used up, so that it has to be constantly updated.

Es ist bekannt, daß PVC bereits bei relativ niedrigen Tempe­ raturen von ca. 100°C beginnt, Chlor und Wasserstoff abzu­ spalten, so daß eine Salzsäure in statu nascendi entsteht. Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß trotz der so­ genannten Stabilisierung des PVC oberhalb 200°C - und ins­ besondere 250°C - eine sehr schnelle und vollständige Ab­ spaltung des Chlors stattfindet. Diese ist praktisch bei 300°C und üblichen Verweilzeiten im Bereich einiger Minuten abgeschlossen. Es zeigt sich ferner, wenn diese Wärmebehand­ lung unter weitgehendem Luftabschluß stattfindet, daß nur diese Spaltung an den Polymeren stattfindet, so daß Salzsäu­ re praktisch alleine in den entstehenden Gasen vertreten ist. Zudem nimmt die Spaltung oberhalb von 200°C bis 250°C größere Geschwindigkeit an, so daß es sich erübrigt, die PVC-Abfälle in stärkerem Umfang zerkleinern zu müssen; viel­ fach können sie unzerkleinert eingesetzt werden.It is known that PVC is already at a relatively low temperature temperatures of approx. 100 ° C begins to release chlorine and hydrogen split so that hydrochloric acid is formed in statu nascendi. Surprisingly, it has now been shown that despite the so stabilization of PVC above 200 ° C - and ins special 250 ° C - a very fast and complete ab cleavage of the chlorine takes place. This is useful for 300 ° C and usual residence times in the range of a few minutes completed. It also shows up when this heat treatment development with extensive exclusion of air takes place that only this cleavage takes place on the polymers, so that hydrochloric acid re represented practically alone in the gases being generated is. In addition, the cleavage increases above 200 ° C to 250 ° C greater speed so that there is no need for the Having to shred PVC waste to a greater extent; a lot they can be used uncrushed.

Als Reste bleiben Diene übrig, die bei höheren Temperaturen dann vollends zersetzt bzw. verbrannt werden können.Dienes remain as residues, those at higher temperatures then can be completely decomposed or burned.

Das neuartige Verfahren wird wie folgt beschrieben:The new method is described as follows:

Abfälle aus Kunststoffen, in denen PVC-Abfälle enthalten sind, können entweder ungereinigt oder nach einem der be­ kannten Verfahren, z. B. auf Schwerkraft beruhend, sortiert eingesetzt werden. Falls erforderlich, kann das so gewonnene Produkt noch durch Waschen von anhaftendem Schmutz befreit werden. Plastic waste containing PVC waste are either unpurified or according to one of the be known methods, e.g. B. based on gravity, sorted be used. If necessary, the so obtained Adhesive dirt is removed from the product by washing will.  

Eine Zerkleinerung muß nur insoweit vorgenommen werden, wie sie für die Aufbereitung für den Prozeß notwendig ist. Der aufbereitete PVC-Abfall kann nun in folgender Weise für die durchzuführenden Reaktionen weiter verwendet werden:Comminution only has to be carried out to the extent that it is necessary for the preparation for the process. The Treated PVC waste can now be used in the following way reactions to be carried out:

  • 1. Der PVC-Abfall wird in einer geeigneten, bekannten Vor­ richtung, z. B. einem Extruder, granuliert oder durch Aufschmelzen und Verdüsen pulverisiert.
    Das PVC-Granulat und/oder -Pulver wird nun den Metalle und/oder Metallverbindungen enthaltenden Stoffen zu­ sätzlich zu den sonst üblichen Zusatzstoffen oder auch allein zugemischt und im Verlauf der üblichen Prozesse zur Reaktion gebracht.
    Das bei der Zersetzung mit steigender Temperatur frei­ werdende Chlor reagiert wie das sonst in Form von ande­ ren chlorhaltigen Stoffen zugesetzte Chlor oder wie gasförmiges Cl2.
    Die Kohlenwasserstoffe des PVC dienen als Reduktions­ mittel und können deshalb den sonst üblicherweise zu­ gesetzten Kohlenstoff ganz oder teilweise ersetzen.
    Die Zugabe der Granalien und/oder des Pulvers erfolgt durch einfaches Zumischen oder aber die Mischung von PVC und metall- und/oder metallverbindungshaltigen Stoffen wird erwärmt und durch das frühzeitig erwei­ chende PVC werden Pellets oder ähnliches erzeugt.
    1. The PVC waste is in a suitable, known device, for. B. an extruder, granulated or pulverized by melting and atomizing.
    The PVC granulate and / or powder is now added to the substances containing metals and / or metal compounds in addition to the otherwise customary additives or else alone and reacted in the course of the usual processes.
    The chlorine released during the decomposition with increasing temperature reacts like the chlorine added in the form of other chlorine-containing substances or like gaseous Cl 2 .
    The hydrocarbons of PVC serve as a reducing agent and can therefore replace all or part of the carbon that is usually added.
    The granules and / or the powder are added by simple admixing, or the mixture of PVC and substances containing metal and / or metal compounds is heated, and pellets or the like are produced by the early softening PVC.
  • 2. PVC-Abfälle, die z. B. durch die mechanische Aufberei­ tung eine passende Korngröße haben, können den Stoffen, die Metalle oder ihre Verbindungen enthalten, auch ohne vorherige Granulierung oder Pulverisierung zugesetzt werden.
    Als Beispiel für Fall 1 oder 2 sei die Erzeugung von Titantetrachlorid genannt. Üblicherweise wird TiO2 oder Rutil mit Koks und Teer gemischt, vergast und calci­ niert. Anschließend wird, z. B. im Schachtofen oder Wir­ belbett, bei 800°C chloriert.
    Hier wird ein Teil von Koks und Teer durch die Kohlen­ wasserstoffe von PVC-Abfällen in Form von Schnitzel und/oder Granalien und/oder Pulver ersetzt und die Chlorierung wie sonst üblich - unter ganz oder teil­ weisem Fortfall des sonst üblichen Chlorgases - bei erhöhter Temperatur durchgeführt.
    2. PVC waste, e.g. B. have a suitable grain size by mechanical processing, the substances containing metals or their compounds can also be added without prior granulation or pulverization.
    The production of titanium tetrachloride may be mentioned as an example for case 1 or 2. Usually TiO 2 or rutile is mixed with coke and tar, gasified and calcined. Then, for. B. in the shaft furnace or We bed, chlorinated at 800 ° C.
    Here, part of coke and tar is replaced by the hydrocarbons of PVC waste in the form of chips and / or granules and / or powder and the chlorination as usual - with all or part of the usual chlorine gas being eliminated - at elevated temperature carried out.
  • 3. Zur Raffination flüssiger Metalle werden PVC-Abfälle als Schnitzel und/oder Granulat und/oder Pulver mit Hilfe von Lanzen oder Düsen in das flüssige Metall ge­ preßt, wobei durch das freigesetzte Chlor bestimmte Metalle bevorzugt gebunden und als Salz aus der Metall­ schmelze entfernt werden können.
    Als Beispiel sei die Zinnentfernung aus einer Blei­ schmelze genannt.
    3. For refining liquid metals, PVC waste is pressed as chips and / or granules and / or powder into the liquid metal with the aid of lances or nozzles, certain metals preferably being bound by the released chlorine and removed as a salt from the metal melt can be.
    Tin removal from a lead melt is an example.
  • 4. PVC-Abfälle können ohne vorherige Zerkleinerung in einer geeigneten Vorrichtung, z. B. einem Drehrohrofen, entsprechend der oben empfohlenen Weise vergast werden, und das entstandene Gas wird in einen Reaktionsraum eingeleitet, wo es mit den metall- oder metallverbin­ dungshaltigen Stoffen zur Reaktion gebracht wird.4. PVC waste can be shredded in without first a suitable device, e.g. B. a rotary kiln, be gassed in the manner recommended above, and the resulting gas is in a reaction space initiated where it with the metal or metal joint substances containing a reaction.
  • 5. Es ist jedoch auch möglich, diesen Prozeß dazu zu be­ nutzen, Kunststoffabfälle - die auch gemischt sein kön­ nen - für den weiteren Prozeß von diesen störenden Chloranteilen zu befreien. In diesem Fall kann auf eine Separierung ganz verzichtet werden; man erwärmt ledig­ lich den unbehandelten oder vorbehandelten Abfall in der oben beschriebenen Weise mit einer ausreichenden Verweilzeit, wobei das abdampfende Chlor dann in einer Wäsche oder mittels Durchleiten der Abgase durch ein geeignetes Agens gebunden wird. In diesem Fall muß die Wärmebehandlung nicht notwendigerweise in einer beson­ deren Atmosphäre durchgeführt werden.5. However, it is also possible to use this process use, plastic waste - which can also be mixed nen - for the further process of these disruptive Free chlorine. In this case, a Separation can be dispensed with entirely; one warms up single Lich the untreated or pretreated waste in the manner described above with sufficient Residence time, the evaporating chlorine then in one  Laundry or by passing the exhaust gases through a suitable agent is bound. In this case, the Heat treatment not necessarily in a particular whose atmosphere are carried out.

[1] Palmen, H. J., Technische Möglichkeiten zur Verwertung und Vermeidung von PVC-Abfällen, Abfallwirtschaftsjournal 1 (1989); Nr. 3;
[2] N. N., Hausmitteilungen der BASF, 1989;
[3] Paczkowski, K. V., Kessel für Müllverbrennungsanlagen, Recycling Berlin ′79, S. 420, in: E. Freitag, Verlag für Umwelttechnik, Berlin;
[4] Winnacker, K., Küchler, L., Chemische Technologie, Band V - Metallurgie, C. Hanser Verlag, München 1961, S. 326-328;
[5] Winnacker, K., Küchler, L., Chemische Technologie, Band 5 - Metallurgie, C. Hanser Verlag, München 1961, S. 123-124;
[6] Winnacker, K., Küchler, L., Chemische Technologie, Band 5 - Metallurgie, C. Hanser Verlag, München 1961, S. 192;
[7] Winnacker, K., Küchler, L., Chemische Technologie, Band 5 - Metallurgie, C. Hanser Verlag, München 1961, S. 303.
[1] Palmen, HJ, technical options for recycling and avoiding PVC waste, waste management journal 1 (1989); No. 3;
[2] NN, house announcements from BASF, 1989;
[3] Paczkowski, KV, boiler for waste incineration plants, recycling Berlin ′79, p. 420, in: E. Freitag, publishing house for environmental technology, Berlin;
[4] Winnacker, K., Küchler, L., Chemical Technology, Volume V - Metallurgy, C. Hanser Verlag, Munich 1961, pp. 326-328;
[5] Winnacker, K., Küchler, L., Chemical Technology, Volume 5 - Metallurgy, C. Hanser Verlag, Munich 1961, pp. 123-124;
[6] Winnacker, K., Küchler, L., Chemical Technology, Volume 5 - Metallurgy, C. Hanser Verlag, Munich 1961, p. 192;
[7] Winnacker, K., Küchler, L., Chemical Technology, Volume 5 - Metallurgy, C. Hanser Verlag, Munich 1961, p. 303.

Claims (9)

1. Verfahren zur Verwertung von PVC-Abfällen, dadurch gekennzeichnet, daß der Chlorinhalt des PVC zu metallurgischen Reaktionen verwendet wird.1. A process for recycling PVC waste, characterized in that the chlorine content of the PVC is used for metallurgical reactions. 2. Verfahren zur Verwertung von PVC-Abfällen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoffinhalt des PVC zu metallurgischen Reaktionen verwendet wird.2. Process for recycling PVC waste, characterized in that that the hydrocarbon content of PVC becomes metallurgical Reactions is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß PVC-Abfälle - sortiert oder mechanisch aufbereitet - als Schnitzel und/oder Granulat und/oder Pulver den metall- und/oder metallverbindungshaltigen Stoffen zum vollständigen oder teilweisen Ersatz von kohlenstoff- und chlorhaltigen Stoffen zugemischt und dann in den üblichen metallurgischen Verfahren umgesetzt werden.3. The method according to claim 1. and 2., characterized in that that PVC waste - sorted or mechanically processed - as Schnitzel and / or granulate and / or powder the metal and / or substances containing metal compounds for complete or partial replacement of carbon and chlorine Substances mixed in and then in the usual metallurgical Procedures are implemented. 4. Verfahren nach Anspruch 1. bis 3., dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus PVC-Abfällen, metall- und/oder metall­ verbindungshaltigen Stoffen und sonstigen gegebenenfalls erforderlichen Zuschlagstoffen erwärmt wird und durch die Plastifizierung der PVC-Abfälle Pellets oder ähnliches er­ zeugt werden.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the mixture of PVC waste, metal and / or metal substances containing compounds and other if necessary required additives is heated and by the Plasticization of PVC waste pellets or the like be fathered. 5. Verfahren nach Anspruch 1. bis 3., dadurch gekennzeichnet, daß PVC-Abfälle mittels Düsen oder Lanzen in ein flüssiges Metallbad eingebracht und dort zur Entfernung von Verunrei­ nigungen verwendet werden.5. The method according to claim 1 to 3, characterized in that PVC waste into a liquid by means of nozzles or lances Metal bath introduced and there to remove impurities be used. 6. Verfahren nach Anspruch 1. bis 3., dadurch gekennzeichnet, daß PVC-Abfälle als Schnitzel und/oder Granulat und/oder Pulver in Reaktionsräume bei erhöhter Temperatur eingebracht werden, um dort mit metall- oder metallverbindungshaltigen Stoffen zu reagieren. 6. The method according to claim 1 to 3, characterized in that that PVC waste as chips and / or granules and / or Powder introduced into reaction rooms at elevated temperature to be there with metal or metal compounds React substances.   7. Verfahren nach Anspruch 1. bis 3., dadurch gekennzeichnet, daß PVC-Abfälle in einer geeigneten Vorrichtung vergast und als Gas mit metall- oder metallverbindungshaltigen Stoffen zur Reaktion gebracht werden.7. The method according to claim 1 to 3, characterized in that PVC waste gasified in a suitable device and as a gas with substances containing metal or metal compounds to be reacted. 8. Verfahren zur Behandlung von PVC oder andere chlorhaltige Agenzien enthaltende oder nur oder fast nur PVC enthaltende Kunststoffabfälle, dadurch besonders gekennzeichnet, daß sie - zerkleinert oder unzerkleinert - in Luft oder inerter Atmosphäre oder unter Luftabschluß - direkt oder indirekt beheizt - in einem Zeitraum von 10 Sekunden bis 10 Minuten bei einer Temperatur von 150°C bis 300°C, bevorzugt bei 250°C bis 300°C, zur Abspaltung der Chloride behandelt werden.8. Process for the treatment of PVC or other chlorine-containing Agents containing or only or almost exclusively containing PVC Plastic waste, particularly characterized in that it - crushed or uncrushed - in air or inert Atmosphere or in the absence of air - directly or indirectly heated - in a period of 10 seconds to 10 minutes at a temperature of 150 ° C to 300 ° C, preferably at 250 ° C to 300 ° C, treated to split off the chlorides will. 9. Verfahren nach Anspruch 8., dadurch gekennzeichnet, daß die abgespaltene Salzsäure durch Kondensation oder Auswaschen der bei Wärmebehandlung entstehenden Gase zurückgewonnen oder mit anderen Stoffen zur Reaktion gebracht wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the hydrochloric acid split off by condensation or washing out of the gases generated during heat treatment or reacted with other substances.
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