NL1013558C2

NL1013558C2 - Werkwijze voor de afbraak en de verwijdering van gehalogeneerde en aromatische koolwaterstoffen uit materialen die deze bevatten.

Info

Publication number: NL1013558C2
Application number: NL1013558A
Authority: NL
Inventors: Aldo Bennini
Original assignee: Kiror B V
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2001-05-14
Also published as: PL355748A1; WO2001034245A1; EP1227860A1; CA2391424A1; ZA200203790B; AU1742001A; CN1414872A; EA200200556A1

Description

Werkwijze voor de afbraak en de verwijdering van gehalogeneerde en aromatische koolwaterstoffen uit materialen die deze bevatten.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op het gebied van de verwerking van 5 afVal, zowel met een waterige als met een vaste matrix, dat is verontreinigd met gehalogeneerde en aromatische koolwaterstoffen.

Zoals bekend is moet dergelijk afval volgens de huidige wetgeving op thermische wijze worden vernietigd of kan het daarnaast worden opgenomen in halfvaste materialen en worden gestort op speciaal verschafte stortplaatsen voor gevaarlijk afVai. De 10 laatste techniek, waarvan de veiligheid vanuit het oogpunt van de garantie van stabiliteit in de loop der tijd echter niet voor eens en voor altijd is bewezen, heeft echter het nadeel van de toepassing van stortplaatsen, in het geval toepasbaar voor meer geschikte materialen, en het uitstellen van de natuurlijke omzetting, essentieel voor het vermijden van negatieve effecten voor onze planeet 15 In tegenstelling daarmee vormt de thermische vemietigingstechniek de meest algemeen aangemoedigde oplossing voor een radikale en definitieve eliminatie van het afvalprobleem. Gezien de delicaatheid van de behandeling (de vorming van afbraak-tussenproducten en/of van zeer toxische stoffen) vereist deze techniek echter bijzondere zorg, waarbij complexe fabrieken met zeer hoge kosten dienen te worden toegepast.

20 Derhalve bestaat er op dit specifieke gebied een vraag naar de beschikbaarheid van een eenvoudige en goedkope werkwijze waarmee gehalogeneerde en aromatische koolwaterstoffen, die aanwezig zijn in afVal, kunnen worden omgezet in niet-toxische materialen, zonder daarbij een negatieve invloed op het milieu uit te oefenen.

De onderhavige uitvinding maakt het mogelijk grondig aan deze eis te voldoen, 25 waarbij verder voordelen worden vertoond die hierna worden toegelicht.

Derhalve is het onderwerp van de onderhavige uitvinding een werkwijze voor de afbraak en de verwijdering van gehalogeneerde en aromatische koolwaterstoffen uit materialen die deze bevatten, gekenmerkt doordat men het te behandelen materiaal laat reageren - in een zuur en/of alkalisch milieu, of omgekeerd - met een reagens gekozen 30 uit de groep van zink, ijzer, ijzerdisulfide, ferrosulfide, ferrosulfaat en mengsels daarvan.

De behandeling in een zuur milieu wordt bij voorkeur uitgevoerd bij een pH lager dan 6.

1013558 2

Het zure milieu kan worden verkregen door de toevoeging van een anorgan sch zuur, bij voorkeur gekozen uit de groep van zwavelzuur, zoutzuur en combinaties diar-van.

De behandeling in een alkalisch milieu wordt bij voorkeur uitgevoerd bij een pH 5 hoger dan 8.

Het alkalische milieu kan worden verkregen door de toevoeging van een base van een alkalimetaal of aardalkalimetaal, bij voorkeur gekozen uit de groep van natril ïm-hydroxide (NaOH), kaliumhydroxide (KOH), calciumhydroxide (Ca(OH)2) en combinaties daarvan.

10 De duur van de behandeling in het zure milieu is langer dan een half uur en ligt gewoonlijkt in het traject van 1-1,5 uur. De temperatuur van de behandeling in het jure milieu is hoger dan 0eC en ligt gewoonlijk in het traject van 10-50“C, waarbij kamertemperatuur de voorkeur heeft.

De duur van de behandeling in het alkalische milieu is langer dan een half mr en 15 ligt gewoonlijk in het traject van 1-1,5 uur. De temperatuur van de behandeling in het alkalische milieu is hoger dan 0°C en ligt gewoonlijk in het traject van 10-50°C, waarbij kamertemperatuur de voorkeur heeft IJzerdisulfide kan ijzerdisulfïde zijn dat aanwezig is in het mineraal pyriet.

Het reagens kan worden toegepast in een gedispergeerde vorm die wordt ge-20 mengd met het te behandelen materiaal, of het wordt in een kolom of houder aar gebracht waarin het te behandelen materiaal gedwongen wordt gecirculeerd.

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding geeft naast de expliciet en impliciet hiervoor vermelde voordelen het voordeel van het voorkomen van de vonr ing van nieuwe toxische stoffen en verder worden, daar het geen thermische afbraakwi :rk-25 wijze is, geen nieuwe emissies gevormd, die onder andere zoutzuur en kooldioxide bevatten.

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding kan met voordeel worden oe-gepast bij de behandeling van afval van verschillende oorsprong, waaronder het a val dat hieronder als toelichting wordt weergegeven: 30 - afvalslik van de petrochemische industrie; - afvalslik dat afkomstig is van bedrijfstakken en tertiaire activiteiten wajrbij chlooralkylverbindingen en aromatische chloorverbindingen worden toegepast; - pek en destillatie-afval van gechloreerde oplosmiddelen; 1013558 3 - productie-afVal dat is verontreinigd met polychloordicumaronen, polychloor-dibenzodioxinen, actieve bestanddelen die zijn gemaakt van organische alifatische en aromatische moleculen die chemisch zijn gebonden met halogenen (chloor, broom, jood).

5 Tot nu toe werd slechts een algemene beschrijving van de onderhavige uitvinding gegeven. Met behulp van de onderstaande voorbeelden wordt nu een meer gedetailleerde beschrijving van de uitvoeringsvormen daarvan gegeven, die erop zijn gericht de doelen, kenmerken, voordelen en uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding duidelijker te maken.

10

Voorbeeld I

Een olieachtige emulsie die afkomstig is van een petrochemische fabriek, met een samenstelling zoals hieronder wordt weergegeven in mg/1: 15 trans-1,2-dichloorethyl 0,96 cis-l,2-dichloorethyl 0,81 chloroform 3,60 1.2- dichloorethaan 313,92 20 trichlooretheen 0,16 1.1.2- trichloorethaan 2,40 wordt volgens de uitvinding behandeld met een mengsel van 33,3 gew.% Fe, 16,7% Zn en 50% FeS2 in een verhouding van 3 g mengsel per 100 ml olieachtige emulsie.

25 De waterige fase na behandeling bevat 0,18 mg/1 chloroform en 0,05 mg/1 1,2- dichloorethaan. De vaste fase na behandeling bevat slechts 0,37 mg/1 1,2-dichloorethaan.

Er wordt derhalve waargenomen dat de gechloreerde producten in de waterige fase afnemen van 321,85 mg/1 naar 0,23 mg/1 (met een opbrengst van 99,93%), terwijl 30 de gechloreerde producten in de vaste fase afnemen van 321,85 naar 0,71 mg/1 (met een opbrengst van 99,88%).

1013558 4

Voorbeeld II

Een olieachtige emulsie die afkomstig is van een petrochemische fabriek, met t en samenstelling zoals hieronder wordt weergegeven in mg/1: 5 trans-1,2-dichloorethyl 2,30 chloroform 6,00 1.2- dichloorethaan 470,00 trichlooretheen 0,31 10 1,2,3-trichloorethaan 4,02 perchlooretheen 0,24 o-xyleen 0,43 wordt volgens de uitvinding behandeld met een mengsel van 75 gew.% Fe, 25% Zn in 15 een verhouding van 3 g mengsel per 100 ml olieachtige emulsie.

De waterige fase na behandeling bevat slechts 0,17 mg/1 chloroform en 0,13 m 5/1 1.2- dichloorethaan. De vaste fase na behandeling bevat slechts 0,31 mg/1 chloroform en 0,25 mg/11,2-dichloorethaan.

Derhalve wordt waargenomen dat de gechloreerde en aromatische producten in 20 de waterige fase afnemen van 482,87 naar 0,30 (met een opbrengst van 99,94%) respectievelijk 0,43 naar 0,00 mg/1 (met een opbrengst van 100%), terwijl de gechloreerde en aromatische producten in de vaste fase ainemen van 482,87 mg/1 naar 0,56 mj/l (met een opbrengst van 99,88%) respectievelijk 0,43 mg/1 naar 0,00 mg/1 (met een opbrengst van 100%).

25

Voorbeeld ΙΠ

Een in een laboratorium met water en vaste slib (ongeveer 70%) bereid kunstmatig mengsel met de onderstaande samenstelling in mg/1: 30 1.2- dichloorethaan 729,94 benzeen 370,90 trichlooretheen 825,47 1013558 5 tolueen 698,08 perchlooretheen 1358,27 o-xyleen 854,04 5 wordt volgens de uitvinding behandeld met een mengsel van 25 gew.% FeSC>4 en 75% FeS2 in een verhouding van 3 g mengsel per 100 ml van het te behandelen kunstmatige mengsel.

De waterige fase na behandeling bevat slechts 0,17 mg/1 1,2-dichloorethaan. De vaste fase na behandeling bevat slechts 0,43 mg/1 1,2-dichloorethaan, 0,01 mg/1 ben-10 zeen en 0,18 mg/1 o-xyleen.

Derhalve wordt waargenomen dat de gechloreerde en aromatische producten in de waterige fase afnemen van 2913,68 mg/1 naar 0,17 mg/1 (met een opbrengst van 99,99%) respectievelijk 1923,02 naar 0,00 mg/1 (met een opbrengst van 100%), terwijl de gechloreerde en aromatische producten in de vaste fase afnemen van 2913,68 mg/1 15 naar 0,43 mg/1 (met een opbrengst van 99,99%) respectievelijk 1923,02 mg/1 naar 0,19 mg/1 (met een opbrengst van 99,99%).

Voorbeeld IV

20 Een in een laboratorium met water en vaste slib (ongeveer 70%) bereid kunstma tig mengsel met de onderstaande samenstelling in mg/1: trans-1,2-dichloorethaan 0,92 cis-l,2-dichloorethyl 1,24 25 chloroform 4,16 1.2- dichloorethaan 11,66 benzeen 0,76 trichlooretheen 3,72 1.1.2- trichloorethaan 3,28 30 tolueen 0,70 perchlooretheen 5,58 ethylbenzeen 0,98 p-xyleen 0,91 1013558 6 o-xyleen 0,99 wordt volgens de uitvinding behandeld met een mengsel van 16,7 gew.% Zn, 33,33 gew.% FeSC>4 en 50% FeS2 in een verhouding van 3 g mengsel per 100 ml van het 5 kunstmatige mengsel.

De waterige fase na behandeling bevat slechts 0,07 mg/1 trans- 1,2-dichloorethann, 0,13 mg/1 1,2-dichloorethaan en 0,02 mg/1 trichloorethaan. De vaste fase na behance-ling bevat slechts 0,43 mg/1 trans-1,2-dichloorethaan, 0,86 mg/1 cis-l,2-dichlooretlLyl en 1,07 mg/1 1,1,2-dichloorethaan.

10 Derhalve wordt waargenomen dat de gechloreerde en aromatische producten in de waterige fase afnemen van 30,58 mg/1 naar 0,22 mg/1 (met een opbrengst van 99,27%) respectievelijk 4,34 mg/1 naar 0,00 mg/1 (met een opbrengst van 100%), terwijl de gechloreerde en aromatische producten in de vaste fase afnemen van 30,58 mg/1 naar 2,36 mg/1 (met een opbrengst van 98,28%) respectievelijk 4,34 mg/1 naar 0, )0 15 mg/1 (met een opbrengst van 100%).

1013558

Claims

1. Werkwijze voor de afbraak en de verwijdering van gehalogeneerde en aromatische koolwaterstoffen uit materialen die deze bevatten, met het kenmerk, dat men het 5 te behandelen matenaal laat reageren - in een zuur en/of alkalisch milieu, of omgekeerd - met een reagens gekozen uit de groep van zink, ijzer, ijzerdisulfide, ferrosulfïde, ferrosulfaat en mengsels daarvan.

2. Werkwijze voor de afbraak en de verwijdering van gehalogeneerde en aromati-10 sche koolwaterstoffen uit materialen die deze omvatten volgens conclusie 1, waarbij de behandeling in een zuur milieu wordt uitgevoerd bij een pH lager dan 6.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het zure milieu wordt verkregen door het toevoegen van een anorganisch zuur. 15

4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij het anorganische zuur wordt gekozen uit de groep van zwavelzuur, zoutzuur en combinaties daarvan.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de behandeling in 20 alkalisch milieu wordt uitgevoerd bij een pH hoger dan 8.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij het alkalische milieu wordt verkregen door de toevoeging van een base van een alkalimetaal of een aardalkalimetaal.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij de base van het alkalimetaal of aard alkalimetaal wordt gekozen uit de groep van natriumhydroxide, kaliumhydroxide, calciumhydroxide en combinaties daarvan.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de duur van de 30 behandeling in een zuur alsook in een alkalisch milieu langer is dan een uur.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarbij de duur van de behandeling in een zuur alsook in een alkalisch milieu in het traject ligt van 1-1,5 uur. 1013558

10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de temperatuur van de behandeling in een zuur alsook in een alkalisch milieu hoger is dan 0eC.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij de temperatuur van de behandel rig in een zuur alsook in een alkalisch milieu in het traject ligt van 10-50°C.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij de temperatuur van de behandel ng in een zuur alsook in een alkalisch milieu kamertemperatuur is. 10

13. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het reagens de gedispergeerde vorm heeft en met het te behandelen materiaal wordt gemengd.

14. Werkwijze volgens een der conclusies 1 tot en met 12, waaibij het reagens in 15 een kolom of houder wordt gebracht waarin het te behandelen materiaal gedwongen wordt gecirculeerd.

15. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het ijzerdisulf de ijzerdisulfide is dat aanwezig is in het mineraal pyriet. 20

16. Werkwijze voor de afbraak en de verwijdering van gehalogeneerde en aromatische koolwaterstoffen uit materialen die deze bevatten, zoals hiervoor beschreven, toegelicht en geclaimd. 1013558 SAMENWERKING5Vtnurmu trw., RAPPORT BETREFFENDE NIEUWHEIDSONDERZOEK VAN INTERNATIONAAL TYPE IOENT1FIKATI6 VAN DE NATIONALE AANVRAGE Kenmerk van da aanvrager of van de gemachtigde NO 42643 Nederlandse aanvrage nr. Indieningsdatutn 1013558 11 november 1999 Ingeroepen voorrangsdatum Aanvrager (Naam) Kiror B.V. Oatum van het verzoek voor een onderzoek van internationaal type Door de In1 tan tie voor Internationaal Onderzoek (ISA) aan net ver· zoek voor een onderzoek van internationaal type toegekend‘nr. SN 34295NL I. CLASSIFICATIE VAN HET ONDERWERP (bij toepassing van verschillende classificaties, aHe classiftcatiesymbolen opgeven) Volgent de International· claaificatie (IPC) lnt.CI.7: A62D3/00 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN DE TECHNIEK __Onderzochte minimum documentatie_ Classificatiesysteem | ____Clattificatietymoolen__' lnt.CI.7: A62D OnOencocnte andere documentatie oan de minimum documentatie voor zover oergetijka documenten in de onderzochte gebieden zijn o ogenomen II- l l GEEN ONDERZOEK MOGELIJK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES (opmerkingen op aanvullingsblad) f1Y· CD GEBREK AAN EENHEID VAN UITVINDING (oomerkingen oo aanvullingsblad) ko«n 1CT/JSA/301(a) 07.7979