PL165472B1 - Sposób niszczenia odpadów lakierniczych i z tworzyw sztucznych - Google Patents

Abstract

1. Sposób niszczenia odpadów lakierniczych i z tworzyw sztucznych pokrywających elementy metalowe lub w formie grudek lub ścinków jak również niektórych odpadów pochodzenia naturalnego, znamienny tym, że odpady poddaje się pirolizie w strumieniu powietrza lub innych gazów w komorze pirolitycznej w temperaturze 150- 450°C, korzystnie 150-350°C przy czym produkty pirolizy z formie gazów lub oparów cieczy zmieszanych z powietrzem lub innym gazem wprowadza się do środkowej strefy złoża katalizatora katalitycznego reaktora rewersyjnego.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób kontrolowanego niszczenia odpadów lakierniczych i z tworzyw sztucznych w postaci grudek, ścianek, czy zlewek lub w postaci warstw naniesionych niepożądanie na elementy komór lakierniczych, części aparatów do wtrysku lub do wytłaczania tworzyw sztucznych.

Podczas lakierowania różnych detali w komorach lakierniczych pewna część rozpylonego lakieru osadza się na elementach komory, szczególnie na kratownicach stanowiących podłogi komory oraz na tak zwanych zawieszkach i podstawkach, na których spoczywają detale lakierowane.

Z biegiem czasu grubość odpadowej warstwy lakierniczej osadzonej na wspomnianych elementach zwiększa się i zachodzi konieczność jej usunięcia lub zniszczenia.

Zdarza się też, że część lakieru wyleje się z naczyń lub ulegnie zepsuciu. I w tym przypadku zachodzi konieczność zlikwidowania niepożądanych odpadów.

W urządzeniach do wtrysku, wytłaczania lub innej przeróbki mechanicznej tworzyw sztucznych występują również odpady wymagające likwidacji. Zdarza się, że poszczególne elementy tych maszyn ulegają zanieczyszczeniu tworzywami.

Zanieczyszczenia te nie zawsze można usunąć mechanicznie.

W znanych dotychczas sposobach odpady lakiernicze oraz z tworzyw sztucznych usuwa się najczęściej przez spalanie ich w płomieniu. Jest to sposób niedogodny albowiem podczas niekontrolowanego spalania wywiązują się trujące dymy o nieprzyjemnym zapachu. Sposób taki jest aktualnie zabroniony przepisami sanitarnymi.

Korzystniejsze jest wypalanie odpadów w złożeniu fluidalnym, ale i tu występują emisje spalin zanieczyszczonych produktem lub produktami niepełnego spalania.

Niepożądane warstwy lakiernicze osadzone na elementach metalowych usuwa się również sposobem polegającym na zanurzeniu w gorących, stopionych solach. W sposobie tym unika się w dużym stopniu emisji zanieczyszczeń do atmosfery, ale za to powstają po pewnym czasie odpady zużytych soli, nasyconych związkami organicznymi.

Z polskiego opisu patentowego nr 124 439 znan jest sposób termicznego unieszkodliwiania odpadów toksycznych przez spalanie. W rozwiązaniu tym głównie niszczy się emisje olejowe, które zatęża się w wyparkach dwustopniowych do ilości 0,25-0,65 ilości początkowej, a następnie spala samoistnie w piecu, w temperaturze 800- 1000°C lub przy wprowadzeniu do pieca niewielkiej ilości dodatkowego paliwa.

165 472

Opary z zatężenia wykorzystuje się w wymiennikach ciepła do podgrzewania emulsji lub spalin w piecu, w temperaturze 600-800°C. Spaliny odprowadzane są do kotła, schładzane, przemieszczane do filtra pulsacyjnego i emitowane do atmosfery. W przypadku obecności w emulsji substancji zapachowych, do wymiennika doprowadza się parę z kotła, a następnie opary kieruje się do pieca cyklonowego.

Proces prowadzi się w urządzeniu do termicznego unieszkodliwienia zużytych emulsji olejowych, składającym się z dwóch wyparek, do których podłączone są wymienniki oraz pompy przy czym jedna z wyparek przez pompę podłączona jest do jednego pieca, który równoległe z drugim piecem ma połączenia z kotłem.

W polskim opisie patentowym nr 121 066 opisano urządzenie do odgazowania i zgazowania odpadów w warstwie fluidalnej, składające się z dwu komór połączonych wspólną ścianą, w której znajdują się dwa otwory przelotowe. Jedną komorę stanowi fluidalny wymiennik ciepła, a drugą fluidalny reaktor, przy czym w pierwszej komorze umieszczony jest rurowy wymiennik ciepła.

Według polskiego opisu patentowego nr 115 322, prowadzi się spalanie odpadów ciekłych zawierających palne zanieczyszczenia - zwłaszcza organiczne - w spalaczach termiczno-katalitycznych.

Urządzenie składa się z rekuperatora ciepła z umieszczoną wewnątrz komorą spalania termicznego, nad którą znajdują się komory wymieszania i kontaktowa. Komora kontaktowa wyposażona jest na całej szerokości przekroju poprzecznego w warstwę katalizatora oraz dno sitowe, poprzez które połączona jest rekuperatorem ciepła i dnem sitowym przylegającym do obrotowego kolektora spalin.

Całość posiada budowę zwartą, symetryczną, umieszczoną w osi symetrii pionowego, cylindrycznego płaszcza, od góry zamkniętego dennicę wyposażoną w króciec dolotowy utleniacza.

Wymienione w stanie techniki rozwiązania mają za zadanie zmniejszenie wpływu szkodliwych zanieczyszczeń powstałych w procesach chemicznych i innych procesach przemysłowych, na otaczające nas środowisko. Zatruwające atmosferę, wody i glebę odpady różnego pochodzenia organicznego stanowią często poważny balast dla przemysłu. Odpadów tych nie da się przetworzyć na produkty użytkowe, a dotychczasowe metody ich niszczenia są energochłonne i wymagają dużych kosztów inwestycyjnych na budowę urządzeń do destrukcyjnego niszczenia, zwłaszcza na drodze spalania.

Szczególnie trudne do zlikwidowania są odpady pochodzące z przemysłu lakierniczego, z uwagi na własności warstwy twardego lakieru wytwarzane na narzędziach i oprzyrządowaniach stosowanych w lakierniach części samochodowych i różnych detali przemysłowych.

Inne rozwiązanie przedstawia polski opis patentowy nr 153 772. W rozwiązaniu tym odpady lakiernicze i z tworzyw sztucznych poddaje się destrukcyjnemu działaniu temperatury w zakresie 350-650°C w strumieniu cyrkulującego powietrza zasilanym świeżym powietrzem w stosunku od 10:1 do 2:1.

Wylotowe gazy z komory przechodziły na złoże katalizatora gdzie ulegały pełnemu utlenieniu. W praktyce metoda ta nie przyjęła się albowiem produkty lakiernicze w tym zakresie temperatury, ulegały nie tylko destrukcji ale również częściowemu spaleniu.

Procesu tego nie można było w praktyce kontrolować. Zaobserwowano też eksplozje nie w pełni spalonych związków organicznych.

Nieszczenie odpadów organicznych według niniejszego wynalazku zachodzi bez wyżej opisanych wad i niedociągnięć.

Sposób niszczenia odpadów lakierniczych, z tworzyw sztucznych, polega według wynalazku na tym, że odpady poddaje się pirolizie w strumieniu powietrza lub innych gazów w komorze pirolitycznej w temperaturze 150-450°C, korzystnie 150-350°C, przy czym produkty pirolizy w formie gazów lub oparów cieczy zmieszanych z powietrzem lub innym gazem wprowadza się do środkowej strefy złoża katalizatora katalitycznego reaktora rewersyjnego.

Niespodziewanie okazało się, że odpady lakiernicze można rozkładać już w temperaturze znacznie niższej a więc w zakresie 150 do 350°C. Rozkład ten jest wprawdzie powolny, ale przez to możliwy do kontrolowania i niedopuszczenia do inicjacji spalania. Produktami rozkładu są

165 472 organiczne substancje gazowe i ciekłe. Substancje te w temperaturach poniżej 350°C nie ulegają spalaniu.

Prowadząc destrukcję termiczną w strumieniu powietrza głównie w zakresie 150-250°C, a pod koniec operacji w temperaturze 450°C, korzystnie 350°C proces można prowadzić przy pełnej kontroli tzn. bez niebezpieczeństwa zapalenia się substancji organicznych. Regulacja temperatury jest o tyle ułatwiona, że destrukcja termiczna (piroliza) jest procesem endotermicznym. Nie ma też groźby nagłego wzrostu temperatury.

Powietrze wraz z lotnymi produktami rozkładu odpadów lakierniczych podaje się do pełnego spalania katalitycznego.

Istnieje tu jednak niebezpieczeństwo kondensowania ciekłych produktów pirolizy na elementach dopalaczy katalitycznych. Nieoczekiwanie stwierdzono jednak, że jeżeli mieszaninę powietrza razem z produktami pirolizy wprowadzi się pomiędzy dwa złoża katalizatora do reaktora rewersyjnego to zagrożenie takie nie istnieje. Katalityczny reaktor rewersyjny pracuje przy cyklicznie zmiennym kierunku gazów płynących przez reaktor. Gazy pirolityczne wprowadza się więc do środkowej strefy złoża katalizatora w strumieniu gorącego powietrza płynącego przez reaktor. Na złożu katalizatora zachodzi pełne spalanie substancji zawartych w gazach, przy czym produktami spalania są dwutlenek węgla i woda.

W porównaniu ze spalaniem odpadów w płomieniu nie tworzą się szkodliwe substancje jak tlenki azotu, benzo-piren, dioksyny itp.

Resztki nieorganiczne jak pigmenty, które powstały w komorze pirolitycznej na powierzchniach elementów metalowych nie stanowią zagrożenia ekologicznego a często mogą być stosowane powtórnie.

Sposób według wynalazku sprawdzono w praktyce.

Zawieszki lakiernicze w kształcie litery S 11 zawierające na powierzchni 1 do 2 centymetrową warstwę lakieru nitro wprowadzono do komory pirolitycznej 1. Komora miała kształt prostopadłościanu.

Powietrze z otoczenia było wprowadzone przez zawór 13, przechodziło dalej przez podgrzewacz elektryczny 12 i w kontrolowanej temperaturze w zakresie 150-350°C przechodziło przez komorę pirolityczną. W początkowym okresie powietrze miało temperaturę 150°C, pod koniec destylacji termicznej 350°C. Żywice lakiernicze pokrywające zawieszki lakiernicze ulegną destrukcji termiczenej. Produkty pirolizy razem z powietrzem podawane były w mieszaninie z powietrzem do katalitycznego reaktora rewersyjnego w przestrzeń 3 znajdującą się pomiędzy dwoma warstwami katalizatora 5, w strumień powietrza przechodzącego przez reaktor w cyklicznie zmiennych kierunkach. Powietrze to zasysane jest do reaktora z otoczenia przez zawór 9, przechodzi dalej przez zawór rewersyjny 7 i przez złoże wypełnienia ceramicznego 6, warstwę katalizatora 5, przestrzeń 3 będącą komorą grzejną, gdzie łączy się z mieszaniną gazową zawierającą produkty pirolizy. Dwa zmienne strumienie gazów przechodzą dalej przez drugą warstwę katalizatora 5 warstwę wypełnienia ceramicznego 6 i przez zawór rewersyjny 7 zasysane przez wentylator 8 tłoczone są do atmosfery.

Kierunek powietrza płynącego przez reaktor jest cyklicznie zmieny na odwrotny co umożliwia utrzymywanie temperatury złoża katalizatora we właściwym zakresie pomiędzy 200-500°C. Grzałki elektryczne 4 zamontowane w przestrzeni 3 umożliwiają podgrzanie złoża katalizatora do żądanej temperatury. Przeprowadzone próby ze spalaniem różnego rodzaju powłok lakierniczych wykazały, że produkty rozkładu całkowicie dopalają się na złożu katalizatora platynowego lub tkankowego w temperaturze 200-450°C.

Szczególnie istotne było, że w produktach spalania nie było nawet śladu benzo- -pirenu ani dioxymów, które to zanieczyszczenia tworzą się przy płomieniu spalania odpadów lakierniczych.

W komorze 1 poddawano destrukcji termicznej również inne odpady jak odpady fenolowe, ścieki lakiernicze, druty, elementy aparatów jak np. wirniki, wentylatory pokryte lakierami, stałe odpady organiczne i pochodzenia naturalnego. Wszystkie te odpady uległy destrukcji termicznej a produkty tej destrukcji były dopalane katalitycznie bez zanieczyszczenia środowiska..

165 472

165 472

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób niszczenia odpadów lakierniczych i z tworzyw sztucznych pokrywających elementy metalowe lub w formie grudek lub ścinków jak również niektórych odpadów pochodzenia naturalnego, znamienny tym, że odpady poddaje się pirolizie w strumieniu powietrza lub innych gazów w komorze pirolitycznej w temperaturze 150-450°C, korzystnie 150-350°C przy czym produkty pirolizy z formie gazów lub oparów cieczy zmieszanych z powietrzem lub innym gazem wprowadza się do środkowej strefy złoża katalizatora katalitycznego reaktora rewersyjnego.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się temperaturę powietrza podawanego do komory pirolitycznej w początkowym okresie wynoszącą 150°C, a następnie wzrastającą sukcesywnie do 450°C, korzystnie 350°C.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się temperaturę złoża katalizatora, na które wprowadza się gazy popirolityczne wynoszącą co najmniej 400°C.