DE2313027A1 - Verfahren und vorrichtung zur vernichtung von kunststoffabfaellen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur vernichtung von kunststoffabfaellen

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Description

TELEGRAMME: ZUMPAT POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 91139
BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHAUSER
Case TC48-115
XC/Si
MITSUI SHIPBULDING AND ENGINEERING CO. LTD. Tokyo / Japan
und MITSUI PETROCHEMICAL INDUSTRIES LIMITED Tokyo / Japan
"Verfahren und Vorrichtung zur Vernichtung von Kunststoffabfällen"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vernichtung von Kunststoffabfällen, wie Kunststoffverpackungsmaterialien, Kunststoffeinwegbehältern (Flaschen) und Nebenprodukt- und Abfall-Polymerisate, die bei der Synthese von Kunststoffen anfallen (Polyäthylen mit niedrigem Molekulargewicht und ataktisches Polypropylen). Es wurde bereits vorgeschlagen, Kunststoffabfalle durch thermische Zersetzung zu beseitigen. Jedoch wurden derartige Vorrichtungen, mit denen Kunststoffe thermisch zu öl und Gas zersetzt werden, nicht fertiggestellt, da die Abscheidung des bei dem thermischen Verfahren anfallenden Rußschlammes eine kontinuierliche Verfahrensweise verhindert.
Es ist demzufolge ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit denen erfolgreich Kunststoffabfälle kontinuierlich vernichtet werden können, ohne daß sich Rußschlamm ansammelt und abscheidet.
309840/0357
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit denen Kunststoffabfalle in Bestandteile umgewandelt werden können, die als Brennstoffe oder Ausgangsmaterialien für die chemische Industrie in vielfältiger Weise verwendet werden können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nun derart ausgelegt, daß das geschmolzene Material kontinuierlich in den in Gefäßform vorliegenden Reaktor, der mit einem kräftigen Rührer ausgerüstet ist, eingeführt und dort thermisch zersetzt wird. Die flüchtigen Materialien, die bei der thermischen Zersetzung gebildet werden, werden in einen Kondensator eingeführt und in ein flüchtiges gasförmiges Produkt und ein weniger flüchtiges öliges Produkt aufgetrennt. Ein Teil des Reaktorinhalts, nämlich das als Rückstand verbleibende öl, wird kontinuierlich entfernt, um eine Ansammlung und/oder Abscheidung von Rußschlamm zu verhindern. Dieses als Rückstand anfallende öl wird als Brennstoff für den Reaktor verwendet. Die erforderliche Zersetzungswärme kann vollständig durch Verbrennen des als Rückstand anfallenden Öles zugeführt werden.
An Hand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform sei die Erfindung im folgenden beispielsweise näher erläutert.
Der Reaktor 1 liegt in Form eines zylindrischen Gefäßes vor, das mit Einlaß- und Auslaß-Öffnungen und einem Rührer 3 ausgerüstet ist. Die Rührachse wird mit der Antriebseineinheit 4-angetrieben. Die für die thermische Zersetzung erforderliche Wärme wird über den Ofen 2 zugeführt, der mit einem Brenner 5 und einem Schornstein versehen ist. Die zu behandelnden -Kunststoffabfälle werden zu Schnitzeln zerkleinert und in eier Schmelzeinrichtung 7 bei etwa 2000C geschmolzen, Das geschmolzene Material wird in den Behälter 8 eingeführt »uiä dann mit Hilfe der Pumpe 9 in den Reaktor 1 überführt. Das '/ugefülrrte Material wird aufgewärmt und beginnt sich bei err er Temperatur von oberhalb etwa 35O°C zu zersetzen. Die Temperatur? des Re&.''■■-
3098A0/03E7
tors wird bei etwa 400 bis 4500C gehalten. Durch Steigerung ^des Druckes kann die Zusammensetzung des Produktes variiert werden. Der Reaktorabstrom wird teilweise mit Hilfe des Kondensators 10 kondensiert und in einen Produktbehälter 11 überführt. Der Produktbehälter 11 ist mit einem Abgaskondensator 12 versehen. Das verflüssigte Produkt wird in dem Produktbehälter 11 gelagert, wobei gewisse, nicht-kondensierbare Gase, die durch den Abgaskondensator hindurchtreten, abgefackelt oder als Brennstoff verwendet werden. Zur Verhinderung des Überhitzens wird das flüssige Produkt mit Hilfe eines Wärmeaustauschers 14 gekühlt. Die Bezugsziffer 16 steht für eine Umwälzpumpe. Wenn der Flüssigkeitsstand in dem Behälter ein vorher bestimmtes Niveau erreicht, wird die Flüssigkeit in einen Behälter 50 überführt. Die Bezugsziffer 17 steht für eine Förderpumpe. Andererseits wird zur Verhinderung einer Zunahme des Rußschlammes ein Teil des Reaktorinhalts kontinuierlich oder intermittierend abgelassen und über das Ventil 18 in einen Behälter 19 überführt. Da die Temperatur des Reaktorinhaltes zu hoch ist und etwa 4000C beträgt, wird die Temperatur des Materials in dem Behälter 19 auf etwa 25O°C abgesenkt. Wenn der Brenner 5 ein Mischbrenner ist, können das Brennstoffgas und das Brennstofföl gleichzeitig verbrannt werden. Erforderlichenfalls ist es möglich, den Rußschlamm und/oder giftige Metallbestandteile aus dem abgezogenen Reaktorinhalt durch irgendwelche Verfahrensweisen zu entfernen, worauf das dann unschädliche Öl erneut in den Reaktor eingeführt wird.
Die im folgenden angegebenen Beispiele sollen die Erfindung weiter erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken.
Beispiel 1
Polyäthylen und Polypropylen wurden thermisch in einem Tankreaktor mit einem inneren Durchmesser von 150 mm und einer Höhe von 500 mm zersetzt. Die bei der Reaktion angewandten Verfahrensbedingungen sind im folgenden angegeben:
309840/0357
Polyäthylen 2313027
Material Polypropylen
Materialzuführungsgeschwin- 8,0 kg/Std.
digkeit 8,0 kg/Std.
Zersetzungsbedingungen 4400G
Zerset zungstemperatur . 1,0 Atm. 425° C
Zersetzungsdruck 500 üpm 1,0 Atm.
Rührge schwindigkeit 7,2 kg/Std. 500 Upm
Menge des Produktöls 0,4 kg/Std. 7,1 kg/Std.
Menge des gasförmigen Produkts 0,5 kg/Std.
Menge des abgezogenen Reaktor- 0,4 kg/Std.
inhalts 0,4 kg/Std.
Eigenschaften des Produktöls 0,7932
Dichte (15/4°) 2,79 cSt 0,7895
Viskosität .(500C) 227 1,95 cSt
mittleres Molekulargewicht 11500 cal/g 195
Heizwert keiner 11000 cal/g
Schwefelgehalt keiner
mittleres Molekulargewicht des gasförmigen Produkts
Zusammensetzung des gasförmigen Produkts
38,0
C2H6 C3H6
36,8
0,9 % 1,2 %
13,5 % 11,5 %
9,4 % 0,0 %
17,4 % 15,4 %
20,8 % 65,1 %
18,7 % 6,8 %
11,6 % 0,0 %
7,7 % 0,0 %
C4H1O
Beispiel 2
Ein in einer Polyäthylen-EerStellungseinrichtung anfallendes niedrig-molekulares Polyäthylennebenprodukt und ataktisches Polypropylen vairden unter Anwendung des in der Zeichnung dargestellten Reaktors thermisch zersetzt. Die dabei erhaltenen
309840/0357
Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.
Material
Materialzuführungsgeschwindigkeit
Zersetzungsbedingungen Zersetzungstemperatur Zersetzungsdruck Rührgeschwindigkeit
Menge des Produktöls Menge des gasförmigen Produkts
Menge des abgezogenen Reaktorlnhalts
Eigenschaften des Produktöls
Dichte (15/4°) Viskosität (50°C) mittleres Molekulargewicht Heizwert Schwefelgehalt
mittleres Molekulargewicht des gasförmigen Produkts
Zusammensetzung des gasförmigen Produkts
C2H6 C5H6 °5H8 O4H8 °4H10
Polyäthylen Polypropylen
1000 kg/Std. 1200 kg/Std.
4100C 405 c
3,0 Atm. 3,0 Atm.
100 üpm 100 Upm
900 kg/Std. 1065 kg/Std
50 kg/Std. 75 kg/Std.
50 kg/Std. 60 kg/Std.
0,7867 0,7807
1,71 cSt 1,63 cSt
190 182
10900 cal/g IO7OO cal/g
keiner keiner
38,7
0,8 % 11,7 %
9,1 % 17,5 %
21.0 %
19.1 % 12,7 % 8,1 %
37,7
1,0 %
9,3 %
0,3 %
13,9 %
68,0 %
6,6 %
0,7 %
0,2 %
Die erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile stellen sich wie folgt dar:
309840/0357
1. Die zur Zersetzung der Kunststoffabfalle erforderliche Wär memenge wird durch das Abfallprodukt selbst entwickelt,
2. der Rußschlamm wird kontinuierlich abgetrennt, so daß die
Abscheidung dieses Materials in dom lieaktor vermieden wird,
3. da der Reaktor frei von Rußabscheidungen ist, ist ein kon tinuierlicher Betrieb während langer Zeit möglich,
4. man gewinnt nützliche und einfach handzuhabende Materialien.
3098ΛΟ/0357

Claims (4)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur Vernichtung von Kunststoffabfällen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kunststoffabfalle thermisch zersetzt, das dabei anfallende Produkt abkühlt und in ein gasförmiges und ein flüssiges Produkt auftrennt, den Rußschlamm in dem Reaktorinhalt dispergiert, so daß die Abscheidung dieses Rußschlammes verhindert wird und ein Teil des Reaktorinhalts abzieht, um die Menge des RußSchlammes im Reaktor zu vermindern.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des abgezogenen Reaktorinhalts in einem Verbrennungsofen verbrannt wird, um die für die thermische Zersetzung erforderliche Wärmemenge zuzuführen.
  3. 3. Verfahren zur Vernichtung von Kunststoffabfällen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kunststoffabfalle schmilzt und thermisch zersetzt, das dabei erhaltene Produkt abkühlt und in ein gasförmiges Produkt und ein flüssiges Produkt auftrennt, den Reaktorinhalt zur Verhinderung der Abscheidung von Kohlenstoffruß rührt und einen Teil des Reaktorinhaltes abzieht, um die in dem Reaktor enthaltene Rußschlammenge zu vermindern.
  4. 4. Vorrichtung zur Vernichtung von Kunststoffabfällen, gekennzeichnet durch eine Schmelzeinrichtung (7) zum Schmelzen der Kunststoffabfälle, einen Reaktor (1), in dem die Kunststoff abfalle thermisch zersetzt werden, Einrichtungen (8, 9) zum Zuführen des geschmolzenen Materials, einen Rührer (3), der in dem Reaktor (1) angeordnet ist, einen Abgaskondensa.tor (12), der die Zersetzungsprodukte abkühlt und in ein gasförmiges und ein flüssiges Produkt auftrennt, Einrichtungen (18, 19) zum Abziehen des Reaktorinhalts und einen Ofen(2) zur Verbrennung des Reaktorinhalts.
    309840/0357
    Lee
    r s e i t e
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