DE69808718T2

DE69808718T2 - Verfahren zum abbau von dioxinen

Info

Publication number: DE69808718T2
Application number: DE69808718T
Authority: DE
Inventors: Noboru Fujiwara; Naoaki Fujiyoshi; Hirofumi Izumikawa; Mitsuhiro Mashiko; Hiroshi Miyata
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2018-01-30
Also published as: DE69808718D1; EP0914877B1; EP0914877A4; US6063979A; EP0914877A1; WO1998033607A1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abbau von Dioxinen insbesondere auf ein Verfahren für den wirksamen Abbau von Polychlor-p-Dibenzodioxinen (PCDD) und Polychlorodibenzofuranen (diese Verbindungen werden nachstehend als "Dioxine" bezeichnet) welche in Flugaschen und Bodenaschen (diese Materialien werden nachstehend als "Verbrennungsaschen" bezeichnet) enthalten sind, welche von verschiedenen Verbrennungsanlagen, wie Verbrennungsanlagen für festen Hauskehricht, industriellen Abfall und/oder medizinischen Abfall anfallen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

In Verbrennungsanlagen, wie in Verbrennungsanlagen für festen Hauskehricht, industriellen Abfall und/oder medizinischen Abfall werden die Dioxinvorläufer, einschliesslich organische Verbindungen wie Phenole, Benzol und Acetylen und chlorierte aromatische Verbindungen, wie Chlorphenole und Chlorbenzole während der Verbrennung gebildet. Wenn Flugasche mit diesen Vorläufern koexistiert, werden die Vorläufer unter der katalytischen Wirkung der Flugasche in Dioxine umgewandelt und demzufolge existieren die gebildeten Dioxine in den Verbrennungsaschen.
Vorgeschlagene konventionelle Verfahren für die Behandlung solcher Dioxine enthaltender Flugaschen sind folgende.
(1) Die Dioxine enthaltenden Flugaschen bei einer Temperatur zwischen 320 und 400ºC unter einer reduktiven Atmosphäre (z. B. 2 Stunden bei 320ºC oder 1-1,5 Stunden bei 340ºC) behandeln (Hagenmaier Verfahren "Organohalogen Compounds" Vol 27 (1996) p 147 152)
(2) Hitzebehandlung der Dioxine enthaltenden Flugasche bei 300- 500ºC in Gegenwart eines Dioxinbildungsinhibitors (JPA4-241880) Es wurde angegeben, dass Dioxine nicht wärmezersetzt werden bei einer Temperatur von weniger als 300ºC. Dieses Verfahren ist grundsätzlich in Übereinstimmung mit der oben erwähnten Theorie, nach welcher Dioxine oberhalb von 300ºC zersetzt werden und ein Dioxinbildungsinhibitor der Flugasche zugesetzt wird, um die Dioxinbildung während der Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich, in welchem sich Dioxine zersetzen, zu vermeiden. Insbesondere wird Flugasche auf 400ºC während 2 Stunden in Gegenwart von Pyridin-Dampf als Dioxinbildungsinhibitor erwärmt.
JP 5138149A (Derwent Abstract) offenbart die thermische Zersetzung einer organischen Chlorverbindung, welche das Mischen vor der Behandlung mit Harnstoff beinhaltet. In dieser thermischen Zersetzungsmethode wurde die thermische Zersetzung auf die organische Chlorverbindung angewandt, indem sie auf 300ºC während 30 Minuten erwärmt wurde.
EP-A-0614690 offenbart ein Verfahren für die Behandlung von Verbrennungsabgas, welches die Zuführ von Aluminiumpersulphat in den Verbrennungsofen umfasst, während das Abgas durch den Rauchzug in einen Staubsammler geführt wird. Dieses Verfahren kann in solcher Weise modifiziert werden, dass Aluminiumpersulphat an einer spezifischen Position in den Rauchabzug eingeleitet wird, wo die Temperatur oberhalb von 400ºC liegt.
20 US 5358657 offenbart Reagenzzusammensetzungen, welche zweckmässig sind für den Abbau und die Entgiftung von polyhalogenierten organischen Verbindungen, welche ein aprotisches Lösungsmittel enthalten. Die Reagenzzusammensetzungen können verwendet werden um Superoxid- Ionen in situ zu bilden für die Verwendung in einer Mehrzahl von industriellen Anwendungen, um halogenierte Kohlenwasserstoffe zu abzubauen.
Die oben erwähnten konventionellen Verfahren haben den Nachteil, dass ihre hohe Behandlungstemperatur und lange Behandlungszeit mehr Energie und höhere Kosten erfordert. Insbesondere ist es im oben erwähnten Verfahren (1) erforderlich, die Behandlung unter einer reduktiven Atmosphäre wie Stickstoffgas zu führen, was zu Kompliziertheit und hohen Kosten führt.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Das Ziel der oben genannten Erfindung ist die Lösung der Probleme des Standes der Technik und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches es möglich macht, die Dioxine abzubauen und zu eliminieren, in einem tiefen Temperaturbereich, in welchem bisher angenommen wurde, dass sich Dioxide nicht zersetzen, und die Behandlung sogar in Gegenwart von Sauerstoff durchzuführen.
Gemäss dem Verfahren zum Abbau von Dioxinen oder Dioxinen enthaltenden Materialien, welche einen Schritt umfassen, in welchem Dioxine, einschliesslich polychlorierte Benzofurane und Dioxine enthaltende Materialien in Kontakt mit mindestens einer Behandlungschemikalie, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkanolaminen, wie Monoethanolamin, Diethanolamin, Trietanolamyn, Methanolamin und Aminomethylpropanol, Niederalkyl, derivierte Amine, wie Diethylamin, Propylamin, und Ethylenediamin, und zyklische Amine, wie Anilin, bei einer Temperatur von weniger 300ºC in Kontakt gebracht werden, wobei die Dioxine und Dioxine enthaltenden Materialien wirksam abgebaut werden, wenn sie in Kontakt mit mindestens einer Behandlungschemikalie gebracht werden, und die mindestens eine Behandlungschemikalie einen Dampfdruck besitzt, welcher genügend ist, um die Abbaureaktion von Dioxinen im genannten Schritt zu fördern.
Gemäss der vorliegenden Erfindung reagieren Chloride in Dioxinen mit der Aminverbindung (und gegebenenfalls Ammoniumverbindung) und diese Reaktion bewirkt eine schnelle Chlorabspaltung oder eine Substitution der Chloratome von Dioxinen und schliesslich die Entgiftung der Dioxine bei einer Temperatur unterhalb von 300ºC, bei welcher die Dioxine als unzersetzbar gegolten haben.
Ein solcher Effekt der Aminverbindung (und gegebenenfalls Ammoniumverbindung) zum Abbau von Dioxinen bei einer Temperatur unterhalb von 300ºC war bisher unbekannt.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG

Die erfindungsgemäss zu behandelnden Dioxine können in Abgasen enthalten sein, welche von verschiedenen Verbrennungsanlagen, wie Hauskehrichtverbrennungsanlagen, Industrieabfallverbrennunganlagen, Medizinalabfallverbrennungsanlagen usw. ausgestossen werden. Die Dioxine enthaltenden Materialien sind solche wie Verbrennungsasche, welche absorbierte Dioxine enthält, Aktivkohlenpulver, welches in der Adsorbationsbehandlung von Dioxinen verwendet wird und mit Dioxinen kontaminierte Erde.
Die Aminverbindung als Behandlungschemikalie ist mindestens eine von Alkanolaminen, wie Monoethanolamin, Diethanolamin, Trietanolamin, Methanolamyn und Aminomethanylprpanol, Niederalkyl derivierte Amine, wie Diethylaminpropylamin und Ethylendyamin und zyklische Amine wie Anilin. Die bevorzugten Verbindungen unter den oben erwähnten sind Trieetahnolamin, Diethanolamin, Monoethanolamin, Anilin, Propylamin, Ethylendiamin und Aminomethylpropanol.
Die Ammonioverbindung kann mindestens eine sein von Ammoniak, Harnstoff, und Ammoniumsalze, Ammoniumbicarbonat, Ammoniumcarbonat, Ammoniumhydroxid, Ammoniumacetat, Ammoniumsulfat, Ammoniumphosphat und Ammoniumhydrogenphosphat. Die bevorzugten Verbindungen unter den oben erwähnten sind Ammoniak, Harnstoff, Ammoniumbicarbonat, Ammoniumsulfat und Ammoniumhydrogenphosphat und die am meisten bevorzugte Verbindung ist Ammoniak.
Wenn mindestens ein Behandlungsmaterial der Aminverbindungen und (gegebenenfalls der Ammoniumverbindungen) mit den Verbrennungsaschen zum Abbau der Dioxine in Kontakt gebracht wird, ist es bevorzugt, dass die Behandlungschemikalie dem Reaktionssystem in einem Verhältnis von 0,1-10 Gew.-%, insbesondere 1-5 Gew.-% bezogen auf die Menge der Verbrennungsaschen zugegeben wird. Die Chemikalie wird so vorzugsweise in einer Menge zugegeben, die umso grösser ist, je tiefer die Reaktionstemperatur ist.
Die Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen), welche zum Reaktionssystem zugefügt werden, können entweder in gasförmigen, flüssigem Zustand oder als wässrige Lösung vorliegen. Damit die Dioxine und die Dioxin enthaltenden Materialien wirksam abgebaut werden, wenn sie in Kontakt mit mindestens einer der gasförmigen Aminverbindungen und Ammoniumverbindungen kommen, muss der Dampfdruck der Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) genügend hoch sein, bei einer Temperatur von weniger als 300ºC.
Im Fall wenn die Flüssigkeit oder die wässrige Lösung des Behandlungsmaterials in das Abgas gesprüht wird oder im Fall wo das Material vorgängig mit den Verbrennungsaschen gemischt wird, besitzt das Material vorzugsweise einen solchen Dampfdruck dass es bei einer Temperatur von weniger als 300ºC verdampft wird.
Wenn im Verfahren mindestens eine der Aminverbindungen (und gegebenenfalls der Ammoniumverbindungen) in Kontakt gebracht wird, mit den Dioxin enthaltenden Materialien, welche zu behandeln sind, kann eines der folgenden Verfahren A, B, und C verwendet werden, im Fall wenn die Dioxin enthaltenden Materialien Böden oder Verbrennungsaschen sind.
A: Die Dioxin enthaltenden Materialien und die Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) werden in solcher Weise gemischt, dass sie miteinander bei Umgebungstemperatur in Kontakt gebracht werden. Andererseits wird die Mischung auf eine Temperatur erwärmt, welche tiefer ist als 300ºC um die Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) gasförmig zu machen, so dass die Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) in gasförmiger Form in Kontakt mit den Dioxinen gebracht werden. In diesen Fällen werden vorzugsweise die Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) in Wasser oder andern Lösungsmitteln aufgelöst.
B: Die Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbidnungen) werden erwärmt damit sie bei einer Temperatur von weniger als 300ºC in den gasförmigen Zustand übergehen, und ein Gasstrom, welcher dieses resultierende Gas enthält wird in Kontakt mit den Dioxinen enthaltenden Materialien gebracht.
C: Die Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) werden auf ein festes Material appliziert und dann wird dieses feste Material damit vermischt oder auf die Dioxine enthaltenden Materialien platziert. Danach werden sie auf eine Temperatur von weniger als 300ºC erwärmt. In diesem Fall fliesst ein Gasstrom durch das Reaktionssystem.
Im Fall wenn die Dioxine oder die Dioxin enthaltenden Materialien in gasförmiger Form oder als schwimmende kleine Partikel in einem Gasstrom, wie in einem Verbrennungsabgas, existieren, können die folgenden Verfahren D, E und F beispielsweise verwendet werden.
D: Dampf der Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) und ein Gas, welche diesen Dampf enthält wird auf dem oben genannten Gasstrom zugeführt.
E: Die Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) in flüssiger Form werden als Nebel oder Flüssigkeitströpfchen dem Gas zugeführt.
F: Eine Lösung, welche Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) aufgelöst enthält, wird als Nebel oder flüssige Tröpfchen dem Gas zugeführt.
In einem Verbrennungssystem, welches mit einem Staubsammler ausgerüstet ist, um die Flugasche im Abgas zu entfernen, ist es bevorzugt, dass die Aminverbidnungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) in gasförmigen, flüssigem Zustand oder als Lösung der Abgasleitung zugeführt werden, bevor diese den Staubsammler mündet, oder in den Staubsammler selbst eingeleitet. Typischerweise beträgt die Gastemperatur beim Einlass des elektrostatischen Präzipitators 200-300ºC und die Gastemperatur beim Einlass des Beutelfilters liegt im Bereich von 140-230ºC. Demzufolge werden vorzugsweise Diaminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) welche dem Staubfilter oder in die Leitung oberhalb davon eingeleitet werden einen genügend hohen Dampfdruck bei einer Temperatur von 140-230ºC.
Üblicherweise zersetzen sich Dioxine nicht bei einer Temperatur von weniger als 300ºC. Erfindungsgemäss beträgt demzufolge die Temperatur, bei welcher Dioxine und Dioxin enthaltende Materialien in Kontakt mit Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) weniger als 300ºC. Dessen ungeachtet, bewirkt die Reaktion zwischen den Chloriden in den Dioxinen und den Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) die Chlorabspaltungsaktion oder die Substiutionsreaktion, welche zur Entgiftung der Dioxine führt. Die tiefste Temperatur während dem Kontakt wird durch den Dampfdruck oder die Leichtigkeit des Verdampfens der Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) bestimmt. Die bevorzugten Temperaturen für den Kontakt sind nämlich: Umgebungstemperatur für Monoethanolamin, über 150ºC Diethanolamin und über 200ºC für Triethanolamin, Anilin, N-Propylamin, Ethylendiamin, und Aminomehylproopanol. Wenn die Aminverbidnungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) in Kontakt mit den Dioxinen oder Dioxin enthaltenden Materialien bei einer Temperatur von über 200ºC gebracht werden, werden im Allgemeinen die Dioxide mit einem genügend hohen Abbaugrad abgebaut. Daneben ergibt Ammoniak einen genügend hohen Abbaugrad oberhalb der Umgebungstemperatur. Eine kleine oder keine Verbesserung bezüglich des Abbaugrades wird erhalten wenn Kontakttemperaturen von mehr als 300ºC verwendet werden.
Je länger die Kontaktzeit zwischen den Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) und den zu behandelnden Materialien ist, umso höher ist der Abbaugrad der Dioxine, jedoch führt eine zu lange Kontaktzeit dazu, dass die Behandlungskosten zu hoch sind. Gemäss dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann ein genügend hoher Abbaugrad erhalten werden, mit Kontaktzeiten von typischerweise 3-60 Minuten, insbesondere 4-40 Minuten und insbesondere von 5-30 Minuten. Es wird bevorzugt, dass die Temperatur während dem Kontakt gesenkt wird, je länger die Kontaktzeit ist. Beispielsweise wird ein Kontakt bei Umgebungstemperaturen durchgeführt, während vorzugsweise einer Kontaktzeit von 20-40 Minuten. Der Kontakt zwischen Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) und den Dioxinen oder Dioxin enthaltenden Materialien kann einen genügend hohen Abbaugrad ergeben, sogar wenn der Kontakt in einer reduktiven Atmosphäre oder in Gegenwart von Sauerstoff durchgeführt wird, dass heisst im Freien oder in einer Abgasleitung. Demzufolge sind, wenn das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, Vorrichtungen und Verfahrensschritte für die Einstellung der Atmosphäre im Allgemeinen nicht erforderlich.
Wenn jedoch die Aminverbindungen (und gegebenenfalls Ammoniumverbindungen) in Kontakt mit Dioxinen oder Dioxin enthaltenden Materialien gebracht werden, muss die Explosionsgefahr beachtet werden, wenn die Verbindung einen Flammpunkt besitzt, welcher tiefer als die Kontakttemperatur ist. Wenn die Konzentration der entsprechenden Verbindung in der Atmosphäre, in welcher der Kontakt durchgeführt wird, tiefer ist als die Explosionsgrenze, kann die Explosion wirksam vermieden werden. Die Reduktion der Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre ist demzufolge wirksam für die Verhütung der Explosion. Beispiele einer solchen Vorsichtsmassnahme umfassen, eine Zufuhr von Gas in die Atmosphäre, das wenig oder kein Sauerstoff enthält, wie Stickstoff, Kohlendioxid, Wasserdampf und Verbrennungsabgas. Ernsthaftere Vorsichtsmassnahmen müssen ergriffen werden, wenn die Verbindung in die Abgasleitung oder in den Staubfilter geleitet wird. Die Einleitung eines Teils der Verbrennungsabgase, welcher vom Staubfilter in die Abgasleitung unter Verwendung eines Ventilators oder dergleichen ausgestossen wird, ist ein bevorzugtes Verfahren, da es ein "low cost"-Verfahren ist, um wirksam die Sauerstoffkonzentration im Gas des Rauchzugs, welches in die Abgasleitung fliesst, zu reduzieren.
Bei der Behandlung der Verbrennungsaschen gemäss dem so erfindungsgemässen Verfahren kann eine Immobilisierungsbehandlung der Schwermetalle in den Aschen gleichzeitig mit dem Abbau der Dioxine durchgeführt werden, indem ein Chelatierungsmittel oder eine Schwermetallbindungschemikalie, wie Phosphorsäure verwendet werden.
Die zu behandelnden Aschen können Aktivkohlepulver enthalten, welches in die Abgasleitung der Verbrennungsanlage eingeblasen wird, um die Dioxine aus den Verbrennungsabgasen im Rauchzug zu entfernen.
Die Verbrennungsaschen und Böden, welche gemäss der erfindungsgemässen Methode behandelt wurden, können entweder als solche oder nach einer weiteren Behandlung, wie einer Schwermetallimmobilisierung, in Tonnen aufbewahrt oder als Landauffüllmaterial verwendet werden.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung im Weiteren unter Bezugnahme auf Beispiele oder Vergleichsbeispiele beschrieben.

Beispiel 1 bis 4, Vergleichsbeispiel 2

Eine wässrige Triethanolaminlösung, mit einer Konzentration vom 5 Gew.-% zu 10 g Flugasche gegeben, welche in einer Hauskehrichtverbrennungsanlage erzeugt und gesammelt wurde, in solcher Weise, dass das Verhältnis Triethanolamin zu Flugasche 5 Gew.-% beträgt. Die Mischung wurde gründlich gemischt und dann während 10 Minuten auf die entsprechende Temperatur in Tabelle 1 erwärmt.
Danach wurden die Dioxinkonzentrationen der Behandlungsprodukte gemessen und ergaben die in Tabelle 1 gezeigten Resultate.

Vergleichsbeispiele 1, 3 bis 6

Mit der Ausnahme, dass Wasser zur Flugasche anstelle von Triethanolaminlösung zugegeben wurde und die Mischung auf Temperaturen gemäss Tabelle 1 erwärmt wurde, wurde eine identische Beahandlung durchgeführt und es wurde die Dioxinkonzentration der resultierenden Produkte gemessen wobei die Resultate gemäss Tabelle 1 erhalten wurden.
Überdies wurden die Abbaugrade in den Beispielen 1-4 gerechnet gemäss folgender Gleichung aus den Resultaten der Beispiele 1-4 und den Vergleichsbeispielen 3-6, in welchem die Behandlung bei gleichen Temperaturen durchgeführt wurde wie in den Beispielen, jedoch ohne Trietanolzugabe. Die Werte dieser Berechnungen sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, werden bei der Zugabe von Thriethanolamin Flugasche nach der Erwärmung auf Temperaturen vom 200- 290ºC Dioxine mit hohen Abbaugraden abgebaut. Insbesondere wenn die Behandlung bei einer Temperatur zwischen 250ºC und 290ºC durchgeführt wird, werden mehr als 99% der in den Materialien enthaltenen Dioxide abgebaut.
Wie inzwischen aus dem Vergleichsbeispiel 2 ersichtlich, werden die Dioxine nicht abgebaut trotz der Triethanolaminzugabe, wenn die Behandlung bei 180ºC durchgeführt wird, wo das Triethanolamin nicht verdampft wird.

Beispiel 5

Eine Glassäule mit der Grösse von 200 mm · 250 mm wurde mit 3 g Flugasche gefüllt, welche in einer Hauskehrichtverbrennungsanlage erzeugt und gesammelt wurde. Die Flugaschensäule wurde mit Glaskügelchen überschichtet auf die 150 mg Monoethanolamin appliziert worden war. Die Säule wurde auf eine der Temperaturen: Umgebungstemperatur (20ºC), 50ºC, 100ºC, 150ºC, 180ºC, 200ºC, 220ºC, 250ºC und 290ºC, beziehungsweise 290ºC während 20 Minuten erwärmt, während ein Luftstrom durch die Säule mit einer Geschwindigkeit von 15 ml/min von der Glaskügelchenseite her durchtrat.
Danach wurden die Dioxinkonzentrationen der Behandlungsprodukte gemessen, mit den Resultaten, die in Tabelle 2 dargestellt sind.

Beispiele 6, 7

Anstelle vom Monoethanolamin wie in den Beispielen 1-5 wurde im Beispiel 6 Diethanolamin und im Beispiel 7 Triethanolamin verwendet. Im Weiteren wurde das Experiment in gleicher Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt. Die gemessenen Werte der Dioxinkonzentrationen sind in Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 7

Mit der Ausnahme dass Nichts auf die Glaskügelchen aufgetragen wurde, wurde der Versuch in gleicher Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt.
Die Dioxinrückstandsgrade wurden gemäss der folgenden Gleichung ausgerechnet aus den Resultaten der Beispiele 5-7 und dem Vergleichsbeispiel 7. Die Resultate sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2 Dioxinkonzentration (ng/g) (Rückstandsverhältnis (%) in Klammern)
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich wurde im Vergleichsbeispiel 7, in welchem keine Aminverbindung verwendet wurde, die Dioxinkonzentration durch die Erwärmung der Flugasche erhöht, was zeigt dass in diesem Temperaturbereich nur die Bildung von Dioxinen vorkommt und keine Abbaureaktion stattfindet.
Anderseits werden in den Beispielen 5-7, wo verschiedene Aminverbindungen mit der Flugasche in Kontakt gebracht wurden, die Dioxine effektiv abgebaut. Es wird ebenfalls gezeigt, dass die untere Temperaturgrenze für den Abbau je nach Aminverbindung verschieden ist. Monoethanolamin zeigt nämlich einen Abbaugrad von über 90% bei 100ºC und 80% sogar bei 50ºC während Diethanolamin und Triethanolamin hohe Zersetzungsgrade bei über 150ºC beziehungsweise über 200ºC ergeben.

Beispiele 8, 9, 10, 11

Die Versuche wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass Anilin, Ethylenediamin und Aminomethylpropanol als Aminverbindung in den Beispielen 8, 9,10 bzw. 11 verwendet wurden und dass die Behandlungstemperatur auf 250ºC eingestellt wurde. Die Rückstandskonzentrationen und Zersetzungsgrade von Dioxinen sind in Tabelle 3 dargestellt.

20 Beispiel 12 (Vergleichsbeispiel)

Ein Versuch wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 5 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass eine wässrige Ammoniaklösung anstelle von Monoethanolethamin verwendet wurde und die Behandlungstemperatur auf 250ºC eingestellt wurde. Die Rückstandskonzentrationen und Zersetzungsgrade der Dioxine sind in Tabelle 3 gezeigt. Die Auftragungsmenge von Ammoniak (NH&sub3;) auf Glaskügelchen betrug 150 mg. Tabelle 3 Rückstandskonzentrationen und Zersetzungsgrade von Dioxinen (Beahndlungstemperatur 250ºC)
Es ist offensichtlich aus Tabelle 3, dass die Aminverbindungen, welche in den Beispielen 8-12 verwendet wurden ebenfalls einen hohen Dioxinzersetzungsgrad ergeben.

Industrielle Anwendbarkeit

Wie im einzelnen oben beschrieben, werden im Verfahren der vorliegenden Erfindung für den Abbau von Dioxinen, Dioxine in kurzer Zeit abgebaut und eliminiert, und dies in einem tiefen Temperaturbereich, in welchem normalerweise kein Dioxinabbau stattfindet. Dies führt zu einer Abnahme der für die Behandlung erforderlichen Energiekosten und zu einer Verbesserung der Wirksamkeit der Behandlung, was zu einer beträchtlichen Abnahme der gesamten Behandlungskosten führt. Da überdies das Verfahren der vorliegenden Erfindung keine reduktive Behandlungsathmosphäre benötigt, so dass die Behandlung im Freien oder in einem Gasabzug durchgeführt werden kann, kann das Verfahren durch eine einfache Behandlungsvorrichtung und durch einen leichten Betrieb durchgeführt werden.

Claims

1. Verfahren zum Abbau von Dioxinen oder Dioxin enthaltenden Materialien, umfassend einen Schritt, in welchem Dioxine, einschliesslich Polychlordibenzofurane und Dioxin enthaltende Materialien in Kontakt gebracht werden mit zumindest einer Behandlungschemikalie, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkanolaminen, wie Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Methanolamin und Aminomethylpropanol, Niederalkyl-derivierlie Amine, wie Diethylamin, Propylamin und Ethylendiamin, und cyklische Amine, wie Anilin, bei einer Temperatur von weniger als 300ºC, wobei die Dioxine und die Dioxin enthaltenden Materialien wirksam abgebaut werden, wenn sie in Kontakt mit der zumindest einen Behandlungschemikalie gebracht werden, und die zumindest eine Behandlungschemikalie einen Dampfdruck aufweist, welcher genügend ist um die Abbaureaktion von Dioxinen im genannten Schritt zu fördern.

2. Verfahren zum Abbau von Dioxinen gemäss Anspruch 1, worin diese zumindest eine Behandlungschemikalie ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Triethanolamin, Diethanolamin, Monoethanolamin, Anilin, Propylamin, Ethylendiamin und Aminomethylpropanol.

3. Verfahren zum Abbau von Dioxinen gemäss Anspruch 2, worin diese zumindest eine Behandlungschemikalie Triethanolamin ist und die Temperatur während dem Kontakt mindestens 200ºC beträgt.

4. Verfahren zum Abbau von Dioxinen gemäss Anspruch 2, worin diese zumindest eine Behandlungschemikalie Diethanolamin ist und die Temperatur während dem Kontakt mindestens 150ºC beträgt.

5. Verfahren zum Abbau von Dioxinen gemäss Anspruch 2, worin diese zumindest eine Behandlungschemikalie Monoethanolamin ist und die Temperatur während dem Kontakt mindestens 20ºC beträgt.

6. Verfahren zum Abbau von Dioxinen gemäss Anspruch 5, worin die Temperatur während dem Kontakt mindestens 50ºC ist.

7. Verfahren zum Abbau von Dioxinen gemäss Anspruch 1, worin die genannte zumindest eine Behandlungschemikalie ausgewählt ist, aus der Gruppe bestehend aus Anilin, n-Propylamin, Ethylendiamin und Aminomethylpropanol und die Temperatur während dem Kontakt mindestens 200ºC beträgt.

8. Verfahren zum Abbau von Dioxinen gemäss Anspruch 1 oder 2, worin die Temperatur während dem Kontakt mindestens 200ºC beträgt.

9. Verfahren zum Abbau von Dioxinen gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die Dioxine und die Dioxin enthaltenden Materialien in einem festen Material enthalten sind, einschliesslich Verbrennungsaschen, Böden und Aktivkohle.

10. Verfahren zum Abbau von Dioxinen gemäss Anspruch 9, worin das zu behandelnde feste Material mit zumindest einer Behandlungschemikalie gemischt wird und dann die Mischung erwärmt wird.

11. Verfahren zum Abbau von Dioxinen gemäss Anspruch 9, worin die genannte zumindest eine Behandlungschemikalie unter Gasbildung erwärmt wird und ein Gasstrom, welcher das resultierende Gas enthält, in Kontakt mit den zu behandelnden Materialien kommt.

12. Verfahren zum Abbau von Dioxinen gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die Dioxine und die Dioxin enthaltenden Materialien in einem. Gasstrom in einer Abgasleitung enthalten sind, und diese zumindest eine Behandlungschemikalie in die genannte Abgasleitung eingeleitet wird.

13. Verfahren zum Abbau von Dioxinen gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die Dioxine und die Dioxin enthaltenden Materialien in einem Gasstrom in der Abgasleitung, welche einen Staubkollektor aufweist, enthalten sind, und die genannte zumendest eine Behandlungschemikalie in die Abgasleitung oder den Staubkollektor eingeleitet wird.

14. Verfahren für die Zersetzung von Dioxinen gemäss Anspruch 12 oder 13, worin die zumindest eine Behandlungschemikalie in gasförmigem Zustand zugeführt wird.

15. Verfahren für die Zersetzung von Dioxinen gemäss Anspruch 12 oder 13, worin die genannte zumindest eine Behandlungschemikalie eine Flüssigkeit ist und in flüssigem Zustand, einschliesslich einem Nebel oder Flüssigkeitstropfen, zugeführt wird.

16. Verfahren zum Abbau von Dioxinen gemäss Anspruch 12 oder 13, worin eine Lösung von mindestens einer Behandlungschemikalie in flüssigem Zustand, einschliesslich Nebel oder Flüssigkeitstropfen, zugeführt wird.