WO1998056871A1 - Verfahren zur entsorgung kohlenwasserstoffhaltiger und/oder halogenierter abfallprodukte - Google Patents

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WO1998056871A1
WO1998056871A1 PCT/EP1998/003566 EP9803566W WO9856871A1 WO 1998056871 A1 WO1998056871 A1 WO 1998056871A1 EP 9803566 W EP9803566 W EP 9803566W WO 9856871 A1 WO9856871 A1 WO 9856871A1
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halogenated
hydrocarbon
disposal
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Guy Rollinger
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/02—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by distillation

Definitions

  • the present invention relates to a process for the disposal of hydrocarbon-containing and / or halogenated waste products. It is known to contain hydrocarbons and / or halogenated
  • the object of the present invention is to develop a method which allows various hydrocarbon-containing and / or halogenated waste products to be disposed of in an environmentally friendly manner.
  • This object is achieved according to the invention by a process for the disposal of hydrocarbon-containing and / or halogenated waste products, in which the waste products are reacted in the absence of oxygen in a hydroxide melt at temperatures of 400 to 900 ° C.
  • the hydroxide is selected from the group of the alkali metal hydroxides.
  • the hydroxide is preferably sodium hydroxide and / or potassium hydroxide.
  • the ratio between sodium hydroxide and potassium hydroxide is between 1: 0 and 1:10 and preferably 1: 0.5.
  • metal chlorides are additionally formed.
  • metal hydrides and possibly other hydrocarbons can also be obtained in the process.
  • the resulting alkali hydride requires careful handling because it is extremely reactive. In order to eliminate alkali hydrides from the gas, one is preferably used
  • the resulting alkali hydrides can either be used to extract metals or to extract hydrogen.
  • the resulting alkali metal hydroxides can be returned to the process. While the formation of alkali metal compounds in the temperature range around 300 ° C - 500 ° C is favored, the maximum of gaseous hydrogen is around 580 ° C to around 900 ° C.
  • hydrocarbon-containing waste products solvents, tars, waste oils, lubricants, greases, paints, paints, waxes and non-halogenated plastics
  • solvents such as e.g. Polyethylene, polypropylene, polystyrenes, polycarbonates or rubber and as halogenated waste materials solvents such as: chloroform, methylene chloride, tetra- and trichlorethylene, tetrachloroethane, coolants or refrigerants (CFCs), PCBs, dioxins, furans, brake fluid, pesticides, fungicides and herbicides, use halogenated plastics.
  • the melt may further contain a catalyst which comprises a metal oxide which cannot be reduced by sodium hydride and which, if possible, is resistant to sulfur and / or sulfur compounds.
  • the reactor materials are preferably selected from materials which do not form metalates with alkali metal hydrides and, if possible, do not form metal carbonyls or only to a small extent.
  • Fig. 1 a diagram of the plant for the disposal of hydrocarbon-containing and / or halogenated waste products.
  • the hydrocarbon-containing and / or halogenated waste products are introduced into a filling funnel 1 and then introduced into the reactor 4 by means of a pump 2 through a line which is provided with a shut-off valve 3.
  • the reactor 5 has a heating element 5 and can be connected to a nitrogen supply 7 by a shut-off valve 6.
  • the products are fed to a first gas scrubber 8, in which the solids are retained.
  • the solids can then be removed via a drain device 9.
  • the washing medium is circulated by a pump 10.
  • the gases freed from the solids are then passed through a gas compressor 11 to a second scrubbing column 12, in which various gases can be washed out.
  • the solids formed can be discharged through a shut-off valve 13.
  • the gases purified in this way are through the upper part of the
  • Washing column 12 discharged through a line 14.
  • Alkali hydroxide melt consisting of 2 parts sodium hydroxide (NaOH) and one part potassium hydroxide (KOH) at temperatures from 750 ° C to about 820 ° C with exclusion of air or oxygen under atmospheric pressure, i.e. 1.013 bar ⁇
  • thermochemically converted 0.05 bar thermochemically converted.
  • reaction or reaction products formed thermodynamically preferred under these process parameters are primarily gaseous hydrogen (H2) in addition to smaller percentages of methane
  • alkali metals here: metallic sodium, metallic potassium
  • alkali metal carbonates here: sodium carbonate, Na 2 C0 3 ; potassium carbonate, K 2 CO 3
  • alkali metal hydrides here: sodium hydride, NaH; Potassium hydride, KH.
  • Metal oxides, metal chlorides and metal sulfides are reacted so that pure or ultrapure metal can be obtained as reaction products.
  • the process can be modified in such a way that one can either produce larger amounts of alkali metal compounds or increase the yield of process gas. This is done essentially by varying the test temperature. While the formation of alkali metal compounds in the temperature range around 300 ° C - 500 ° C is favored, the maximum of gaseous hydrogen is around 580 ° C to around 900 ° C. At these higher temperatures, the composition of the process gas shifts to the side of hydrogen, ie the percentage of less methane contained in the process gas. At lower temperatures, the amount of hydrogen is below the maximum that can be achieved.
  • the composition of the gaseous constituents, here in particular hydrogen and methane differs from the composition at approximately 800 ° C.
  • 200 - 400 mm inside diameter can be filled with the alkali metal hydroxides via a gas-tight nozzle.
  • the contents are then heated to a temperature of approx. 750 ° C by means of an electrical heater (tubular heater or heating half-shell).
  • An electrical heater tubular heater or heating half-shell.
  • a homogeneous melt is formed, which has a melting point eutectic.
  • the temperature is measured using a Ni-CrNi or Pt-PtRh thermocouple, which protrudes into the center of the reactor via a gas-tight nozzle, so that the temperature of the melt can be picked up there.
  • nitrogen is first introduced into the melt via special nozzles. The nitrogen mixes the melt and at the same time displaces the remaining air that may be in the system.
  • the various hydrocarbon-containing and / or halogenated waste products can be introduced into the reactor. It is introduced via an eccentric screw pump, which distributes the substances to be introduced either from one or more inlet systems.
  • the use of several mass inlet systems allows the capacity of the reactor to be increased. Due to the high temperatures on the one hand and the aggressive, alkaline environment of the reactor melt on the other hand, the various feedstocks are broken down. The decomposition products react to new products that are initially gaseous due to the temperature. Essentially, the reaction produces large amounts of hydrogen and methane. Other secondary products are alkali metals, alkali metal carbonates, alkali metal hydrides and alkali metal chlorides.
  • the reaction produces a slight excess pressure of about 0.05 bar above normal pressure, based on the corresponding partial pressures of the gases formed.
  • the gases freed from the solid constituents are drawn in by a side channel compressor and cleaned in a further washing column.
  • This second washing column contains a zinc sulfate solution (ZnSO ⁇ . If sulfur components are contained in the various feedstocks, hydrogen sulfide (H2S) is formed in the reactor
  • Toxicity and odor can be removed from the resulting gases. This is done by a chemical precipitation reaction in the second gas scrubbing column.
  • zinc sulfide (ZnS) is formed, which is obtained as a crystalline substance that sinks to the bottom of the washing column and can be separated off there by a discharge mechanism.
  • Another by-product of gas scrubbing is sulfuric acid (H2SO4). This fact makes it possible to make a statement about the content of hydrogen sulfide formed by continuously checking the pH of the washing liquid.
  • the resulting hydrogen and methane are not affected by the gas scrubbing with the zinc sulfate solution and, as intended, can be used to generate energy.
  • seals e.g. metal-coated ceramic seals, overpressure protection and in particular leakage detection devices.
  • the substances remaining in the reactor, as well as unreacted metal hydroxides, can either be discontinuous or continuous from the
  • This pipe is provided with a special thread over a drip pan and screwed gas-tight. If the reactor contents are now to be released from the reactor, the screw connection is loosened and the tube is heated to about 250 ° C. by means of a heating coil. The melt that previously ran into the drain pipe and solidified there becomes liquid again. In this way, the "natural plug" is released and the reactor contents can flow into the drip pan and cool there without risk. example 1
  • motor oil was reacted at a temperature of 743 ° C and a pressure of 1.05 bar using the process described above.
  • a gas sample (Sample 1) was taken during the procedure and tested for CO2, O2, CO, H2, CH4, C2Hß, C2H4 and C3H8. The single ones
  • TCD thermal conductivity detector
  • the samples were analyzed using gas chromatography coupled with a flame ionization detector.
  • samples C, D, E, F, G correspond to the different mixtures
  • the individual components were determined as in Example 1:
  • 1,1-trichloroethane was reacted at a temperature of 786 ° C. and a pressure of 1,013 bar +/- 0.06 bar according to the method described above.
  • a gas sample (Sample 5) was taken during the process and on carbon, oxygen, nitrogen, carbon monoxide, hydrogen, methane, ethane, ethylene, propane, propylene, n-butane, i-butane, n-butylene, i-butylene, acethylene , Chloroalkanes, benzene, toluene and xylene were examined.

Abstract

Verfahren zur Entsorgung kohlenwasserstoffhaltiger und/oder halogenierter Abfallprodukte wobei die Abfallprodukte unter Ausschluß von Sauerstoff in einer Hydroxidschmelze bei Temperaturen von 400 °C bis 900 °C umgesetzt werden.

Description

VERFAHREN ZUR ENTSORGUNG KOHLENWASSERSTOFFHALTIGER UND/ODER HALOGENIERTER ABFALLPRODUKTE
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung kohlenwasserstoffhaltiger und / oder halogenierter Abfallprodukte. Es ist bekannt, kohlenwasserstoffhaltige und / oder halogenierte
Abfallprodukte zu entsorgen, indem man sie bei hoher Temperatur in einer offenen Flamme verbrennt und die daraus gewonnene Energie nutzt.
Leider entstehen bei der Verbrennung von kohlenwasserstoffhaltigen und / oder halogenierten Abfallprodukte eine Vielzahl von verschiedenen Reaktionsprodukten, die mehr oder weniger bedenklich sind, was die Umweltverträglichkeit anbelangt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das erlaubt, verschiedene kohlenwasserstoffhaltige und / oder halogenierten Abfallprodukte umweltgerecht zu entsorgen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Entsorgung kohlenwasserstoffhaltiger und / oder halogenierter Abfallprodukte gelöst, beim dem die Abfallprodukte unter Ausschluß von Sauerstoff in einer Hydroxidschmelze bei Temperaturen von 400 bis 900 °C umgesetzt werden.
In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens ist das Hydroxid aus der Gruppe der Alkalihydroxide ausgewählt.
In bevorzugter Weise ist das Hydroxid Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid.
In einer konkreten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt das Verhältnis zwischen Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid zwischen 1 :0 und 1 :10 und bevorzugterweise bei 1 : 0,5.
In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens werden hauptsächlich Wasserstoff, Methan und Karbonate und wenn halogenierte Abfallprodukte eingesetzt wurden, zusätzlich noch Metallchloride gebildet. Außerdem können beim Verfahren auch Metallhydride und eventuel auch noch andere Kohlenwasserstoffe anfallen.
Das anfallende Alkalihydrid bedarf einer sorgfältigen Handhabung, da es äußerst reaktiv ist. Zur Eliminierung von Alkalihydriden aus dem Gas wird vorzugsweise eine
Alkalihydroxidschmelze oder aber ein Kohlenwasserstoff eingesetzt.
Die anfallenden Alkalihydride können entweder zur Gewinnung von Metallen oder zur Gewinnung von Wasserstoff genutzt werden. Die dabei entstehenden Alkalihydroxide können in den Prozeß zurückgeführt werden. Während die Bildung von Alkalimetallverbindungen im Temperaturbereich um 300°C - 500°C begünstigt wird, liegt das Maximum an gasförmig gewinnbarem Wasserstoff bei etwa 580 °C bis etwa 900°C.
Man kann als kohlenwasserstoffhaltige Abfallprodukte Lösungsmittel, Teere, Altöle, Schmierstoffe, Fette, Lacke, Farben, Wachse und nicht halogenierte Kunststoffe wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polystyrole, Polykarbonate oder Gummi und als halogenierte Abfallstoffe Lösungsmittel wie z.B: Chloroform, Methylenchlorid, Tetra- und Trichloräthylen, Tetrachloräthan, Kühl- oder Kältemittel (FCKW), PCB, Dioxine, Furane, Bremsflüssigkeit, Pestizide, Fungizide und Herbizide, halogenierte Kunststoffe einsetzen. Die Schmelze kann weiterhin einen Katalysator enthalten, der ein nicht durch Natriumhydrid reduzierbares Metalloxid umfaßt und der, wenn möglich, gegenüber Schwefel und/oder Schwefeiverbindungen beständig ist.
Die Reaktorwerkstoffe sind vorzugsweise aus Materialien gewählt, die mit Alkalihydriden keine Metallate und wenn möglich auch keine oder nur in geringem Umfang Metallcarbonyle bilden.
Im folgenden werden nun verschiedene Ausgestaltungen der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 : ein Schema der Anlage zur Entsorgung von kohlenwasserstoffhaltigen und / oder halogenierten Abfallprodukten. Die kohlenwasserstoffhaltigen und / oder halogenierten Abfallprodukte werden in einen Einfülltrichter 1 eingefüllt und dann mittels einer Pumpe 2 durch eine Leitung, die mit einem Absperrventil 3 versehen ist, in den Reaktor 4 eingeführt. Der Reaktor 5 weist ein Heizelement 5 auf und kann durch ein Absperrventil 6 mit einer Stickstoffversorgung 7 verbunden werden. Nachdem die kohlenwasserstoffhaltigen und / oder halogenierten Abfallprodukte mit der im Reaktor 4 enthaltenen Schmelze reagiert haben, werden die Produkte einem ersten Gaswäscher 8 zugeführt, worin die Feststoffe zurückgehalten werden. Die Feststoffe könne dann über eine Ablaßvorrichtuπg 9 entnommen werden. Das Waschmedium wird durch eine Pumpe 10 in Umlauf gebracht.
Die von den Feststoffen befreiten Gase werden anschließend durch einen Gasverdichter 1 1 zu einer zweiten Waschkolonne 12 geführt, in der verschiedene Gase ausgewaschen werden können. Die gebildeten Feststoffe können durch einen Absperrhahn 13 abgelassen werden. Die derart gereinigten Gase werden durch den oberen Teil der
Waschkolonne 12 durch eine Leitung 14 abgeführt.
Folgende Ausführungsbeispiele seien genannt :
In einem Stahlreaktor werden die o.g. Eingangsstoffe in einer
Alkalihydroxidschmelze, bestehend aus 2 Teilen Natriumhydroxid (NaOH) und einem Teil Kaiiumhydroxid (KOH) bei Temperaturen von 750°C bis etwa 820°C unter Luft- bzw. Sauerstoffabschluß unter Atmosphärendruck, d.h. 1 ,013 bar ±
0,05 bar thermochemisch umgewandelt.
Die unter diesen Prozeßparametern thermodynamisch bevorzugt gebildeten Reaktions- bzw. Umsetzungsprodukte sind primär gasförmig anfallender Wasserstoff (H2) neben prozentual geringeren Mengen an Methan
(CH4).
Die Bildung umweltgefährdender bzw. umweltbelastender gasförmiger Stoffe wie Kohlenmonoxid (CO), sowie das als sog. Treibhausgas bekannte Kohlendioxid (CO2) ist vernachlässigbar gering. Neben den primär gebildeten gasförmigen Stoffen Wasserstoff und Methan werden als Sekundärstoffe verschiedene Metallverbindungen basierend auf den jeweiligen Schmelzebestandteilen gebildet.
In der Regel sind dies im wesentlichen die als Feststoffagglomerationen anfallenden Alkalimetalle (hier: metallisches Natrium, metallisches Kalium), Alkalimetallcarbonate (hier: Natriumkarbonat, Na2C03; Kaliumkarbonat, K2CO3), sowie Alkaiimetallhydride (hier: Natriumhydrid, NaH; Kaliumhydrid, KH). Diese verschiedenen Alkalimetallverbindungen lassen sich durch geeignete Separationsverfahren gewinnen und besitzen z.T. große technische Bedeutung. So können die Alkaiimetallhydride in der Art chemisch mit verschiedenen
Metalloxiden, Metallchloriden und Metallsulfiden zur Reaktion gebracht werden, so daß als Reaktionsprodukte Rein- bzw. Reinstmetall gewonnen werden können.
Die Verwendung der primär gebildeten Gase ist ebenso vielfältig und weitgefächert, als diejenigen bei den Sekundärprodukten. Doch steht hier die Gewinnung von elektrischer Energie durch Umsetzung der Produktgase in Gasmotoren, Gasturbinen und in Brennstoffzellen im Vordergrund.
Das Verfahren kann jedoch in der Art modifiziert werden, daß man entweder größere Mengen an Alkalimetallverbindungen erzeugen kann oder die Ausbeute an Prozeßgas erhöht. Dies geschieht im wesentlichen durch die Variation der Versuchstemperatur. Während die Bildung von Alkalimetallverbindungen im Temperaturbereich um 300°C - 500°C begünstigt wird, liegt das Maximum an gasförmig gewinnbarem Wasserstoff bei etwa 580°C bis etwa 900°C. Bei diesen höheren Temperaturen verschiebt sich die Zusammensetzung des Prozeßgases auf die Seite des Wasserstoffes, d.h. das prozentual weniger Methananteile im Prozeßgas enthalten sind. Bei niedrigeren Temperaturen liegt die Wasserstoffmenge unterhalb des erreichbaren Maximums. Die Zusammensetzung der gasförmigen Bestandteile, hier insbesondere Wasserstoff und Methan ist verschieden zu der Zusammensetzung bei ca. 800°C, und zwar in der Art, daß größere Mengen an Methan gebildet werden. Bei Versuchstemperaturen jenseits der 900°C läßt sich keine größere Ausbeute an Wasserstoff erzielen, da thermische Zersetzungsprozesse zunehmen. Zudem wird die Bildung von umweltgefährdenden Emissionen wie Kohlenmonoxid und Kohlendioxid begünstigt, die bei normalen Prozeßbedingungen nicht gebildet werden; d.h. Kohlenstoff- und Sauerstoffanteile werden thermodynamisch begünstigt als Alkalimetallkarbonate gespeichert. Zu Beginn eines Versuchs wird der Reaktor (ST37 Normalstahl, 4 m Höhe,
200 - 400 mm Innendurchmesser) über einen gasdichten Stutzen mit den Alkalimetallydroxiden gefüllt werden. Danach wird der Inhalt mittels einer elektrischen Heizung (Rohrerhitzer oder Heizhalbschalen) auf eine Temperatur von ca. 750°C aufgeheizt. Es bildet sich eine homogene Schmelze, die ein Schmelzpunkt-Eutektikum, besitzt.
Die Temperaturmessung erfolgt über ein Ni-CrNi oder Pt-PtRh Thermoelement, was über einen gasdichten Stutzen in die Mitte des Reaktors ragt, so daß man dort die Temperatur der Schmelze abgreifen kann. Zur Sicherheit und zur besseren Durchmischung der Schmelze wird über spezielle Düsen zunächst Stickstoff in die Schmelze eingebracht. Der Stickstoff durchmischt die Schmelze und verdrängt gleichzeitig die restliche, eventuell in der Anlage befindliche Luft.
Nach einer gewissen Vorlaufzeit kann mit der Einbringung der verschiedenen kohlenwasserstoffhaltigen und / oder halogenierten Abfallprodukte in den Reaktor begonnen werden. Die Einbringung erfolgt über eine Exzenterschneckenpumpe, die die einzubringenden Stoffe entweder aus einem oder mehreren Einlaßsystemen verteilt. Die Verwendung mehrerer Stoffeinlaßsysteme erlaubt die Erhöhung der Kapazität des Reaktors. Durch die hohen Temperaturen einerseits und durch das aggressive, alkalische Milieu der Reaktorschmelze andererseits werden die verschiedenen Einsatzstoffe aufgespalten. Dabei reagieren die Zersetzungsprodukte zu neuen Produkten, die zunächst aufgrund der Temperatur gasförmig sind. Im wesentlichen entstehen bei der Reaktion große Mengen an Wasserstoff und Methan. Als weitere, sekundäre Produkte entstehen Alkalimetalle, Alkalimetallkarbonate, Alkaiimetallhydride sowie Alkalimetalchloride. Diese Stoffe bilden sich bei etwas geringeren Temperaturen, so daß sie beim Abkühlen kristallisieren und in einer mit Paraffinöl kontinuierlich gespülten Waschkoionne zurückgehalten werden können. Im Reaktor selbst bleiben die nicht umgesetzten Alkalimetalhydroxide, sopwie ein Teil der Alkalimetallkarbonate und der Alkalimetalchloride
Durch die Reaktion wird ein geringer Überdruck von etwa 0,05 bar über Normaldruck, basierend auf den entsprechenden Partialdrücken der entstandenen Gase, erzeugt.
Die von den festen Bestandteilen befreiten Gase werden von einem Seitenkanalverdichter angesaugt und in einer weiteren Waschkolonne gereinigt.
Diese zweite Waschkolonne enthält eine Zinksulfatlösung (ZnSO^. Falls in den verschiedenen Einsatzstoffen Schwefelbestandteile enthalten sind, wird im Reaktor Schwefelwasserstoff (H2S) gebildet. Dieser sollte schon wegen seiner
Toxizität und des Geruchs aus den anfallenden Gasen entfernt werden. Dies geschieht durch eine chemische Fällungsreaktion in der zweiten Gaswaschkolonne. Bei der Gaswäsche wird Zinksulfid (ZnS) gebildet, das als kristalliner Stoff anfällt, der auf den Boden der Waschkolonne sinkt und dort durch einen Ablaßmechanismus abgetrennt werden kann. Als weiteres Nebenprodukt der Gaswäsche fällt Schwefelsäure (H2SO4) an. Diese Tatsache erlaubt durch eine kontinuierliche Überprüfung des pH-Wertes der Waschflüssigkeit, eine Aussage über den Gehalt an gebildetem Schwefelwasserstoff zu treffen.
Das entstandene Wasserstoff und Methan werden durch die Gaswäsche mit der Zinksulfatlösung nicht beeinflußt und können wie gedacht zur Energiegewinnung verwendet werden.
Als Sicherheitsmaßnahmen sollten Temperatur-, Druck- und Leckagemeßgeräte verwendet werden. Im Fall einer Leckage im System besteht die Gefahr von Reaktionen (Reaktionsgleichungen 1 - 3), die den Prozeß nur schwer kontrollierbar machen. Dabei sind folgende Reaktionen die wichtigsten: a) Umsetzung von Alkalimetallen mit Feuchtigkeit, am Beispiel von Natrium
2 Na + 2 H20 "* 2 NaOH + H2 + Energie
{Reaktionsgieichung 1} b) Umsetzung von Alkalimetallhydriden mit Feuchtigkeit, am Beispiel von Natriumhydrid
2 NaH + 2 H20 2 NaOH + 2 H2 + Energie
{Reaktionsgleichung 2} c) Umsetzung von Wasserstoff mit Sauerstoff, Knaligasreaktion
2 H + 02 "* 2 H20 + Energie
{Reaktionsgleichung 3}
Aus diesem Grund ist es wichtig, daß geeignete Dichtungen, wie z.B. metallummantelte Keramikdichtungen, Überdrucksicherungen und insbesondere Leckageanzeigegeräte installiert werden.
Die im Reaktor zurückbleibenden Stoffe, sowie nicht umgesetzte Metallhydroxide können entweder diskontinuierlich oder kontinuierlich aus dem
System entfernt werden. Am einfachsten erfolgt eine Entleerung des Reaktors und des Reaktorbodens, was in etwa wie folgt geschehen sollte: Im Reaktorboden ist eine runde Aussparung vorgesehen, die in ein beheizbares Ablaßrohr führt.
Dieses Rohr ist über einer Auffangwanne mit einem Spezialgewinde versehen und gasdicht verschraubt. Wenn nun der Reaktorinhalt aus dem Reaktor entlassen werden soll, löst man die Verschraubung und erhitzt das Rohr mittels einer Heizschlange auf etwa 250°C. Die Schmelze, die zuvor in das Ablaßrohr gelaufen und dort erstarrt war, wird wieder flüssig. So wird der "natürliche Pfropfen" gelöst und der Reaktorinhalt kann in die Auffangwanne fließen und dort risikolos abkühlen. Beispiel 1
In einem Versuch wurde Motorenöl bei einer Temperatur von 743°C und einem Druck von 1 ,05 bar nach dem oben beschriebenen Verfahren umgesetzt.
Eine Gasproben (Probe 1 ) wurde während des Verfahrens entnommen und auf CO2, O2, CO, H2, CH4, C2Hß, C2H4 und C3H8 untersucht. Die einzelnen
Komponenten der Gasproben wurden wie folgt bestimmt:
• CO2- CO, CH4 infrarotspektroskopisch mittels URAS-Gasanalysator
• H2, Alkane gaschromatographische Auftrennung und Detektion mittels Wärmeleitdetektor (WLD).
Die Untersuchung der Gasproben hatten folgende Ergebnisse
Figure imgf000010_0001
Beispiel 2
Bei einem weiteren Versuch wurde Altöl (A) bei einer Temperatur von 758°C und einem Druck von 1 ,05 bar und ein Gemisch (B) aus Altöl und Lack bei 762°C und einem Druck von 1 ,06 bar nach dem oben beschriebenen Verfahren umgesetzt. Je eine Gasprobe (Probe 3 (A) und Probe 4 (B)) wurde während des Verfahrens entnommen und auf, N2, CO2- 02, CO, H2, CH4 und C2H8 untersucht.
In diesem Fall wurden die Proben mittels Gaschromatographie, gekoppelt mit einem Flammenionisationsdetektor, analysiert.
Die Untersuchung der Gasproben hatten folgende Ergebnisse
Figure imgf000011_0001
*Der Wasserstoffgehalt wurde nicht direkt bestimmt, sondern per Differenz von 100 Vol% errechnet. Die Genauigkeit der Analyse ist +/- 5 Vol% relativ. Beispiel 3
Bei weiteren Versuchen wurde ein Gemisch aus Motorenöl und Lack (Gemisch C) und gebrauchtes Fritieröl (Gemisch D) unter folgenden Bedingungen nach dem oben beschriebenen Verfahren umgesetzt:
Figure imgf000012_0001
Je eine Gasprobe (Proben C, D, E, F, G entsprechen den verschiedenen Gemischen) wurde während des Verfahrens entnommen und auf CO2- O2- CO,
H2- CH4, C2Hg, C2H4 , C3H3 und C2H2 untersucht. Die einzelnen Komponenten wurden wie unter Beispiel 1 bestimmt:
Die Untersuchung der Gasproben hatten folgende Ergebnisse
Figure imgf000012_0002
Beispiel 4
In einem Versuch wurde 1 ,1 ,1 -Trichlorethan bei einer Temperatur von 786°C und einem Druck von 1 ,013 bar +/- 0.06 bar nach dem oben beschriebenen Verfahren umgesetzt.
Eine Gasproben (Probe 5) wurde während des Verfahrens entnommen und auf Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Methan, Ethan, Ethylen, Propan, Propylen, n-Butan, i-Butan, n-Butylen, i-Butylen, Acethylen, Chloralkane, Benzol, Toluol und Xylol untersucht.
Die Untersuchung der Gasproben hatten folgende Ergebnisse .
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000014_0001

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Entsorgung kohlenwasserstoffhaltiger und/oder halogenierter Abfallprodukte dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallprodukte unter Ausschluß von Sauerstoff in einer Hydroxidschmelze bei Temperaturen von 400°C bis 900 °C umgesetzt werden.
2. Verfahren zur Entsorgung kohlenwasserstoffhaltiger und/oder halogenierter Abfallprodukte nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Hydroxid aus der Gruppe der Alkalihydroxide ausgewählt ist.
3. Verfahren zur Entsorgung kohlenwasserstoffhaltiger und/oder halogenierter Abfallprodukte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydroxid
Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid ist.
4. Verfahren zur Entsorgung kohlenwasserstoffhaltiger und/oder halogenierter Abfallprodukte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen Natriumhydroxid und Kaiiumhydroxid zwischen 1 :0 und 1 :10 liegt. 5. Verfahren zur Entsorgung kohlenwasserstoffhaltiger und/oder halogenierter Abfallprodukte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid bei 1 :0,
5 liegt.
6. Verfahren zur Entsorgung kohlenwasserstoffhaltiger und/oder halogenierter Abfallprodukte nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Verfahren hauptsächlich Wasserstoff, Methan, Karbonate und wenn halogenierte Abfallprodukte eingesetzt wurden zusätzlich noch Metallchloride gebildet werden.
7. Verfahren zur Entsorgung kohlenwasserstoffhaltiger und/oder halogenierter Abfallprodukte nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Verfahren außerdem noch geringe Mengen von Hydriden anfallen.
8. Verfahren zur Entsorgung kohlenwasserstoffhaltiger und/oder halogenierter Abfallprodukte nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als kohlenwasserstoffhaltige Abfallprodukte Lösungsmittel, Teere, Altöle, Schmierstoffe, Fette, Lacke, Farben, Teere, Wachse und nicht halogenierte Kunststoffe wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polystyrole, oder Gummi und als halogenierte Abfallstoffe Lösungsmittel wie z.B: Chloroform, Methylenchlorid, Tetra- und Trichloräthylen, Tetrachloräthan, Kühl- oder Kältemittel (FCKW), PCB, Dioxine, Furane, Bremsflüssigkeit, Pestizide, Fungizide und Herbizide, halogenierte Kunststoffe eingesetzt werden.
PCT/EP1998/003566 1997-06-12 1998-06-12 Verfahren zur entsorgung kohlenwasserstoffhaltiger und/oder halogenierter abfallprodukte WO1998056871A1 (de)

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