Термическая утилизация полимерных отходов, содержащих поливинилхлорид

На рис. 2 приведены зависимости содержания пироуглерода и углекислого газа от температуры процесса. Расчеты показали, что содержание хлороводорода в пиролизных газах во всем интервале температур составляет менее 106 моль.

При температуре выше 800 К в процессе пиролиза ПВХ в присутствии СаО образуется углекислый газ, его максимальное содержание наблюдается при 1000 К, а затем оно снижается.

Образование С02 при пиролизе можно объяснить взаимодействием пироуглерода и СО с водяным паром, образующимся при возникновении хлорида кальция:

С + Н20 = СО + Н2;

СО + Н20 = С02 + Н2.

Снижение содержания С02 при температуре выше 1000 К связано со взаимодействием графита с С02 по реакции

С + С02 = 2СО.

Термодинамическое моделирование процессов деструкции ПВХ позволило предложить два варианта проведения процессов термической утилизации ПВХ, обеспечивающих их экологическую безопасность.

I. Пиролиз ПВХ при температуре 700 — 800 К с последующей нейтрализацией образующегося хлороводорода путем его взаимодействия с оксидом кальция при 400 — 500 К и дожиганием нейтрализованного газа кислородом воздуха при 1000 — 1100 К. Для нейтрализации пиролизных газов можно использовать фильтры, содержащие кусковую негашеную известь.

II. Пиролиз ПВХ в присутствии оксида кальция при 600 — 800 К. Пиролизные газы, содержащие метан и водород, обладающие высокой теплотворной способностью, могут быть использованы в качестве топлива для поддержания необходимой температуры в печи пиролиза. При невозможности утилизации образующихся газов для полной конверсии органических соединений перед выбросом в атмосферу их необходимо дожигать при 1100 — 1200 К.

Для экспериментального обоснования предлагаемого способа утилизации ПВХ, разработанного на основе термодинамического моделирования процесса деструкции полимера, в лабораторной печи пиролиза было проведено две серии испытаний по термической переработке ПВХ-содержащей фракции медицинских отходов и полимерных материалов, применяемых в автомобилестроении.

Пиролиз проводили при температуре 700 — 800 К в течение 40 мин в присутствии оксида кальция при массовом соотношении отход: СаО = = 5:1.

В ходе процесса контролировалось содержание хлороводорода в отходящих газах. Установлено, что на протяжении всего эксперимента его концентрация не превышала 1 мг/м3, что с учетом рассеяния выбросов не будет превышать ПДК.

Проведенные испытания подтвердили обоснованность выводов, сделанных на основе теоретических термодинамических расчетов пиролиза ПВХ. Разработанный способ обеспечивает экологическую безопасность утилизации ПВХ-содержащих отходов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Стрепихеев А.А., Деревицкая В.А. Основы химии высокомолекулярных соединений. - М.: Химия, 1976. 440 с.

2. Тагер А.А. Физикохимия полимеров. - М.: Химия, 1978. 544 с.

3. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения. - М.: Высшая школа, 1981. 656 с.

4. Тугов И.И., Кострыкина Г.И. Химия и физика полимеров. - М.: Химия, 1989. 432 с.

5. Папков С. П. Физико-химические основы переработки растворов полимеров. – М.: Химия, 1971.

6. Козлов П. В., Физико-химия эфироцеллюлозных пленок, Изд. «Искусство», 1948.

7. Козлов Л. В., Брагинский Г. И., Химия и технология полимерных пленок, Изд. «Искусство», 1965.

8. Чесунов В. М., Васенин Р. М., Высокомол. соед., А9, 2067 (1967).

9. Козлов П. В., Физико-химия эфироцеллюлозных пленок, Изд. «Искусство», 1948.

10.Козлов Л. В., Брагинский Г. И., Химия и технология полимерных пленок, Изд. «Искусство», 1965.

11.Подгородецкий Е. К., Технология производства пленок из высокомолекулярных соединений, Изд. «Искусство», 1953.

Размещено на Allbest.ru

 Скачать реферат