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    重庆时时彩稳赢技巧: 处理卤化和非卤化废料的方法.pdf

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    处理 卤化 废料 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN98807449.4

    申请日:

    1998.07.20

    公开号:

    CN1265043A

    公开日:

    2000.08.30

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):A62D 3/00申请日:19980720授权公告日:20050427终止日期:20150720|||授权|||实质审查的生效申请日:1998.7.20|||公开
    IPC分类号: A62D3/00 主分类号: A62D3/00
    申请人: 帕克控股公司;
    发明人: 盖伊·罗林杰
    地址: 卢森堡威克兰吉
    优先权: 1997.07.23 LU 90109; 1997.12.24 LU 90191
    专利代理机构: 柳沈知识产权律师事务所 代理人: 巫肖南
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN98807449.4

    授权公告号:

    |||1198669||||||

    法律状态公告日:

    2016.09.14|||2005.04.27|||2000.10.11|||2000.08.30

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    公开了一种消除卤化及非卤化废料的方法,而使废料在一种无氧介质中在800—1100℃范围的温度下与含金属氧化物的产物进行反应。

    权利要求书

    1.处理卤化或非卤化废料的方法,其特征在于该废料是与含金属氧
    化物在不含氧的条件下在温度800-1100℃下反应。
    2.按照权利要求1的方法,其特征在于该废料含碳。
    3.按照权利要求1或2的方法,其特征在于在该过程中添加二氧化
    碳。
    4.按照前述权利要求任意一项的方法,其特征在于在该过程中添加
    碳。
    5.按照权利要求4的方法,其特征在于用石墨及/或煤作为碳。
    6.按照前述权利要求任意一项的方法,其特征在于将含可卤化金属
    氧化物的产物用作含金属氧化物的离析物。
    7.按照权利要求6的方法,其特征在于将含TiO2、SiO2、Al2O3、
    CaO及/或Fe2O3或其混合物的产物用作含可卤化金属氧化物的材料。
    8.按照前述权利要求任意一项的方法,其特征在于将溶剂如四氯化
    碳、氯仿、二氯甲烷、四氯乙烯及三氯乙烯、四氯乙烷、冷却剂或制冷
    剂、PCB、杀虫剂、杀真菌剂及除草剂、卤化塑料如PVC用作为卤化
    废料。
    9.按照前述权利要求任意一项的方法,其特征在于将相当于废料中
    氯含量的一部分金属氧化物转化为金属氯化物。
    10.按照权利要求1至7的任意一项的方法,其特征在于将废油、
    润滑剂、脂肪、涂料、染料、煤焦油、石蜡、塑料、冷却剂及溶剂、刹
    车油或类似非卤化物质及材料用作非卤化废料。

    说明书

    处理卤化和非卤化废料的方法

    本发明涉及一种处理卤化和非卤化废料的方法。

    取代烃,特别是卤代烃,如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、四氯乙烯、
    三氯乙烯、四氯乙烷,PCB等,也包括PVC或聚偏二氯乙烯,在使用时或多
    或少会引起必须加以处理而麻烦的有毒或特殊废料。

    对环境和人体有剧毒影响的物质,如卤代化合物,特别是聚合卤化物,
    如PCBS或TCDD/TCDF(二噁英类/呋喃类),不能自动再利用,而只有
    以对环境友好方式加以处理。

    处理通常采用在公海倾倒或在陆地上用高温熔炉于过量空气中加
    以焚化。

    所需能量在许多情况下不是不加以考虑的,因为不但对这些物质进
    行处理必须使之蒸发和加热至所需分解的温度,而且还要对大量的空气
    进行加热。这样一来,如在公海进行焚化,既会引起大气污染和酸雨危害,
    又为保持空气清洁,还需采用昂贵的装置。

    据悉DE-A-33?13?889提出了一种处理有毒特殊废料的方法或装置,
    其中将有毒废物与一种导电材料混合一起,尤其以铁粉及/或焦炭方式,送
    入电感炉,使该待消除的有毒及/或特殊废料达到分解温度。

    US-A-4,435,379披露了一种用金属氧化物分解氯代烃类的方法,其
    目的是将所有的碳原子转化为一氧化碳。而问题在于使元素氯与氢原子
    基团一起转化为HCL。此刻,氯对氢原子基团的总比例必须至少为1∶1,
    以便能产出金属氯化物。

    US-A-4,587,116披露了一种类似方法,其中也可处理含氮废物。同样
    加热可在外部,而不在内部进行。

    EP-0?306,540披露了一种以纯或结合的形式从取代烃,诸如所提出
    的CCl4、CHCl3、C2H2Cl4、PCB、PVC及聚偏二氯乙烯等,回收能
    量的方法。按照此方法,废料在只有可处理的金属氧化物和导电材料的
    存在下,例如电极碳或电炉石墨,在感应加热反应器中于800℃-1100℃
    之间的温度下与水蒸气接触,进行热分解。在其中一部分其数量与废料
    氯化物含量相当的金属氧化物,被转化为挥发性金属氯化物。而一部分
    被释放的碳,被转化为一氧化碳,而未与金属氧化物反应的部分碳,则通
    过与化学计量的水蒸气而被转化为水煤气(CO+H2)。

    本发明目的在于开发一种以环境友好方式处理各种卤化的和非卤
    化废料的方法。

    按照本发明,通过采用使其中卤化和非卤化废料与含金属氧化物在
    不含氧的条件下在800-1100℃下进行反应而处理卤化物和非卤化物废
    料的方法,达到本发明的目的。

    这里所述方法可用于使卤化和非卤化废料对环境中性再循环。

    所出废料容量大为减少,从而保留尽可能很少的残渣,并得到尽可能
    多的金属/金属混合物。反应过程中使能量尽可能达到平衡。

    在本发明方法的优选实施方案中,使含碳卤化废料反应。

    在本发明方法有利实施方案中,通入二氧化碳作为流化气体。

    此外,也可向反应器提供石墨及/或煤型的碳。

    在优选方式中,采用可卤化含金属氧化物的产物作为含金属氧化物
    的离析物。

    在按照本发明方法具体实施方案的变化中,采用包括CaO、SiO2、
    TiO2、Al2O3、Fe2O3或其混合物的产物作为可卤化含金属氧化物的反应物。

    各种含金属氧化物的废料,如从金属加工工业中的含硅残渣、过滤
    器粉尘、烟灰、风沙、废料堆、电解淤泥、炉渣、石板残渣等,也都可用
    作反应物。简单的石英,包括大约98%的二氧化硅(SiO2),是可用于转化的
    最简单可行的原料。

    上述所有材料的特征在于,它们均含有较高含量的可卤化金属氧化
    物(CaO、SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3等)的事实。

    其最终好处是,以便宜试剂不能处理的含金属氧化物的材料现在得
    到了有效应用。

    溶剂,如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、四氯乙烯和三氯乙烯、四氯
    乙烷、冷却剂或制冷剂、PCB、杀虫剂、杀真菌剂和除草剂、卤化塑料
    如PVC等,均可用作卤化废料。

    一部分其数量与废料氯含量相当的金属氧化物,通过前述方法可转
    化为金属氯化物。得到生态学和经济学上有用的金属氯化物,其中四氯
    化硅和四氯化钛(SiCl4、TiCl4)为特别优选的产物。

    其他的材料如:废油、润滑剂、脂肪、油漆、染料、煤焦油、石蜡类、
    塑料、冷却剂及溶剂、刹车液或类似的非卤化物质及材料也均可加以处理。

    在这些工艺参数下,按热力学上优选形成的反应或转化产物是氢
    (H2),它主要是以气态并与体积百分数较少的甲醇(CH4)一起形成。

    在优选反应条件下,形成对环境危害及对环境污染的气态物质,如
    一氧化碳(CO)以及所谓温室气体的二氧化碳(CO2)很少,可以忽略。只
    有在1100℃以上,化学分解过程才可形成CO或CO2。

    在流化床反应器内可实现这种转化。流化床反应器也可用特种陶
    瓷、碳化硅(SiC)或特殊合金钢建造。

    可用电热元件(例如加热半壳)或用电感加热器使反应器达到所需操
    作温度。转化所需温度在800-1100℃之间。反应进行本身在无氧下进
    行。用二氧化碳作为流化气。

    卤代化合物高温下可分解为其最简单的成分。对于氯代烃,则形成
    氯化氢、氢、烷烃和氯气。氯和氯化氢对含金属氧化物的产物或废料起
    氯化剂的作用。该氯化反应产物在热力学上优选为金属氯化物。

    除形成氯化物外,也形成氢和一氧化碳,它们可用作合成气,或用于
    获取电能或其它化学合成,例如用于甲醇合成。

    其反应方程式:


    用作为流化气体的二氧化碳(CO2)通过与分解的碳氢化合物的碳反
    应并通过在反应器顶部外加的煤或石墨,被完全转化为一氧化碳。

    此所谓BOUDOUARD反应式在本说明书中优选为下述:

    反应方程式2:


    在这种为主的反应条件下,形成对环境有害的化合物,如二噁英(或
    二氧(杂)芭)、呋喃或碳酰氯(COCl2)是极不可能发生的。

    所产生的卤化金属化合物最初全都是气态。经冷却至室温可以获得
    固体,即结晶金属化合物,或在低温下凝结也可以得到液体金属化合物,
    这取决于起始原料。

    这些化合物的纯度可达到约96%,还可通过如分馏,也称为精馏的方
    法进一步加以提纯。

    现将通过以下附图对本发明各种实施方案加以说明,其中,

    图1说明处理卤化废料装置的流程图。

    在此工艺流程图中,如图1所示,可看到卤化废料的进料线1,含
    氧化金属物产物的进料线2及排放未转化的物料的管线3。流化气体
    (CO2)经进料装置4被吹入流化反应器5中。

    用反应器的加热器6将反应器5加热至800-1100℃之间的温度,
    使卤化废料与含金属氧化物材料在反应器内进行反应。所生成的产物在固
    体分离器7中进行分离,而所生成的固体氯化物,尤其是AlCl3和FeCl3,经
    管线8放出。残余气体经活性炭过滤器9进行提纯,再经鼓风机10压缩。然
    后这些气体在包括冷却剂入口11及冷却剂出口13的冷却箱12中进行冷却,
    于是将余下的金属氯化物分离出。其中主要包括SiCl4。

    而后将该气体送入冷凝器15,并使其在气体洗涤塔16中用碱性气
    体进行洗涤。洗涤塔16装有供给洗涤液的循环泵17。余下的合成气,
    一种CO和H2的混合物,经管线18在气体洗涤塔16的上部放出。

    处理全氯乙烯(C2Cl4)和氯乙烯(C2H3Cl,一种聚乙烯单体)可以作为
    实施应用的一个实施例加以引证。这种转化是用石板生产的石板废料作
    为含金属氧化物的产物来进行的。

    ??????????表1:根据玛特兰的(Martelange,Belgian

    ?????????????-Luxembourg边界区域)石板分析
    ????化合物
    ????分配百分数(重/重)%
    ????SiO2
    ??????????59.1
    ????Al2O3
    ??????????19.8
    ????Fe2O3
    ??????????8.2
    ????Na2O
    ??????????2.5
    ????CaO
    ??????????2.4
    ????K2O
    ??????????3.3
    ????MgO
    ??????????3.2
    ????FeS2
    ??????????0.5
    ????C
    ??????????1

    处理之前,最好用齿板研碎机磨碎石板废料,使其平均粒度在3-8mm
    之间。

    应用实施例1:处理PER(C2Cl4)

    将磨碎后的石板用流化气体二氧化碳一起喷射注入反应器。进一步
    提供的流化气体起产生和维持流化床的作用。按流量大约每小时20-27m3
    提供CO2作为流化气体。

    流化气体的温度,最好维持在大约500℃。用全氯乙烯(C2Cl4,PER)
    作为卤化废料产物。以流化气体的辅流(sub-flow)将PER呈气溶胶状地
    直接引入反应器的反应区。PER在此分解为其各个组分。PER与其它溶
    剂的差别在于分子中无氢原子。因此不可能形成盐酸(HCl)。

    但是形成了氯气(Cl2),氯气是最突出的氯化剂。因此在流化床中氯
    气与石板中的金属氧化物发生反应,形成金属氯化物(一般为MexCly)。因
    此可以形成氯化铝(AlCl3)及三氯化铁(FeCl3)及四氯化硅(SiCl4)。

    氯化烃热分解形成的元素碳或与流化气体(CO2)或与金属氧化物中的
    结合氧发生反应而形成CO。

    反应3说明二氧化硅氯化形成四氯化硅及一氧化碳。

    反应方程3:


    下述反应方程用于一般说明用石板处理PER:

    反应方程式4:


    显然由反应方程式4可以看出,除一氧化碳外,还生成了各种金属
    氯化物。所有这些物质在初期温度约1000℃下都以气态生成。在反应
    器的下游,由于环境空气,这些气体迅速冷却至约800℃。

    利用分离装置,如旋风分离器或活性炭过滤器,可使粉尘或结晶形
    态存在的金属氯化物,但主要是氯化铝和氯化铁,从工艺气流中分离出
    来和保留下来。而气流在鼓风机的作用下经过滤器而被抽出。其结果是,
    在反应器的出口可观察到微弱的真空,范围在低于标准压力0.01至0.05
    巴之间。

    残余气体含气态四氯化硅及一氧化碳。由于四氯化硅在-68℃以
    下的温度下进入固态,工艺气体只得冷却至温度约-50℃。用液氮对它进
    行预冷,然后用在冷凝塔内以一种低温混合物进行冷却。所用低温混合
    物是丙酮-干冰混合物,能产生不高于-86℃的低温。

    以气态存在的四氯化硅在上述温度下沉积于冷凝器中,并收集于储
    罐中。该凝缩四氯化硅纯度约96%。再经精馏可脱出所有外来物质。精
    馏提纯的结果会得到纯度约99%的四氯化硅溶液。

    经过凝缩之后,将工艺气体用10%的氢氧化钾溶液按逆流方式进行
    洗涤。从而用这种方法得到只含一氧化碳的提纯气体。

    应用实施例2:处理氯乙烯

    该装置工艺工程设计相当于也已用于处理全氯乙烯(PER)的设计。
    现将基本化学反应描述于下。

    在氯乙烯(C2H3Cl)反应时,氯乙烯单体(PVC)与石板废料按下述进行
    反应,例如:

    反应方程5:


    反应方程6:


    反应方程7:


    因此得到总反应方程8:


    氯化铝及三氯化铁的工艺工程分离,一方面在通过离心力沉积的旋
    风分离器中及另一方面在通过沉积的特定过滤器中进行。四氯化硅的分
    离按前述方法进行。

    由反应方程8可明显看出,除金属氯化物外,还生成了由一氧化碳
    及氢所组成的合成气。氢与一氧化碳间的比例为1∶2.3。这里所说的是
    有许多实际用途的所谓合成气。

    应用实施例3:在氧化钙存在下处理烃类(HC)或含卤化烃类(HHC)
    的废料

    将各种原料,尤其如油类、脂肪、PCB、CFC、溶剂或类似物质
    经计量装置,如偏心螺旋泵,送至反应区。在反应区内非??斓亟性?
    料分解为短链烃的第一次热分解。原料的停留时间或所得的分解产物的
    停留时间,是沿反应区的高度加以测定的。

    一般,按实际定量分解为大量氢及甲烷,其中氢对甲烷容积比明显
    偏向于氢的一侧。由于氧化钙熔点约2500℃,不会有大量的合成钙化
    合物。

    另一方面,如果引起卤化原料,尤其引起氯化材料进行反应,则氧
    化钙与原料中的卤原子间会发生反应。

    形成大量氯化钙(CaCl2)的反应产物,成为熔渣或熔融物留在反应器
    中。下述反应方程(反应方程1)考虑了所有在卤化烃处理或循环中形成
    的主产物。并对每个产物进行了热力学计算和实验检验。

    反应方程9:


    除此反应外,从反应器中也排出了细碳黑粒状的碳。

    利用重力分离器如大容量的旋风分离器分离剩余气体成分中的氢
    及甲烷,或氢及一氧化碳。

    从安全利益角度,也可将按照这样的方法清洁的气体通过活性炭过
    滤器。在工艺气体中仍然应当保留外来成分,或者利用目标凝缩或气体
    洗涤方法,可脱出后者。

    最后,一般只保留由一氧化碳、甲烷及氢所组成的合成气,将它
    用于许多不同技术场合,如能量回收,或用于化学合成(合成甲烷)。

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