"Катализируемое основанием разложение (КОР)"

Общие сведения

Наименование технологии
Катализируемое основанием разложение (КОР)

---

Назначение технологии
Использование отходов

Краткое описание технологии
Растворы или суспензии СОЗ в высококипящих углеводородах (нефтепродуктах) нагревают в присутствии каустической соды и катализатора. В этих условиях нефтепродукты служат источником водорода, который отщепляется и вступает в реакцию со связанным хлором в составе СОЗ. В присутствии щелочи главными продуктами переработки являются пары воды и хлорид натрия.

---

Сведения о разработчике технологии

Наименование организации
BCD Group Inc., Cincinnati, OH 45208, USA

---

Телефон
+1 513 899 4869

---

Факс
+1 513 899 4869

---

E-mail: opperman_t@bcdinternational.com

---

Сайт: http://www.bcdinternational.com

---

Эксплуатация

Промышленная

---

Производство, технологический процесс
Процесс состоит из двух стадий. На первой стадии перерабатываемые материалы смешивают с небольшими количествами оснований, обычно с бикарбонатом натрия, и нагревают при 315-500 ºС в реакторе термической десорбции непрерывного действия. В результате СОЗ переходят в газовую фазу, в значительной степени подвергаясь при этом деструкции, катализируемой основанием. Затем эти газы подают в конденсатор, а образовавшийся конденсат поступает на дальнейшую переработку.

На второй стадии, которая может быть и единственной при переработке таких концентрированных СОЗ как ПХБ, конденсат подают в жидкостный каталитический реактор периодического действия, содержащий нефть или продукты ее переработки, который нагревают до температуры более 326 ºС (температуры плавления гидроксида натрия) и вносят в него твердый гидроксид натрия и патентованный катализатор. Количество вводимых в реактор СОЗ зависит от количества связанного хлора. Протекающая реакция является экзотермической, так что при переработке отходов, содержащих большое количество связанного хлора (например, ПХБ, содержащие 50% хлора), их вносят отдельными порциями в течение некоторого времени.

После завершения реакции, что определяется химическим анализом и требует 3-6 ч, нефтепродукты и образовавшийся шлам выгружают из реактора. В новейшей конструкции предусмотрено охлаждение реактора ниже температуры воспламенения нефтепродукта-носителя перед выгрузкой. При использовании дешевых нефтепродуктов (например, топочного мазута, как это делается на предприятии SD Meyers в Мехико), мазут и шлам, содержащие хлористый натрий, используют в качестве топлива для цементных печей. В других случаях используют более реакционноспособные светлые нефтепродукты, и тогда их отделяют от шлама и используют повторно. Шлам можно подвергнуть дальнейшей переработке с получением щелочных вод, пригодных для нейтрализации кислых промышленных стоков, либо же захоронить его, как это делают с солями, являющимися отходами промышленных скрубберов газоочистки.

Предварительная подготовка материалов:
При переработке твердых материалов вначале требуется их механическая подготовка. Почву и другие сыпучие материалы просеивают, чтобы удалить крупные включения вроде кирпича, камней и металлолома. Отделённые включения измельчают и добавляют к исходному материалу. Максимальный размер твердых кусков не должен превышать 50 мм. На практике материал измельчают до зерен размером менее 35 мм, чтобы ускорить процесс термической десорбции. Процесс пригоден как для органических, так и для неорганических отходов при условии, что размер кусков не превышает 50 мм или же может быть доведен до такового.
На втором этапе переработки жидкие материала закачивают прямо в реактор, а твёрдые материалы, пыль из фильтров или же пастообразные отходы суспендируют в нефтепродукте с помощью истирающей мешалки. Получившуюся суспензию закачивают в реактор. Присутствие неорганических материалов, таких, как минеральная пыль или фильтровальные материалы, не мешает процессу вследствие их химической инертности.

Конструкционные особенности:
Установка состоит из отдельных модулей и может быть стационарной или мобильной.

Производительность:
Существующие установки по обеззараживанию почв перерабатывают от 100 кг/ч до 20 т/ч и до 9000 л жидкости за один раз. Одна загрузка каталитического реактора обычно составляет 1-3 т отходов СОЗ. В течение одного дня реактор загружают 2-4 раза. Концентрация СОЗ лишь слабо влияет на длительность одного цикла переработки. Конструкция установок позволяет осуществлять непрерывную круглосуточную эксплуатацию. Если необходимо повысить производительность, используют большее число модулей

Затраты на переработку загрязненных почв колебались в пределах 200-300 долларов США; на переработку нефтепродуктов, загрязненных ПХБ, затраты составили ≈ 750 USD в ценах 1991 г. Современные катализаторы не слишком дороги, а расход их чрезвычайно мал. Основные расходы приходятся на гидроксид натрия, потребление которого непосредственно связано с содержанием хлора в СОЗ и варьируется в пределах 200-800 кг/т СОЗ. Капитальные затраты на сооружение установки составляют ≈ 200000 долларов США.

---

Перерабатываемые отходы по ФККО

540000 Отходы продуктов переработки нефти, угля и сланцев

Дополнительная информация

Экологическая эффективность:

Все отходы процесса могут быть собраны для последующего анализа и переработки. Высокие степени деструкции (99,99-99,9999%) были продемонстрированы разработчиками технологии для ДДТ, ПХБ, ПХФ, ГХБ, ГХЦГ и диоксинов в ходе контрольных опытов и в обычном режиме эксплуатации установок. При испытаниях, прошедших в Новой Зеландии в конце 1990-х гг., в ходе которых все твердые остатки возвращали в систему для повторной переработки, концентрация диоксинов снизилась от 1280 до < 0,1 ppb.

В 1996 г. Департамент окружающей среды и природных ресурсов Северной Каролины, США, предложил провести испытания рассматриваемой технологии в промышленном масштабе для ремедиации полигона захоронения отходов в округе Уоррен. После завершения первой стадии переработки загрязненной почвы, то есть термической десорбции, департамент принял решение не проводить вторую стадию и сжечь конденсат в обычной установке для сжигания отходов. В 2004 г. хранившиеся образцы конденсата были подвергнуты второй стадии переработки в лабораторной установке АООС США. Результаты анализа показали, что содержание ПХБ снизилось от 81000 мг/кг до величины ниже предела обнаружения, то есть < 5 мг/кг, а общее содержание диоксинов и фуранов — от 5800 нг/кг до 9,1 нг/кг. Следующие лабораторные испытания, проведенные АООС США в 2005 г., показали снижение концентрации ПХБ от 5280 мг/кг до < 5 мг/кг, а диоксинов от 5800 нг/кг до 15,0 нг/кг.

Выбросы в атмосферу и побочные продукты:

Первые установки выбрасывали измеримые количества диоксинов и других СОЗ. Новейшие установки снабжены системами фильтрации и очистки отходящих газов и другими техническими новшествами. Благодаря этому, а также использованию непрямого нагрева реакторов термической десорбции, выбросы незначительны, причем общая масса выбрасываемых в атмосферу газов на порядок меньше, чем при высокотемпературном сжигании. Связанный хлор количественно переходит в соль. Суспензии соли в нефтепродуктах используют как топливо на тех предприятиях, которые имеют соответствующие лицензии, или же разделяют на компоненты. Намечается тенденция использовать избыток щелочи в солевых растворах для нейтрализации кислых сточных вод. Углеродистые остатки можно использовать в качестве топлива в подходящих печах или же захоронить на контролируемом полигоне

---