Uso de un material, así como un procedimiento para la retención de compuestos polihalogenados.

Uso de un material para la retención de compuestos polihalogenados,

formado por una carga que es adecuada para adsorber compuestos polihalogenados, y una matriz de una poliolefina en la cual la carga está completamente integrada e incorporada, en donde la carga está formada por partículas de carbono.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2002/001531.

Solicitante: KARLSRUHER INSTITUT FUR TECHNOLOGIE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: KAISERSTRASSE 12 76131 KARLSRUHE ALEMANIA.

Inventor/es: KREISZ,SIEGFRIED, HUNSINGER,HANS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D53/02 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › por adsorción, p.ej. cromatografía preparatoria en fase gaseosa.
  • B01D53/04 B01D 53/00 […] › con adsorbentes fijos.
  • B01D53/70 B01D 53/00 […] › Compuestos halogenados orgánicos.
  • B01J20/20 B01 […] › B01J PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS, QUIMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS (procedimientos o aparatos para usos específicos, ver las clases correspondientes a los procedimientos o al equipo, p. ej. F26B 3/08). › B01J 20/00 Composiciones absorbentes o adsorbentes sólidas o composiciones que facilitan la filtración; Sorbentes para cromatografía; Procedimientos para su preparación, regeneración o reactivación (utilización de composiciones absorbentes o adsorbentes en la separación de líquidos B01D 15/00; utilización de composiciones con ayudas para la filtración B01D 37/02; utilización de composiciones absorbentes o adsorbentes en la separación de gases B01D 53/02, B01D 53/14). › conteniendo carbono libre; conteniendo carbono obtenido por procesos de carbonización (carbón activo C01B 31/08).
  • B01J20/26 B01J 20/00 […] › Compuestos macromoleculares sintéticos.
  • B01J20/28 B01J 20/00 […] › caracterizados por su forma o sus propiedades físicas.

PDF original: ES-2548851_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Uso de un material, así como un procedimiento para la retención de compuestos polihalogenados

La presente invención se refiere al uso de un material para la retención de compuestos polihalogenados, formado por una carga y una matriz de una poliolefina en la que la carga está completamente integrada e incorporada, según la primera reivindicación, así como a un procedimiento para retener compuestos polihalogenados, según la declmoprlmera reivindicación.

Compuestos polihalogenados son, por ejemplo, dlbenzo-p-dioxinas y dlbenzofuranos (PCDD/F) pollclorados que se forman en procesos de combustión, entre otros también en la incineración de residuos, y que se eliminan con los gases de combustión. Debido a su toxicidad, el organismo legislativo de la República Federal de Alemania ha establecido en la 17a Ordenanza Federal de Protección contra Inmisiones (17. BlmSchV) para la emisión de estos compuestos desde plantas de incineración de residuos, un valor límite de 0,1 ng de TEQ/Nm3(TEQ = equivalentes de toxicidad). De acuerdo con el estado actual de los conocimientos, este valor límite para PCDD/F en los gases de combustión no se puede alcanzar mediante la simple optimización de las condiciones de incineración. Por lo tanto, la concentración de PCDD/F en los gases de combustión se debe reducir por debajo del valor límite prescrito por medio de una purificación de los gases de combustión conectada adiclonalmente a la Incineración.

Según el estado actual de la técnica, los PCDD/F en las instalaciones de Incineración se retiran lo más rápidamente posible en la purificación de los gases de combustión. Esto se produce se manera directa tras la incineración en el gas de Incineración que contiene polvo (gas bruto) por medio de catalizadores especiales a temperaturas altas, mediante aditivos que se agregan al filtro textil utilizado como unidad desempolvadora (procedimiento de flujo de deriva), o por medio de un catalizador integrado en el filtro textil (procedimiento REMEDIA, Cía. Gore). Todos estos procedimientos dan lugar, por lo general, a concentraciones de PCDD/F en los gases de incineración claramente menores que el valor límite de emisiones prescrito por las regulaciones de 0,1 ng de TEQ de PCDD/F/Nm3 No se requieren unidades adicionales para separar PCDD/F en otras vías de los gases de incineración. Las etapas de purificación de los gases de combustión conectadas adicionalmente (por ejemplo, sistemas de lavado por vía húmeda) muestran sólo muy ocasionalmente la presencia de PCDD/F.

Además de los procedimientos de purificación de gases de combustión descritos anteriormente, se ofrecen procedimientos que se combinan con sistemas depuradores de gases de combustión que se acoplan a la corriente de gases de combustión y que contienen componentes capaces de adsorber o absorber compuestos polihalogenados.

Por la publicación de Thomas Lóser: "Empleo de carbones activados para la reducción de PCDD/F", Abfallwirtschaftsjournal 4 (1992), N° 11, 893-902, se conoce el uso de carbón activado para la retención de sustancias perjudiciales. En la misma se destaca, en particular, la especial adecuación del carbón activado para retener mercurio y compuestos organoclorados en la purificación de gases de humo. Sin embargo, esto significa que el carbón activado, en su estado cargado, está fuertemente contaminado con mercurio, por lo que su eliminación implica un gasto más importante. Estudios propios demuestran, además, que el uso de carbón activado en sistemas de lavado por vía húmeda da lugar, por ejemplo debido a la abrasión, a una cantidad Importante de impurezas en el agua de lavado, lo cual hace necesario el uso de filtros adicionales.

En este sentido, se conoce en general que la fijación por adsorción de PCDD/F especialmente al carbono (C) es tan resistente que prácticamente se descarta la posibilidad de que a las temperaturas que se alcanzan en los sistemas de lavado por vía húmeda, es decir, 100°C como máximo, se produzca una desorción de los PCDD/F ya adsorbidos.

En el documento DE 4425658 C1 se da a conocer un procedimiento para la retención de compuestos polihalogenados en el que se hace pasar un gas de combustión a través de un lecho fijo con partículas de relleno obtenidas de una poliolefina, por ejemplo, polipropileno (PP). Se destaca, en particular, la adecuación del PP como material de adsorción especialmente para la retención de PCDD/F a partir de un gas de humo, en tanto que, por el contrario, las poliolefinas no captan el mercurio, que se debe retirar por separado. En cambio, las partículas del lecho fijo se pueden regenerar mediante una desorción de los compuestos polihalogenados absorbidos.

No obstante, sobre todo en plantas de Incineración de residuos con sistemas de lavado por vía húmeda, en las que se utiliza habltualmente PP como material de trabajo (por ejemplo, como partículas de relleno, separador de gotas), surge el problema de que el contenido de PCDD/F en el gas de combustión varía en función del estado de funcionamiento y, en el peor de los casos, el PP absorbe y concentra una parte de los PCDD/F Incorporados en escasas concentraciones en el sistema de lavado por vía húmeda. Preferiblemente, en casos de funcionamiento no controlado (tiempos de inicio e inactividad, averías) se debe contar con concentraciones claramente Incrementadas de PCDD/F en los gases de combustión. Se produce, de este modo, una importante contaminación por PCDD/F de los componentes de PP, lo que significa que después de un periodo prolongado de funcionamiento del sistema de lavado por vía húmeda, los PCDD/F están tan fuertemente concentrados en el PP que Incluso ligeras modificaciones del estado de funcionamiento, por ejemplo Incluso fluctuaciones de la temperatura, dan lugar a una desorción de los PCDD/F. En concreto, los PCDD/F de los gases de combustión no se fijan de manera irreversible al PP, sino que se

encuentran en un equilibrio de absorción/desorción que depende de forma importante de la temperatura y de la concentración de PCDD/F.

En un sistema de desempolvado que contiene un lecho fijo de cuerpos moldeados de PP, y por el que se hace pasar el gas que se debe purificar en seco, sin condensación y sin la adición de un líquido, se produce básicamente la desorción de PCDD/F desde el PP.

Los PCDD/F con bajo nivel de cloración exhiben más bien una tendencia a la desorción desde el PP y contribuyen, por este motivo, a una posible superación de los valores de TEQ permitidos. En función del estado de funcionamiento, el valor de TEQ en los gases de combustión incluso puede aumentar al pasar por el sistema de lavado por vía húmeda. Por ello, en estas instalaciones se debe implementar una unidad adicional para la separación de los PCDD/F al final del tramo de purificación de los gases del humo ("filtro policía"), o se debe impedir la liberación de los PCDD/F desde el sistema de lavado por vía húmeda.

En este contexto, se puede hacer referencia a la contraposición de dos procedimientos en el documento WO 98/41310, en los que al agua de lavado de un sistema de lavado por vía húmeda se agregan, por una parte, finas partículas de carbono (partículas de C) y, por otra parte, tensioactivos. En ambos procedimientos, estos aditivos fijan los PCDD/F de los gases de combustión y desarrollan, de esta forma, una reducción fiable de la concentración de PCDD/F en los gases de combustión. No obstante, estos procedimientos requieren dispositivos adicionales de dosificación y captación, que intervienen complicando el proceso y pueden influir negativamente sobre las propiedades del sistema de lavado por vía húmeda debido a la formación de lodos o espuma. Además, en los dos procedimientos, en caso de una separación insuficiente de gotas tras el sistema de lavado por vía húmeda, no se puede excluir que la corriente de gases de combustión arrastre y emita finas partículas enriquecidas con PCDD/F (partículas de C o gotitas de aerosol).

Asimismo, el documento US 5.595.586 da a conocer un procedimiento regenerativo, con un material de adsorción en una matriz de elastómero, para la retención de compuestos orgánicos volátiles procedentes de gases.

Sobre esta base, la invención tiene como misión proponer el uso de un material para la retención de compuestos pollhalogenados, así como un procedimiento con este material, por ejemplo, para PCDD/F, basado en poliolefinas, capaz de solucionar tanto los citados Inconvenientes del carbón activado como los de las poliolefinas.

La tarea se resuelve por medio del uso de un material con una carga adecuada para adsorber compuestos polihalogenados, que se encuentra incorporada y completamente integrada en el interior de una matriz formada por una poliolefina, preferiblemente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Uso de un material para la retención de compuestos polihalogenados, formado por una carga que es adecuada para adsorber compuestos polihalogenados, y una matriz de una poliolefina en la cual la carga está completamente integrada e incorporada, en donde la carga está formada por partículas de carbono.

2. Uso de un material para la retención de compuestos polihalogenados según la reivindicación 1, caracterizado por que las partículas de carbono están formadas por carbón activado, hollín o coque de horno de solera finamente triturado.

3. Uso de un material para la retención de compuestos polihalogenados según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la poliolefina de la matriz es un polipropileno (PP).

4. Uso de un material para la retención de compuestos polihalogenados según una de las reivindicaciones anteriores, para la fabricación de componentes o cuerpos de relleno para un sistema de purificación de gases de escape.

5. Uso de un material para la retención de compuestos polihalogenados según la reivindicación 4, caracterizado por que los componentes o los cuerpos de relleno son esteras tejidas, fibras, virutas, tiras, granulados o piezas moldeadas fabricadas por moldeo por inyección.

6. Uso de un material para la retención de compuestos polihalogenados según una de las reivindicaciones 4 a 5, caracterizado por que los componentes contienen también recintos o depósitos que permiten la circulación de los cuerpos de relleno, así como otras piezas del sistema depurador de gases de escape.

7. Uso de un material para la retención de compuestos polihalogenados según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por que el sistema depurador de gases de escape es un sistema de lavado por vía húmeda.

8. Uso de un material para la retención de compuestos polihalogenados según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por que el sistema depurador de gases de escape contiene un lecho fijo de piezas moldeadas a través del cual puede hacer circular el gas en seco, sin condensación ni adición de un líquido.

9. Uso de un material para la retención de compuestos polihalogenados según una de las reivindicaciones 4 a 8 anteriores, caracterizado por que los componentes se fabrican por un procedimiento de moldeo por inyección, utilizando un extrusor de doble husillo para la mezcla de la carga con el material de matriz.

10. Procedimiento para retener compuestos polihalogenados, en el que para la retención se utiliza un material formado por una carga, que es adecuada para adsorber compuestos polihalogenados, y una matriz de una poliolefina en la que la carga está completamente integrada e incorporada, en donde la carga está compuesta por partículas de carbono.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el cual la carga está formada por carbono (C) con muy potentes propiedades de adsorción de compuestos polihalogenados, y la proporción de C en el PP está en el intervalo entre 0,1 y 30% en peso.

12. Procedimiento según las reivindicaciones 10 u 11, en el que el carbono está compuesto por carbón activado, hollín o coque de horno de solera finamente triturado.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 10 a 12, en el que se usa un sistema de lavado por vía húmeda para la purificación de los gases de combustión.


 

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