DE69809310T2

DE69809310T2 - Verfahren und System zur Entfernung von Schadstoffen

Info

Publication number: DE69809310T2
Application number: DE69809310T
Authority: DE
Inventors: Haruhisa Ishigaki; Yoshiyuki Kashiwagi; Nobuyuki Yoshioka
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1997-02-24
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2018-02-19
Also published as: EP0860183B1; KR19980071609A; AU714634B2; ES2186931T3; DK0860183T3; EP0860183A3; DE69809310D1; AU5632998A; CN1095687C; CN1197685A; NO980758L; ATE227598T1; NO316905B1; MY121329A; EP0860183A2; KR100341551B1; NO980758D0

Description

DER ERFINDUNG ZUGRUNDELIEGENDER ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Verbesserungen in einem Verfahren zum Entfernen eines Schadstoffs (wie Chlor und/oder Schwefel) aus einem Material (als "zu behandelndes Material" bezeichnet), das Chlor und/oder Schwefel enthält, wie städtischer Abfall oder Müll und industrieller Abfall, und Verbesserung bei einem Mittel zum Entfernen eines Schadstoffs, das in dem Verfahren zu verwenden ist, und insbesondere eine Technik, bei der das Mittel zum Entfernen des Schadstoffs mit dem Schadstoff haltigen Gas (Chlorwasserstoff, Chlorgas und/oder Schwefeloxidgas) umgesetzt wird, das bei der thermischen Behandlung des Abfalls und Mülls erzeugt wird, um unschädliches Gas und unschädliche Verbindungen zu bilden.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Neuerdings nehmen Abfall, wie städtischer Abfall oder Müll, mengenmäßig von Jahr zu Jahr zu, so daß seine Behandlung problematisch wird. Solch städtischer Abfall enthält Abfall oder Müll von Haushalten und Büros und besteht daher hauptsächlich aus verbrennbarem Abfall. Dieser verbrennbare Abfall umfaßt eine Vielzahl von chemischen Substanzen (zum Beispiel Kunststoff), die eine große Menge Polyvinylchlorid enthalten, und eine Vielzahl von Materialien (zum Beispiel in Büros verwendetem Papier), die eine große Menge an Chlorkomponenten, wie chlorhaltigem Bleichmittel, enthalten.
Im allgemeinen ist die Verbrennung üblicherweise zur Behandlung solchen Abfalls verwendet worden. Wenn jedoch der Abfall oder das zu behandelnde Material, die Chlorkomponenten enthalten, verbrannt werden, wird chlorhaltiges Gas, wie Chlorwasserstoff gas und Chlorgas erzeugt, wodurch Probleme der Umweltverschmutzung und der Beschädigung der Verbrennungsanlage durch die Wirkung des chlorhaltigen Gases auftreten. Um die Erzeugung solch chlorhaltigen Gases zu verhindern, ist die Verbrennung von Abfall oder zu behandelndem Material unter Zugabe eines Mittels zum Entfernen von Chlor, wie gelöschtem Kalk, Calciumcarbonat oder ähnlichem durchgeführt worden, wie es zum Beispiel in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-10341 offenbart ist. Zusätzlich ist es auch bekannt gewesen, nachdem das in einen Abfallverbrennungsofen gegebene zu behandelnde Material einer Verbrennungsbehandlung unterworfen wurde, das emittierte Gas einer Vielzahl von Reinigungsbehandlungen, falls erforderlich, zu unterwerfen, zum Beispiel wird es in einen Beutelfilter eingeleitet, damit es mit gelöschtem Kalk umgesetzt wird, um dadurch zu verhindern, daß schädliches chlorhaltiges Gas in die atmosphärische Luft emittiert wird.
Wie oben diskutiert, sind im Fall der Verbrennung von Abfall oder zu behandelndem Material chlorhaltige Substanzen, wie Chlorid und andere Chlorverbindungen, problematisch, da im Verlauf der Verbrennung erzeugtes chlorhaltiges Gas den Abfallverbrennungsofen selbst beschädigt und Dampfrohre korrodiert und außerdem zu Problemen der Dioxinerzeugung führt, das stark giftig ist. Entsprechend ist chlorhaltiges Gas üblicherweise mit gelöschtem Kalk oder ähnlichem im Beutelfilter umgesetzt worden, um zu verhindern, daß in die atmosphäre Luft emittiert wird. Von solchen Maßnahmen kann erwartet werden, daß eine gewisse Wirkung bei der Behandlung von Gas aus der Verbrennung erreicht wird, so daß chlorhaltiges Gas gehindert wird, sich in der atmosphärischen Luft zu verbreiten. Es ist jedoch schwierig, chlorhaltige Substanzen durch solche Maßnahmen vollständig zu entfernen, da chlorhaltige Substanzen in dem nach der Verbrennung des zu behandelnten Materials gebildeten Rückstand verbleiben. Dies verursacht mit die Dioxinbildung. Selbst durch die Maßnahme der Zugabe von gelöschtem Kalk oder Calciumcarbonat während der Verbrennung ist es nicht möglich gewesen, ausreichend die Erzeugung chlorhaltigen Gases zu verhindern.
Außerdem ist vorgeschlagen worden. Alkalimaterial in den Abfallverbrennungsofen zu sprühen, in dem das zu behandelnde Material verbrannt wird, wie es zum Beispiel in der vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 54- 93864 offenbart wird. Bei diesem Vorschlag wird jedoch chlorhaltiges Gas behandelt, das bereits erzeugt ist und den Abfallverbrennungsofen ausfüllt, was ähnlich wie die obige Maßnahme ist, und es daher unmöglich macht, chlorhaltiges Gas vollständig zu entfernen.
Außerdem ist auch vorgeschlagen worden, daß die Verbrennung des zu behandelnden Materials durchgeführt wird während Alkalimaterial zugegeben wird, das Calcium enthält, wie Kalk (CaCO&sub3;), gelöschter Kalk (Ca(OH)&sub2;) oder ähnliches, oder daß SOx durch ein Filter geleitet wird, das mit dem Alkalimaterial gefüllt ist, um SOx zu entfernen, wie es zum Beispiel in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-10341, der vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 1-296007 und der vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 59-12733 offenbart ist. Die bei diesen Vorschlägen ablaufenden Reaktionen sind folgende:
Im Fall der Behandlung von chlorhaltigem Gas (HCl):
CaCO&sub3; + 2HCl → CaCl&sub2; + H&sub2;O + CO&sub2;.
Ca(OH)&sub2; + 2HCl → CaCl&sub2; + 2H&sub2;O
Im Fall der Behandlung von schwefeloxidhaltigem Gas (SO&sub2;):
CaCO&sub3; → CaO + CO&sub2;
CaO + SO&sub2; + 1/2O&sub2; → CaSO&sub4;
Ca(OH)&sub2; → CaO + H&sub2;O
CaO + SO&sub2; + 1/2O&sub2; → CaSO&sub4;
Außerdem ist auch vorgeschlagen worden, das zu behandelnde Material der thermischen Zersetzung oder Trockendestillation zu unterwerfen statt der Verbrennung, wodurch das Volumen des zu behandelnden Materials verringert wird und das zu behandelnde Material carbonisiert wird, wie es in der vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 5-33916, der japanischen Patentveröffentlichung (Kohyo) Nr. 8-510789 und der vorläufigen japanischen Patentveröffentlichung Nr. 9-155326 offenbart ist. Zusätzlich offenbart die vorläufige japanische Patentveröffentlichung Nr. 5-33916 das Versprühen von Alkalimaterial, wie gelöschtem Kalk, in einen Ofen; es kann jedoch keine ausreichende Wirkung bei der Entfernung von chlorhaltigem Gas erwartet werden, da das Alkalimaterial mit chlorhaltigem Gas in Kontakt gebracht wird, das bereits erzeugt ist und den Ofen ausfüllt.
EP-A-0 372 276 offenbart ein Verfahren zur Rückgewinnung von sauberem Kohlenwasserstoffmaterial aus Kohlenwasserstoff Öl, das unter anderem mit chlorierten Verbindungen verunreinigt ist. Das verunreinigte Öl wird einer thermischen oder katalytischen Krackbehandlung unterworfen, gefolgt von einer Abtrennung des Destillats, das Chlorverbindungen enthält, und einem hydrierenden Raffinierschritt des Chlorverbindungen enthaltenden Destillats. Während der thermischen oder katalytischen Behandlung kann Natriumhydroxid zugegeben werden.
WO 96/29118 A offenbart ein Verfahren zur Behandlung von halogerihaltigem Abfallmaterial mit einer Alkali- oder Erdalkaliverbindung. Das Material und die Verbindung können gemischt werden, und dann wird die Mischung in einer Reaktionszone in einem im wesentlichen geschlossenen System erhitzt, um so einen steuerbaren, autogenen Druck zu bilden.
In Hinblick auf die obigen Ausführungen ist es sehr erwünscht, die Einführung von Techniken zu beschleunigen für eine ausreichende Entfernung von chlorhaltigem Gas oder eine ausreichende Verhinderung der Entstehung von chlorhaltigem Gas selbst bei der thermischen Behandlung von zu behandelndem Material, da chlorhaltiges Gas die Entstehung von Dioxin mitverursacht, das bekanntlich stark giftig für den menschlichen Körper ist.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Als Ergebnis einer Vielzahl von Experimenten und Untersuchungen zur Entfernung von schädlichen chlorhaltigen Substanzen oder Gasen (wie Chlorwasserstoff gas und Chlorgas) in emittiertem Gas, das bei der thermischen Behandlung eines Abfalls oder zu behandelnden Materials erzeugt wird, das eine große Menge an Chlorkomponenten oder -verbindungen enthält, haben die Erfinder der vorlie genden Erfindung gefunden, daß schädliche chlorhaltige Substanzen oder Gase wirksam mit einer Natrium- oder Kaliumverbindung umgesetzt werden können (insbesondere Natrium- und Kaliumcarbonat, -hydrogencarbonat und -hydroxid), so daß die schädlichen chlorhaltigen Gase wirksam in unschädliche Chloride umgewandelt werden. Zusätzlich wurde bestätigt, daß die Natrium- oder Kaliumverbindung auch sehr wirksam ist zur Umwandlung von schädlichen schwefelhaltigen Gasen in unschädliches Sulfit.
Die vorliegende Erfindung wurde aufgrund der obigen Kenntnis geplant und liefert ein verbessertes Verfahren zum Entfernen von Schadstoff durch Verwendung eines besonderen Mittels zum Entfernen des Schadstoffs, das eine Natrium- oder Kaliumverbindung enthält, bei dem schadstoffhaltige Gase, die beim Erhitzen des zu behandelnden Materials erzeugt werden, sofort mit dem Mittel zum Entfernen des Schadstoffs umgesetzt werden, um dadurch eine unschädliche Verbindung zu bilden, wodurch die Emission von Schadstoff haltigem Gas in die atmosphärische Luft verhindert wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Entfernen von Schadstoff zu schaffen, das die Nachteile überwinden kann, die bei herkömmlichen ähnlichen Verfahren zum Entfernen von Schadstoff auftreten.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Entfernen von Schadstoff zu schaffen, das in einem thermischen Behandlungsverfahren für einen Abfall oder ein zu behandelndes Material anzuwenden ist, wodurch im allgemeinen kein schadstoffhaltiges Gas in dem emittierten Gas enthalten ist und ebenso in einem Rückstand, der bei der thermischen Behandlung des zu behandelnden Materials gebildet wird, wodurch im allgemeinen vollständig verhindert wird, daß Schadstoffe (einschließlich Dioxin) in dem thermischen Behandlungsverfahren erzeugt werden.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Entfernen von Schadstoff zu schaffen, bei dem während der thermischen Behandlung von Abfall oder zu behandelndem Material erzeugtes schadstoffhaltiges Gas im allgemeinen vollständig während der thermischen Behandlung entfernt wird, wodurch die Möglichkeit der Erzeugung von Schadstoffen (einschließlich Dioxin) entfällt, während ein Rückstand nur unschädliche Verbindungen enthält, ohne schadstoffhaltige Substanzen zu enthalten.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Entfernen von Chlor oder Schwefel oder beidem aus einem zu behandelnden Material, das Chlor oder Schwefel oder beides enthält, das die folgenden Schritte in der angegebenen Reihenfolge aufweist:
Mischen des zu behandelnden Materials und eines Mittels zum Entfernen von Chlor und Schwefel unter Bildung einer Mischung, wobei das Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe enthält, die aus einer Natriumverbindung und Kaliumverbindung besteht;
Zuführen der Mischung in einen Ofen;
Rühren der Mischung in dem Ofen; und
Erhitzen der Mischung in dem Ofen in einer Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration, um das zu behandelnde Material thermisch zu zersetzen, um eine chlor- oder schwefelhaltige Substanz oder beide zu erzeugen und die chlor- oder schwefelhaltige Substanz oder beide mit dem Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel in Kontakt kommen und reagieren zu lassen, um ein unschädliches Chlorid oder Sulfit oder beides zu bilden.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet insbesondere ein Verfahren, bei dem Chlor aus einem zu behandelnden, chlorhaltigen Material entfernt wird.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein System zum Entfernen von Chlor oder Schwefel oder beidem aus einem, zu behandelnden Material, das Chlor oder Schwefel oder beides enthält, mit:
einer Vorrichtung zum Mischen des zu behandelnden Materials und eines Mittels zum Entfernen von Chlor und Schwefel unter Bildung einer Mischung, wobei das Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe enthält, die aus einer Natriumverbindung und einer Kaliumverbindung besteht;
einem Ofen, dem die Mischung aus dem zu behandelnden Material und dem Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel zugeführt wird, wobei der Ofen so angepaßt ist, um eine Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration darin zu bilden, und mit einem rotierenden Transportmittel ausgestattet ist; und
einer Heizeinrichtung zum Heizen der Mischung in der Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration in dem Ofen, um das zu behandelnde Material thermisch zu zersetzen, so daß eine Trockendestillation des zu behandelnden Materials durchgeführt wird, bei der die Mischung eine chlor- oder schwefelhaltige Substanz oder beide erzeugt und die chlor- oder schwefelhaltige Substanz oder beide mit dem Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel in Kontakt und zur Reaktion gebracht wird, um unschädliches Chlorid oder Sulfit oder beides zu bilden.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Entfernen von schädlichen Chlor- und/oder Schwefelkomponenten wird kein schadstoffhaltiges Gas während aller Schritte in einem thermischen Behandlungsverfahren des zu behandelnden Materials und in allen Temperaturbereichen in dem thermischen Behandlungsverfahren erzeugt, was in herkömmlichen Verfahren zum Entfernen von Schadstoff, die gelöschten Kalk oder Calciumcarbonat als Mittel zum Entfernen von Chlor verwen den, nicht erreicht worden ist. Zusätzlich enthält der Rückstand, der bei der thermischen Behandlung von zu behandelndem Material gebildet wird, keine schadstoffhaltigen Substanzen, sondern unschädliche Verbindungen (wie Chlorid und/oder Sulfit). Daher weist das erfindungsgemäße Verfahren zum Entfernen von Schadstoff eine hohe Wirkung bei dem Entfernen von Schadstoffen auf insbesondere für zu behandelndes Material, das eine große Menge an Schadstoffhaltigen Substanzen oder Verbindungen von Schadstoffen enthalten, wie städtischer Abfall oder Müll.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Entfernen von Schadstoff wird das erfindungsgemäße Mittel zum Entfernen von Schadstoff mit dem zu behandelnden Material gemischt, so daß es sofort mit dem schadstoffhaltigen Gas reagiert, das beim Erhitzen des zu behandelnden Materials entsteht, wodurch unschädliches Gas und unschädliche Verbindungen aus dem Schadstoff gebildet werden.
Aufgrund der Tatsache, daß das Schadstoffhaltige Gas im allgemeinen vollständig in dem Ofen für die thermische Behandlung des zu behandelnden Materials entfernt wird, kann die Korrosion vom Ofen für die thermische Behandlung selbst, von Dampfröhren und ähnlichem wirksam verhindert werden, wodurch die Lebensdauer der Öfen und Einrichtungen verlängert wird. Zusätzlich ist zu bemerken, daß der beim Erhitzen des zu behandelnden Materials gebildete Rückstand kein Dioxin enthält, was für den menschlichen Körper stark giftig ist, was daher weitreichend die Sicherheit verbessert unter dem Gesichtspunkt der Umgebung und der Handhabung im Betrieb.
Außerdem ist gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Entfernen von Schadstoff das aus dem Ofen emittierte Gas unschädlich und verbrennbar, und daher kann das emittierte Gas als Brennstoff für einen Gasmotor, eine Turbine, einen Boiler, eine Wärmequelle für einen Warmwasserbereiter und Brennstoff für ein Heizgerät wieder verwendbar sein. Zusätzlich können zusammengeballte Kohlenstoffkomponenten in dem Rückstand als Brennstoff verwendet werden, und anorganische Materialien in dem Rückstand können wieder verwendbar sein als Glas oder Zementmaterial. Es wird darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Verfahren zum Entfernen von Schadstoff selbst dann nicht beeinflußt werden kann, wenn der Abfall oder das zu behandelnde Material Wasser enthält. Es liegt kein schädliches chlorhaltiges Gas in dem aus dem Ofen emittierten Gas vor, und daher kann das emittierte Gas weiter erhitzt werden, um eine Sekundärverbrennung falls erforderlich als Nachbehandlung für das emittierte Gas zu machen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Systems zum Entfernen von Chlor und Schwefel, um die fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen von Schadstoff durchzuführen.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Erfindungsgemäß weist ein Verfahren zum Entfernen von Chlor oder Schwefel oder beiden aus einem zu behandelnden Material (wie städtischer Abfall oder Müll oder industrieller Abfall), das Chlor oder Schwefel oder beides enthält, folgende Schritte in der angegebenen Reihenfolge auf: Mischen des zu behandelnden Materials und eines Mittels zum Entfernen von Chlor und Schwefel unter Bildung einer Mischung, wobei das Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe enthält, die aus einer Natriumverbindung und einer Kaliumverbindung besteht, und Zuführen der Mischung in einen Ofen, Rühren der Mischung in dem Ofen und Erhitzen der Mischung in dem Ofen in einer Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration, um das zu behandelnde Material thermisch zu zersetzen, um eine chlor- oder schwefelhaltige Substanz oder beide zu erzeugen und die chlor- oder schwefelhaltige Substanz oder beide mit dem Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel in Kontakt kommen und reagieren zu lassen, um unschädliches Chlorid oder Sulfit oder beide zu bilden. Beispiele für das Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel (im folgenden als Mittel zum Entfernen von Schadstoff bezeichnet), die in dem obigen Verfahren zu verwenden sind, sind:
(1) Natriumhydrogencarbonat und Natriumcarbonat, wie Natriumhydrogencarbonat (NaHCO&sub3;), Natriumcarbonat (Na&sub2;CO&sub3;), Natriumsesquicarbonat (Na&sub2;CO&sub3;· NaHCO&sub3;·2H&sub2;O) und Natursoda (enthaltend Na&sub2;CO&sub3;·NaHCO&sub3;·2H&sub2;O);
(2) Natriumhydroxid (NaOH) und Kaliumhydroxid (KOH);
(3) Kaliumcarbonat und Kaliumhydrogencarbonat, wie Kaliumcarbonat (K&sub2;CO&sub3;), Kaliumhydrogencarbonat (KHCO") und Kaliumnatriumcarbonat (KNaCO&sub3;, 6H&sub2;O).
Es versteht sich, daß die oben auf gelisteten Verbindungen einzeln oder in Kombination als Mittel zum Entfernen von Schadstoff verwendet werden. Mit anderen Worten, das Mittel zum Entfernen von Schadstoff enthält wenigstens eine der Verbindungen Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat, Natriumsesquicarbonat, Natursoda, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Kaliumcarbonat, Kaliumhydrogencarbonat und Kaliumnatriumcarbonat und ähnliche.
Das zu verwendende Mittel zum Entfernen von Schadstoff liegt vor in Form von Masse, Platte, poröser Körper, Teilchen (einschließlich Pulver, Körner oder Mischung von Pulver und Körnern), Lösung (wäßrige Lösung oder andere Lösungen) oder Suspension. Diese Formen werden einzeln oder in Kombination verwendet.
Die zu verwendende Menge des Mittels zum Entfernen von Schadstoff liegt üblicherweise innerhalb eines Bereichs von 0,05 bis 10 Gewichts-% vor, bezogen auf das zu behandelnde Material zum Zeitpunkt des Beginns, der vor der Zeit liegt, zu der das zu behandelnde Material mit dem Mittel zum Entfernen des Schadstoffs gemischt wird. Wenn jedoch das zu behandelnde Material Substanzen und Verbindungen mit einer großen Menge an Chlorkomponenten enthält, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, andere chlorhaltige synthetische Harze und/oder chlorhaltige Kautschuke, liegt die Menge des zu verwendenden Mittels zum Entfernen von Schadstoff innerhalb eines Bereichs 10 bis 17 Gewichts-, bezogen auf das zu behandelnde Material zum Zeitpunkt des Beginns. Die Menge an Mittel zum Entfernen von Schadstoff kann größer gewählt werden als das chemische Äquivalent der chlorhaltigen Substanz oder des Gases (eine Substanz oder chlorhaltiges Gas), die aus dem zu behandelnden Material beim Erhitzen freigesetzt werden ungeachtet des Gewichts des zu behandelnden Materials. Andernfalls kann die Menge des Mittels zum Entfernen des Schadstoffs so gewählt werden, um die Emissionsniveaus der chlorhaltigen Gase unter die erlaubten Emissionsstandards zu drücken. Ebenso wird im Fall, daß das zu behandelnde Material Substanzen oder Verbindungen mit einer großen Menge an Schwefelkomponente enthält, die Menge des Mittels zum Entfernen des Schadstoffs ähnlich wie oben gewählt.
Das Mittel zum Entfernen des Schadstoffs wird mit dem zu behandelnden Material gemischt und auf eine thermische Zersetzungstemperatur im Bereich von 200 bis 1000ºC in einer Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration erhitzt. Mit anderen Worten, das Mischen des Mittels zum Entfernen des Schadstoffs und des zu behandelnden Materials erfolgt vor dem Erhitzen zur thermischen Zersetzung des zu behandelnden Materials, d. h. bevor die Temperatur des zu behandelnden Materials auf ein Niveau steigt, bei der die thermische Zersetzung des zu behandelnden Materials erfolgt. Bei der Zersetzungstemperatur werden die Chlorverbindungen, Schwefelverbindungen und chlor- und/oder schwefelhaltigen Substanzen thermisch zersetzt. Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration bedeutet eine Atmosphäre, in der die Sauerstoffkonzentration niedrig ist, was erreicht werden kann durch Schließen des Einlasses und Auslasses eines Ofen oder Tanks zur thermischen Zersetzung, wie einem Heizofen, beim Einführen der Mischung aus zu behandelndem Material und Mittel zum entfernen des Schadstoffs in den Ofen. Es versteht sich, daß die Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration einem Zustand entspricht, bei dem atmosphärische Luft innerhalb des Ofens verbleibt, dessen Einlaß und Auslaß geschlossen wurden. Mit anderen Worten, die Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration entspricht einem Zustand, bei dem die Mischung in den Ofen gegeben wird, der im wesentlichen abgedichtet ist, so daß frische Luft daran gehindert wird, dem Ofen zugeführt zu werden, indem ein Druck im Ofen aus dem Ofen entweicht. Demgemäß erfordert die Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration keinen vollständig geschlossenen oder abgedichteten Zustand des Ofens und schließt auch einen Zustand ein, bei dem die Einlaßseite des Ofens mit dem zu behandelnden Material selbst geschlossen ist, wobei ein Gasdruck innerhalb des Ofens durch das Erhitzen ansteigt, so daß die Luftzufuhr von der Außenseite des Ofens erschwert wird. Die Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration kann eine Atmosphäre der thermischen Zersetzung sein, in der das zu behandelnde Material sich thermisch zersetzt unter Bildung eines sogenannten thermischen Zersetzungsgases des zu behandelnden Materials. Daher schafft die Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration die Trockendestillation des zu behandelnden Materials.
Es versteht sich, daß das Mittel zum Entfernen des Schadstoffs im wesentlichen mit dem zu behandelnden Material beim Schütten oder Sprühen auf das zu behandelnde Material in den Ofen gemischt wird. Das Mittel zum Entfernen von Schadstoff kann zusätzlich auf die Mischung aus zu behandelndem Material und Mittel zum Entfernen des Schadstoffs in dem Ofen gegossen oder gesprüht werden.
Als Ergebnis des obigen Erhitzens in einer Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration bleibt im wesentlichen keine Gaskomponente der chlorhaltigen Verbindungen (Verbindungen, die Chlor enthalten) und/oder schwefelhaltigen Verbindungen (Verbindungen, die Schwefel enthalten) in dem aus dem Ofen emittierten Gas, und daher kann eine Nachbehandlung (wie eine Hitzebehandlung oder Sekundär Verbrennung) falls erforderlich für das emittierte Gas gemacht werden. Es ist selbstverständlich, daß das emittierte Gas, wie es ist, an die atmosphärische Luft abgegeben werden kann.
Obgleich beschrieben wurde, daß das Mittel zum Entfernen von Schadstoff mit dem zu behandelnden Material vor dem Erhitzen oder der thermischen Zersetzung des zu behandelnden Materials gemischt wird, versteht es sich, daß das Mittel zum Entfernen des Schadstoffs auch wirksam zum Entfernen von Chlor selbst beim Kontakt mit dem Gas der Trockendestillation oder dem emittierten Gas (Gas erzeugt bei der Trockendestillation des zu behandelnden Materials) wirksam ist, das nach dem Erhitzen oder der thermischen Zersetzung des zu behandelnden Materials aus dem Ofen austritt.
Hier wird eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen des Schadstoffs oder Chlors erläutert. In dieser Ausführungsform enthält das Mittel zum Entfernen von Schadstoff oder Chlor Alkalihydrogencarbonat, d. h. wenigstens eine Verbindung von Natriumhydrogencarbonat (NaHCO"), Natriumcarbonat (Na&sub2;CO&sub3;), Natriumsesquicarbonat (Na&sub2;CO&sub3;·NaHCO&sub3;·2H&sub2;O), Natursoda (Na&sub2;CO&sub3;·NaHCO&sub3;·2H&sub2;O enthaltend).
Als nächstes wird der Reaktionsmechanismus zwischen Hydrogencarbonat oder Carbonat, das Alkalimetall (Natrium) enthält, und chlorhaltigem Gas erläutert, der unerwartete Ergebnisse realisiert, indem sowohl emittiertes Gas als auch der Rückstand unschädlich gemacht werden.
(1) Im Fall der Verwendung von Natriumhydrogencarbonat als Mittel zum Entfernen von Chlor:
Wenn Natriumhydrogencarbonat (NaHCO&sub3;) zu dem zu behandelnden Material zugegeben wird, das Chlorwasserstoff (HCl) erzeugt, reagieren Natriumhydrogencarbonat und Chlorwasserstoff, wie folgt:
NaHCO&sub3; + HCl → NaCl + H&sub2;O + CO&sub2;
Bei Anwesenheit von Wasser in der Reaktion zwischen Natriumhydrogencarbonat und dem zu behandelnden Material, das Chlorwasserstoff erzeugt, verläuft die Reaktion nach den folgenden chemischen Gleichungen:
NaHCO&sub3; + H&sub2;O → NaOH + H&sub2;O + H&sub2;CO&sub3;
NaOH + H&sub2;CO&sub3; + HCl → NaCl + H&sub2;O + CO&sub2;.
(2) Im Fall der Verwendung von Natriumcarbonat als Mittel zum Enfernen von Chlor:
Wenn Natriumcarbonat (Na&sub2;CO&sub3;) zu dem zu behandelnden Material zugegeben wird, das Chlorwasserstoff (HCl) erzeugt, reagieren Natriumcarbonat und Chlorwasserstoff, wie folgt:
Na&sub2;CO&sub3; + 2HCl → 2NaCl + H&sub2;O + CO&sub2;.
(3) Im Fall der Verwendung von Natriumsesquicarbonat als Mittel zum Entfernen von Chlor:
Natriumsesquicarbonat wird durch die chemische Formel Na&sub2;CO&sub3;·NaHCO&sub3;· 2H&sub2;O dargestellt und kann mit Chlorwasserstoff ähnlich zu den Fällen (1) und (2) reagieren, wodurch schädlicher Chlorwasserstoff in unschädliches Chlorid (NaCl) umgewandelt wird. Natriumsesquicarbonat kommt in der Natur als "Trona" bezeichnet vor.
Entsprechend können eine chlorhaltige Verbindung und Chlorkomponente in dem zu behandelnden Material in Natriumchlorid (NaCl), Wasser (H&sub2;O) und Kohlendioxidgas (CO&sub2;) umgewandelt werden, und daher kann Chlorwasserstoff, das Teil einer Quelle für Dioxinbildung ist, nicht gebildet werden, wodurch das unerwartete Ergebnis realisiert wird, sowohl emittiertes Gas als auch den Rückstand unschädlich zu machen.
Es wird darauf hingewiesen, daß in dieser Ausführungsform die Carbonat enthaltende Substanz, das ein Alkalimetall enthält, wie Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Natriumsesquicarbonat, Natursoda (Na&sub2;CO&sub3;·NaHCO&sub3;· 2H&sub2;O), als Mittel zum Entfernen von Chlor verwendet wird. Natriumcarbonat kann eine Monohydratverbindung und eine Decahydratverbindung bilden und ist als Soda bekannt. Natriumsesquicarbonat kommt in der Natur als Trona vor.
Es versteht sich, daß in dem Heizverfahren, bei dem die Reaktionen gemäß den obigen chemischen Reaktionen abläuft, NaCl gebildet wird. NaCl ist ein unschädliches Chlorid und kann wirksam durch eine Spül- oder Auflösungsbehandlung mit Wasser oder ähnlichem entfernt werden. Nach der Spülbehandlung bleiben feste Rückstandsmaterialien oder carbonisierte Materialien in dem Tank und sind wieder verwertbar. Entsprechend können Rückstandsmaterialien durch irgendein Trennungsmittel in die entsprechenden Materialien getrennt werden, die sich in den Eigenschaften unterscheiden. Die getrennten entsprechenden Materialien werden getrocknet und verdichtet, um als Brennstoff oder ähnliches wieder verwendbar zu sein. Zusätzlich enthält die für die obige Spülbehandlung verwendete Flüssigkeit (wie Wasser) kaum Schadstoffe und kann daher so in einen Fluß oder die See abgegeben werden.
Um genauer zu sein, der aus dem Tank entnommene Rückstand enthält unschädliches Chlorid oder Natriumchlorid (NaCl). Um die carbonisierten Materialen zu extrahieren, wird der Rückstand in einen Wasser enthaltenden Wassertank gegeben und während einer vorbestimmten Zeit gerührt, um dadurch Natriumchlorid zu lösen. Anschließend werden die festen Matrialien in dem Wassertank aus dem Wassertank genommen und dann einer Zentrifugenentwässerung unterworfen, um den Wassergehalt von den festen Materialien zu trennen. Die so entwässerten festen Materialien werden getrocknet und zu einer Masse gehärtet. Das in dem Wassertank verbliebene Wasser und der abgetrennte Wassergehalt werden durch eine getrennte Drainage- und Behandlungseinrichtung abgeleitet. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Kohlenstoffgehalte in der gehärteten Masse als Brennstoff verwendet werden können, während die anorganischen Gehalte in der gehärteten Masse als Materialien für Glas und Zement verwenden werden können. Außerdem, wie oben erläutert, kann der Rückstand durch irgendein Trennungsmittel in die entsprechenden Materialien getrennt werden, die sich in den Eigenschaften unterscheiden, worauf die getrennten entsprechenden Materialien getrocknet und verdichtet werden, um als Brennstoff oder ähnliches wirksam verwendet zu werden.
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen von Schadstoff oder Chlor erläutert. In dieser Ausführungsform enthält das Mittel zum Entfernen von Schadstoff oder Chlor wenigstens ein Alkalihydroxid, d. h. Natriumhydroxid (NaOH) oder Kaliumhydroxid (KOH) oder beides.
Es wird der Reaktionsmechanismus zwischen Alkalihydroxid und chlorhaltigem Gas erläutert, der unerwartete Ergebnisse realisiert, indem sowohl emittiertes Gas als auch der Rückstand unschädlich gemacht werden.
(1) Im Fall der Verwendung von Natriumhydroxid (NaOH) als Mittel zum Entfernen von Chlor:
Wenn Natriumhydroxid zu dem zu behandelnden Material gegeben wird, das Chlorwasserstoff (HCl) erzeugt, reagiert Natriumhydroxid mit Chlorwasserstoff unter Bildung von unschädlichem Natriumchlorid und Wasser wie folgt:
NaOH + HCl→ NaCl + H&sub2;O
(2) Im Fall der Verwendung von Kaliumhydroxid (KOH) als Mittel zum Entfernen von Chlor:
Wenn Kaliumhydroxid zu dem zu behandelnden Material gegeben wird, das Chlorwasserstoff (HCl) erzeugt, reagiert Kaliumhydroxid mit Chlorwasserstoff unter Bildung von Kaliumchlorid und Wasser, wie folgt:
KOH + HCl → KCl + H&sub2;O
Dementsprechend können die chlorhaltige Verbindung und die Chlorkomponente in dem zu behandelnden Material in Natrium- oder Kaliumchlorid und Wasser umgewandelt werden, und daher kann Chlorwasserstoff, das Teil einer Quelle für Dioxinbildung ist, nicht gebildet werden, wodurch die unerwarteten Ergebnisse realisiert werden, sowohl emittiertes Gas als auch den Rückstand unschädlich zu machen.
Es versteht sich, daß in dem Heizverfahren, bei dem die Reaktionen gemäß den obigen chemischen Reaktionen ablaufen, NaCl und KCl gebildet werden. NaCl und KCl sind unschädliche Chloride und können wirksam durch eine Spül- oder Auflösungsbehandlung mit Wasser oder ähnlichem entfernt werden. Nach der Spülbehandlung bleiben feste Rückstandsmaterialien oder carbonisierte Materialien in dem Tank und sind wieder verwertbar. Entsprechend können Rückstandsmaterialien durch irgendein Trennungsmittel in die entsprechenden Materialien getrennt werden, die sich in den Eigenschaften unterscheiden. Die getrennten entsprechenden Materialien werden getrocknet und verdichtet, um als Brennstoff oder ähnlichem wieder verwendbar zu sein. Zusätzlich enthält die für die obige Spülbehandlung verwendete Flüssigkeit (wie Wasser) kaum Schadstoffe und kann daher so in einen Fluß oder die See abgegeben werden.
Um genauer zu sein, der aus dem Tank entnommene Rückstand enthält unschädliches Natriumchlorid (NaCl) und Kaliumchlorid (KCl). Um die carbonisierten Materialien zu extrahieren, wird der Rückstand in einen Wasser enthaltenden Wassertank gegeben und während einer vorbestimmten Zeit gerührt, um dadurch Natrium- und Kaliumchlorid zu lösen. Anschließend werden die festen Materialien in dem Wassertank aus dem Wassertank genommen und dann einer Zentrifugenentwässerung unterworfen, um den Wassergehalt von den festen Materialien zu trennen. Die so entwässerten festen Materialien werden getrocknet und verdichtet. Das in dem Wassertank verbliebene Wasser und der abgetrennte Wassergehalt werden durch eine getrennte Drainage- und Behandlungseinrichtung abgeleitet. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Kohlenstoffgehalte in den verdichteten festen Materialien als Brennstoff verwendet werden können, während die anorganischen Gehalte in den verdichteten festen Materialien als Materialien für Glas und Zement verwendet werden können. Außerdem, wie oben erläutert, kann der Rückstand durch irgendein Trennungsmittel in die entsprechenden Materialien getrennt werden, die sich in den Eigenschaften unterscheiden, worauf die getrennten entsprechenden Materialien getrocknet und verdichtet werden, um wirksam als Brennstoff oder ähnliches verwendet zu werden.
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen von Schadstoff oder Chlor erläutert. Diese Ausführungsform ist besonders verwendbar für ein Verfahren zum Entfernen von Chlor aus Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, einem synthetischen chlorhaltigen Harz, einem chlorhaltigen Kautschuk und/oder ähnlichem. In dieser Ausführungsform enthält das Mittel zum Entfernen von Schadstoff oder Chlor Alkalihydrogencarbonat und/oder Alkalicarbonat, d. h. wenigstens eine der Verbindungen Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat, Natriumsesquicarbonat und Natursoda. Zusätzlich werden Polyvinylchlorid und Polyvinylidenchlorid als zu behandelndes Material in dieser Ausführungsform verwendet.
Beispielsweise wird Natriumhydrogencarbonat (NaHCO&sub3;) als Mittel zum Entfernen von Chlor verwendet, wobei das Natriumhydrogencarbonat mit dem zu behandelnden Material gemischt und erhitzt wird, um dadurch die folgende Reaktion mit Chlorwasserstoff (HCl) herbeizuführen, der die hauptsächliche chlorhaltige Verbindung ist, die in den aus dem zu behandelnden Material beim Erhitzen erzeugten Gasen enthalten ist: NaHCO&sub3; + HCl → NaCl + H&sub2;O + CO&sub2;. Gemäß dieser Reaktion, falls Na und CO Komponenten in dem Reaktionssystem existieren, reagiert Chlor mit Na unter Bildung von NaCl, das ein Teil eines Rückstands ist, der beim Erhitzen des zu behandelnden Materials gebildet wird, und zusätzlich werden Wasser (H&sub2;O) und Gas (CO&sub2;) gebildet. Als ein Ergebnis wird kein chlorhaltiges Gas erzeugt und aus dem Ofen emittiert, wodurch realisiert wird, daß das emittierte Gas und der Rückstand unschädlich gemacht sind. Es versteht sich, daß die chlorhaltige Verbindung oder das Gas eine Quelle zum Erzeugen von Dioxin ist, das sehr stark giftig ist.
Gemäß dieser Ausführungsform, wenn die Heizbehandlung bei einem zu behandelnden Material angewandt wird, das chlorhaltige Substanz enthält, die chlorhaltiges Gas beim Erhitzen erzeugen wird, werden Alkalicarbonat und/oder Alkalihydrogencarbonat als Mittel zum Entfernen von Chlor zu dem zu behandelnden Material gegeben und mit diesem gemischt, wodurch die Mischung gebildet wird. Durch das Erhitzen dieser Mischung in einer Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration wird die chlorhaltige Substanz bei einer vorbestimmten Temperatur thermisch zersetzt, wodurch schädliches chlorhaltiges Gas erzeugt wird. Dieses chlorhaltige Gas reagiert sofort mit dem Mittel zum Entfernen von Chlor, um dadurch unschädliches Chlorid zu bilden.
Es versteht sich, daß in dem Heizverfahren, in dem die Reaktionen gemäß den obigen chemischen Reaktionen ablaufen, NaCl gebildet wird. NaCl ist ein unschädliches Chlorid und kann wirksam durch eine Spül- oder Auflösungsbehandlung mit Wasser oder ähnlichem entfernt werden. Nach der Spülbehandlung bleiben feste Rückstandsmaterialien oder carbonisierte Materialien in dem Tank und sind wieder verwendbar. Entsprechend können die Rückstandsmaterialien durch irgendein Trennungsmittel in die entsprechenden Materialien getrennt werden, die sich in den Eigenschaften unterscheiden. Die getrennten entsprechenden Materialien werden getrocknet und verdichtet, um als Brennstoff oder ähnliches verwendbar zu sein. Zusätzlich enthält die für das obige Spülverfahren verwendete Flüssigkeit (wie Wasser) kaum Schadstoffe und kann daher so in einen Fluß oder die See gegeben werden.
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen von Schadstoff oder Chlor erläutert. Bei dieser Ausführungsform enthält das Mittel zum Entfernen von Schadstoff oder Chlor Alkalihydrogencarbonat und/oder Alkalicarbonat, d. h. Kaliumhydrogencarbonat (KHCO&sub3;) oder Kaliumcarbonat (K&sub2;CO&sub3;) oder beide, und es wird in dem Verfahren zum Entfernen von Chlor als zu behandelndes Material Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, ein synthetisches chlorhaltiges Harz, ein chlorhaltiger Kautschuk und/oder ähnliches verwendet.
Es werden Reaktionen erläutert, die in dem Verfahren zum Entfernen von. Chlor in dieser Ausführungsform durchgeführt werden. Im Fall, daß Kaliumhydrogencarbonat (KHCO&sub3;) als Mittel zum Entfernen von Chlor verwendet wird, läuft die folgende Reaktion zwischen Kaliumhydrogencarbonat und Chlorwasserstoff (HCl) ab:
KHCO&sub3; + HCl → KCl + H&sub2;O + CO&sub2;.
Somit reagiert Kaliumhydrogencarbonat mit Chlorwasserstoff unter Bildung von unschädlichem Kaliumchlorid und Kohlendioxidgas.
Im Fall der Verwendung von Kaliumcarbonat (K&sub2;CO&sub3;) als Mittel zum Entfernen von Chlor, läuft die folgende Reaktion zwischen Kaliumcarbonat und Chlorwasserstoff ab:
K&sub2;CO&sub3; + 2HCl → 2KCl + H&sub2;O + CO&sub2;
Somit reagiert Kaliumcarbonat mit Chlorwasserstoff unter Bildung von unschädlichem Kaliumchlorid, Wasser und Kohlendioxidgas.
Es versteht sich, daß in dem Heizverfahren, bei dem die Reaktionen gemäß den obigen chemischen Reaktionen ablaufen, KCl gebildet wird. KCl ist ein unschädliches Chlorid und kann wirksam durch eine Spül- oder Auflösungsbehandlung mit Wasser oder ähnlichem entfernt werden. Nach der Spülbehandlung bleiben feste Rückstandsmaterialien oder carbonisierte Materialien in dem Tank und sind wieder verwendbar. Entsprechend können die Rückstandsmaterialien durch irgend ein Trennungsmittel in die entsprechenden Materialien getrennt werden, die sich in den Eigenschaften unterscheiden. Die getrennten entsprechenden Materialien werden getrocknet und verdichtet, um als Brennstoff oder ähnliches verwendet zu werden. Zusätzlich enthält die für die obige Spülbehandlung verwendete Flüssigkeit (wie Wasser) kaum Schadstoffe und kann daher so in einen Fluß oder die See gegeben werden. Um genauer zu sein, der aus dem Tank entnommene Rückstand enthält unschädliches Chlorid oder Kaliumchlorid (KCl). Um die carbonisierten Materialien zu extrahieren, wird der Rückstand in einen Wasser enthaltenden Wassertank gegeben und während einer vorbestimmten Zeit gerührt, um dadurch Kaliumchlorid zu lösen. Anschließend werden die festen Materialien in dem Wassertank aus dem Wassertank genommen und dann einer Zentrifugenentwässerung unterworfen, um den Wassergehalt von den festen Materialien zu trennen. Die so entwässerten festen Materialien werden getrocknet und verdichtet. Im Wassertank verbliebenes Wasser und der abgetrennte Wassergehalt werden durch eine getrennte Drainage- und Behandlungsanlage abgeleitet. Es wird darauf hingewiesen, daß die Kohlenstoffgehalte in den verdichteten festen Materialien als Brennstoff verwendet werden können, während die anorganischen Gehalte in der gehärteten Masse als Materialien für Glas und Zement verwendet werden können. Außerdem, wie oben erläutert, kann der Rückstand durch irgendein Trennungsmittel in die entsprechenden Materialien getrennt werden, die sich in den Eigenschaften unterscheiden, worauf die getrennten entsprechenden Materialien getrocknet, und verdichtet werden, um wirksam als Brennstoff oder ähnlichem verwendet zu werden.
Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen von Schadstoff erläutert. Dieses Verfahren zum Entfernen von Schadstoff ist geeignet zum Entfernen von Schadstoff (wie Chlor und/oder Schwefel) aus einem zu behandelnden Material (wie städtischer Abfall oder Müll oder industrieller Abfall), das Schadstoff (wie Chlor und/oder Schwefel) enthält. Das zu behandelnde Material kann enthalten Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, ein synthetisches chlorhaltiges Harz, einen chlorhaltigen Kautschuk, so genannten Shredderstaub (Staub oder Abfall, der durch einen Papiershredder gebildet wird), aus Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid hergestellte Gegenstände, gebrauchte Reifen und geformtes Polystyrol.
Diese Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert, die ein System zum Entfernen von Chlor und Schwefel zeigt, mit dem das Verfahren dieser Ausführungsform durchgeführt werden kann.
Das System zum Entfernen von Chlor und Schwefel enthält eine Mischeinrichtung oder -Vorrichtung 1 zum Mischen des zu behandelnden Materials (wie pulverisierter Abfall oder Müll) und des Mittels zum Entfernen von Schadstoff (wie Natriumhydrogencarbonat), um eine Mischung zu bilden. Ein Ofen 2 zur thermischen Behandlung ist zylindrisch geformt und drehbar. Die durch die Mischeinrichtung 1 gebildete Mischung wird in den Ofen 2 geführt. Die Mischung kann durch andere Einrichtungen oder Vorrichtungen als die Mischvorrichtung 1 gebildet werden. Der Ofen 2 zur thermischen Behandlung ist mit einer drehbaren, transportierenden Einrichtung oder Vorrichtung (nicht gezeigt) versehen, die so gestaltet ist, daß die Mischung unter Rühren transportiert wird. In dem Ofen 2 wird die Mischung aus zu behandelndem Material und Mittel zum Entfernen von Schadstoff in einer Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration erhitzt, um die thermische Zersetzung des zu behandelnden Materials durchzuführen. Der Ofen 2 ist mit einer Heizspule 3 zum Heizen des Inhalts des Ofens 2 versehen.
Eine Einrichtung oder Vorrichtung 4 zur Behandlung des Rückstands ist vorgesehen, um den beim Erhitzen des zu behandelnden Materials in dem Ofen 2 gebildeten Rückstand (Asche) zu behandeln. Der Rückstand wird aus dem Ofen 2 genommen und einer Fest-Flüssig-Trennung unterworfen. In dieser Fest-Flüssig- Trennung wird der Rückstand mit Flüssigkeit, wie Wasser, gespült, so daß das gebildete Chlorid und/oder Sulfit abgetrennt und entfernt und dann von einem Flüssigkeit-Abflußteil 4a abgegeben wird. Der restliche Feststoff, wie Metalle und carbonisierte Materialien, wird von einem Feststoff-Entnahmeteil 4b abgeführt. Emittiertes Gas aus dem Ofen 2 zur thermischen Behandlung wird in eine Einrichtung oder Vorrichtung 5 zur Behandlung von emittiertem Gas eingeführt. Es versteht sich, daß das emittierte Gas unschädlich gemacht wurde, da die Schadstoffe in dem zu behandelnden Material durch die Wirkung des Mittels zum Entfernen von Schadstoff entfernt sind. Eine notwendige Behandlung an dem eingeführten emittierten Gas wird in der Vorrichtung 5 zur Behandlung von emittiertem Gas durchgeführt. Das behandelte Gas aus der Vorrichtung 5 zur Behandlung von Gas wird dann in eine Gasrückgewinnungseinrichtung oder -Vorrichtung 6 eingeführt zur Rückgewinnung des Gases oder in eine Sekundär-Verbrennungseinrichtung oder -Vorrichtung 7, um an dem abzugebenden Gas eine Sekuhdärverbrennung durchzuführen.
In diesem Verfahren zum Entfernen von Schadstoff, in dem das obige System zum Entfernen von Schadstoff verwendet wird, werden das zu behandelnde Material, das die schädliche(n) Komponente(n) enthält, und das Mittel zum Entfernen von Schadstoff (wie Natriumhydrogencarbonat) in die Mischvorrichtung 1 gefüllt und ausreichend miteinander gemischt und dann in den Ofen 2 zur thermischen Behandlung gefüllt. Das zu behandelnde Material kann vor dem Einfüllen pulverisiert werden oder gleichzeitig beim Mischen von zu behandelndem Material und Mittel zum Entfernen von Schadstoff pulverisiert werden. Die Menge des Mittels zum Entfernen von Schadstoff liegt im Bereich von 5 bis 30 Gewichts-, bezogen auf das zu behandelnde Material. Die thermische Behandlung oder das Erhitzen der Mischung in dem Ofen 2 zur thermischen Behandlung wird innerhalb von Temperatur- und Zeitbereichen durchgeführt, um die Temperatur und Zeit zur Freisetzung von HCl-Gas und SOx-Gas aus dem zu behandelnden Material abzudecken: die Temperatur (zum Beispiel 600ºC) und Zeit (zum Beispiel 1 Stunde) sind bei einer vorherigen Untersuchung bestimmt worden. Diese Temperatur und Zeit stehen in Bezug zu Arbeitsbedingungen (wie der Größe und der Heizspule) des Ofens zur thermischen Behandlung, der Behandlungsmenge des zu behandelnden Materials, der Behandlungszeit der thermischen Behandlung des zu behandelnden Materials, der Behandlungstemperatur der thermischen Behandlung des zu behandelnden Materials. Daher müssen die obige Temperatur und Zeit in einer ausreichenden Untersuchung vorher bestimmt werden und die für die Temperatur und Zeit zu nehmenden Daten gesammelt werden.
Die thermische Behandlung in diesem Verfahren erfolgt unter einer Heizbedingung, um eine trockene Destillation (oder thermische Zersetzung) des zu behandelnden Materials durchzuführen, und erfolgt daher nicht unter einer anderen Heizbedingung, um Verbrennung oder Veraschung des zu behandelnden Materials durchzuführen. Bei dieser thermischen Behandlung können schädliches HCl-Gas und SOx-Gas wirksam miteinander umgesetzt werden beim Kontakt von ihnen, so daß schädliches HCl-Gas und SOx-Gas jeweils in unschädliches Chlorid und Sulfit umgewandelt werden.
Um diese Heizbehandlung aufrechtzuerhalten, kann eine Gesamtreaktionsatmosphäre oder -umgebung innerhalb des Ofens zur thermischen Behandlung notwendige Bedingungen erfüllen und stabil sein. Zum Beispiel wird die stabile Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration innerhalb des Ofens zur thermischen Behandlung gebildet. Mit anderen Worten, es ist notwendig, Frischluft nur um das zu behandelnde Material während des Heizens oder der thermischen Behandlung zuzuführen. Wenn Frischluft um das zu behandelnde Material zugeführt wird, besteht die Möglichkeit, die Verbrennung des zu behandelnden Materials einzuleiten, um die Reaktion stabil zu machen. Andererseits ist experimentell bestätigt worden, daß die Heizbedingung aufrechterhalten werden kann, indem Frischluft in den Ofen zur thermischen Behandlung in solcher Weise zugeführt wird, daß die Frischluft das gesamte pulverisierte zu behandelnde Material erreicht unter einer Bedingung, bei der der unverbrannte Zustand des zu behandelnden Materials gehalten wird.
Während der thermischen Behandlung in dem Ofen werden Zersetzungsgase, die HCl-Gas und SOx-Gas enthalten, erzeugt, in denen die HCl- und SOx-Komponenten sofort mit dem Mittel zum Entfernen von Schadstoff oder Natriumhydrogencarbonat reagieren, wodurch unschädliches Chlorid (wie NaCl) und Sulfit (Na&sub2;SO&sub3;) gebildet werden, so daß schädliches HCl und SOx aus dem Zersetzungsgas entfernt werden. Der bei der thermischen Behandlung des zu behandelnden Materials gebildete Rückstand enthält kein schädliches HCl und SOx. Daher können Zersetzungsgas und Rückstand gleichzeitig unschädlich gemacht werden.
Der Rückstand wird durch die Vorrichtung 4 zur Behandlung des Rückstands herausgenommen und mit Wasser oder einer Lösung gespült, um dadurch das Chlorid und Sulfit vom Rückstand zu trennen, wobei festes Rückstandsmaterial zurückbleibt. Das feste Rückstandsmaterial enthält brauchbare Metalle, die wirksam wieder verwendbar sind.
Nachfolgend werden Versuche zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entfernen von Schadstoff erläutert, in denen ein Vergleich der Versuchsergebnisse zwischen Beispielen (gemäß dieser Ausführungsform) und Vergleichsbeispielen (nicht im Bereich der vorliegenden Erfindung) gemacht wird. Die Versuche haben ergeben, daß das Material zum Entfernen von Schadstoff dieser Ausführungsform wirksam mit HCl-Gas und SOx-Gas reagiert, um so unschädliches emittiertes Gas und Rückstand zu bilden.
In den Versuchen wurde das Verfahren zum Entfernen von Schadstoff dieser Ausführungsform unter Verwendung eines Brennstoffs aus Abfall (im folgenden als RDF bezeichnet) als zu behandelndes Material durchgeführt. Das RDF wurde aus Müll oder Abfall gebildet und enthält die folgenden Komponenten:
Müll, der Abfall von Fleisch, Fisch, Knochen, Eierschale, Gemüse, Frucht und ähnliches enthält;
Kunststoffabfall, der Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylidenchlorid und ähnliches enthält;
Papiere, die Seidenpapier, Werbeplakat, Papiertüte, Papierkarton, Papierverpackung für Getränk und ähnliches enthalten;
Brennmaterialien, die Fasermaterialien enthalten, wie Textilerzeugnis, Stückholz, Kautschuk, Leder und ähnliches.
Als Analysenergebnis ist bestätigt worden, daß das in den Versuchen verwendete RDF enthielt: 60,173 Gewichts-% Kohlenstoff (C), 16,277 Gewichts-% Sauerstoff (O), 10,745 Gewichts-% Silicium (Si), 7,045 Gewichts-% Calcium (Ca), 3,314 Gewichts-% Aluminium (Al), 0,888 Gewichts-% Magnesium (Mg), 0,505 Gewichts-% Phosphor (P), 0,466 Gewichts-% Chlor (Cl), 0,331 Gewichts-% Schwefel (S), 0,155 Gewichts-% Kalium (K) und 0,101 Gewichts-% Natrium (Na).
In den Versuchen in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung (Beispiele) wurde RDF (nicht einer thermischen Behandlung oder Veraschung unterworfen) als zu behandelndes Material verwendet, während in den Versuchen zum Vergleichszweck (Vergleichsbeispiel) behandeltes RDF (der thermischen Behandlung oder Veraschung unterworfen) verwendet wurde. Es sei erwähnt, daß RDF, dessen Haupt komponente Kunststoff ist, 0,29 bis 0,89 Gewichts-% Chlorkomponente enthält und daß RDF, dessen Hauptkomponente Papier ist, 0,2 Gewichts-% Chlorkomponente enthält. Außerdem enthält das behandelte RDF im allgemeinen etwa 1,0 Gewichts- Schwefelkomponente.
Wie in der die Beispiele betreffenden Tabelle 1 gezeigt ist, wurden in Beispiel 5-1 10 g des Mittels zum Entfernen von Chlor (Natriumhydrogencarbonat) zu 40 g zu behandelndem Material (zerkleinertes RDF) gegeben unter Bildung einer zu erhitzenden Mischung. In Beispiel 5-2 wurde das Mittel zum Entfernen von Chlor (Natriumhydrogencarbonat) in einer Menge von 4 g zu 40 g zu behandelndem Material (zerkleinertes RDF) gegeben unter Bildung einer zu erhitzenden Mischung. In Beispiel 5-3 wurde das Mittel zum Entfernen von Chlor (Kaliumhydrogencarbonat) in einer Menge von 3 g zu 40 g zu behandelndem Material (zerkleinertes RDF) gegeben unter Bildung einer zu erhitzenden Mischung. In Beispiel 5-4 wurde das Mittel zum Entfernen von Chlor (Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat) in einer Menge von 3 g zu 20 g zu behandelndem Material (zerkleinertes RDF) gegeben unter Bildung einer zu erhitzenden Mischung. In Beispiel 5-5 wurde das Mittel zum Entfernen von Chlor (Natriumhydroxid) in einer Menge von 3 g zu 20 g zu behandelndem Material (zerkleinertes RDF) gegeben unter Bildung einer zu erhitzenden Mischung. In Beispiel 5-6 wurde das Mittel zum Entfernen von Chlor (Kaliumhydroxid) in einer Menge von 3 g zu 20 g zu behandelndem Material (zerkleinertes RDF) gegeben unter Bildung einer zu erhitzenden Mischung. In Beispiel 5-7 wurde das Mittel zum Entfernen von Chlor (Natriumhydrogencarbonat) in einer Menge von 10 g zu 40 g zu behandelndem Material (RDF, das nicht zerkleinert wurde und in Form einer Masse vorlag) gegeben unter Bildung einer zu erhitzenden Mischung. Das Mittel zum Entfernen von Chlor lag in Pulverform mit einer mittleren Teilchengröße von 100 um in allen Beispielen vor.
Was die Vergleichsbeispiele betrifft, in denen kein Mittel zum Entfernen von Schadstoff verwendet wurde, wurden in Vergleichsbeispiel 5-1 40 g des behandelten RDF, das zerkleinert; worden war, als zu behandelndes Material verwendet. In Vergleichsbeispiel 5-2 wurde das behandelte RDF, das zerkleinert worden war, in einer Menge von 20 g als zu behandelndes Material verwendet. In Vergleichsbeispiel 5-3 wurde das behandelte RDF, das nicht zerkleinert worden war und in Form einer Masse vorlag, in einer Menge von 20 g als zu behandelndes Material verwendet.
Der Versuch für jedes Beispiel wurde wie folgt durchgeführt: Eine vorbestimmte Menge des zu behandelnden Materials wurde in einen Tank oder Ofen eingebracht, und dann wurden 20 g des Mittels zum Entfernen von Schadstoff zugegeben und mit dem zu behandelnden Material in dem Tank gemischt unter Bildung der oben genannten Mischung. In dem Versuch für jedes Vergleichsbeispiel wurde eine vorbestimmte Menge des zu behandelnden Materials in einen Tank oder Ofen eingebracht. Dann wurde der Tank fest abgedichtet, so daß das Tankinnere von der Außenluft oder atmosphärischen Luft isoliert war, um die Mischung oder nur das zu behandelnde Material beim Erhitzen einer Trockendestillation zu unterwerfen. Der so abgedichtete Tank wurde stufenweise mit einer Heizspule erhitzt, wobei das Aufheizen in acht Temperaturstufen von 250ºC, 300ºC, 350ºC, 400ºC, 450ºC, 500ºC, 550ºC, 600ºC erfolgte. Die Temperatur wurde in jedem der acht Schritte in dem jeweiligen Heizschritt 5 Minuten lang gehalten, wobei eine Konzentration des HCl Gases und eine Konzentration des SO&sub2; in dem Tank in jeder Temperaturanstiegszeit (bei der die Temperatur von einer Temperaturstufe zur nächsten Temperaturstufe erhöht wurde) und in jeder Temperaturhaltezeit (bei der die Temperatur in jeder Temperaturstufe gehalten wurde) gemessen wurde. Die Temperaturanstiegszeit ist mit "Anstiegszeit" bezeichnet, während die Temperaturhaltezeit mit "Haltezeit" in den Tabellen 1 und 2 bezeichnet ist. Der Tank war mit einem Gasauslaßrohr versehen, durch das im Tank während des Erhitzens erzeugtes Gas und erzeugter Druck aus dem Tank abgegeben wurden. Die Messung der Konzentration des Chlorwasserstoffgases wurde unter Verwendung eines Detektorrohres gemäß JIS (Japanese Industrial Standard)-K0804 durchgeführt, wobei das Detektorrohr in das Gasauslaßrohr eingesetzt war, um die Gaskonzentrationen von HCl und SO&sub2; zu messen. Die Ergebnisse der Messung der HCl- und SO&sub2;-Gaskonzentration wurden in den Tabellen 1 und 2 gezeigt. Es ist zu beachten, daß der obige Versuch zehnmal wiederholt wurde, um zehn tatsächlich gemessene Werte der Konzentration des Chlorwasserstoffgases für jedes Beispiel und Vergleichsbeispiel zu erhalten, wobei der gemessene Wert (in Tabelle 1 gezeigt) für jedes Beispiel den höchsten Wert der gemessenen Werte anzeigt, während der gemessene Wert (in Tabelle 2 gezeigt) für jedes Vergleichsbeispiel den niedrigsten Wert der gemessenen Werte anzeigt. Außerdem zeigt "ND" in den Tabellen 1 und 2 die Tatsache an, daß kein Chlorwasserstoffgas in jeder der zehn Messungen der HCl- und SO&sub2;- Gaskonzentration, um die zehn tatsächlich gemessenen Werte zu erhalten, gefunden wurde. Ferner wurden die Arten der Nachbehandlung für das Mittel zum Entfernen von Schadstoff genau untersucht und sind in Tabellen 1 und 2 als "Nachbehandlung für Mittel zum Entfernen von Chlor" bezeichnet.
Die Versuchsergebnisse werden anschließend mit Bezug auf die Tabellen 1 und 2 erläutert.

Bezüglich Chlorwasserstoffgas (HCl)

(a) Wenn das zu behandelnde Material zerkleinert war, wurde eine geringe Menge HCl-Gas in Beispiel 5-4 gefunden; in den anderen Beispielen wurde jedoch kein HCl-Gas gefunden, so daß die Mittel zum Entfernen von Schadstoff hoch wirksam bei der Verhinderung der HCl-Gaserzeugung waren. Diese Wirkung bei der Verhinderung der HCl-Gaserzeugung war beachtlich hoch, verglichen mit den Vergleichsbeispielen 5-1 und 5-2.
(b) Wenn das zu behandelnde Material nicht zerkleinert war und in Form einer Masse verwendet wurde, wurde eine geringe Menge HCl-Gas in den Temperaturstufen 350 bis 450ºC in Beispiel 5-7 gefunden, verglichen mit dem Fall, daß das zu behandelnde Material zerkleinert war; es wurde jedoch bestätigt, daß die Ergebnisse in Beispiel 5-7 beachtlich gut waren, verglichen mit denjenigen der Vergleichsbeispiele.

Bezüglich Schwefeloxidgas (SO&sub2;)

(a) Wenn das zu behandelnde Material zerkleinert war, wurde eine geringe Menge SO&sub2;-Gas bei den Temperaturstufen 400 bis 450ºC in den Beispielen 5-1 bis 5-6 gefunden; die Ergebnisse der Beispiele waren insgesamt sehr gut, so daß die Mittel zum Entfernen von Schadstoff hoch wirksam für die Verhinderung der SO&sub2;- Gaserzeugung waren. Diese Wirkung bei der Verhinderung der SO&sub2;-Gaserzeugung war beachtlich hoch, verglichen mit den Vergleichsbeispielen 5-1 und 5-2. (b) Wenn das zu behandelnde Material nicht zerkleinert war und in Form einer Masse verwendet wurde, wurde eine geringe Menge SO&sub2;-Gas in den Temperaturstufen 350 bis 450ºC in dem Beispiel 5-7 gefunden, verglichen mit dem Fall, daß das zu behandelnde Material zerkleinert war; es wurde jedoch bestätigt, daß die Ergebnisse in Beispiel 5-7 beachtlich gut waren, verglichen mit denjenigen in Vergleichsbeispiel 5-3.
Als ein Ergebnis der obigen Versuchsergebnisse und Untersuchungen ist bestätigt worden, daß HCl und SOx im allgemeinen vollständig unschädlich gemacht werden können durch die Verwendung des Mittels zum Entfernen von Schadstoff, das die Alkaliverbindung enthält, die wirksam mit HCl und SOx reagiert unter Bildung von unschädlichem Chlorid und Sulfit. Daher zeigt das Obige, daß, sofern das Mittel zum Entfernen von Schadstoff zu dem zu behandelnden Material gegeben wird unter Bildung einer Mischung, die der thermischen Behandlung unterworfen wird, aus dem zu behandelnden Material erzeugtes chlorhaltiges Gas und schwefelhaltiges Gas wirksam unschädlich gemacht werden können.
Es ist zu beachten, daß ähnliche Versuche wie die obigen durchgeführt wurden mit Erhitzen des zu behandelnden Materials auf eine höhere Temperatur über 600ºC, die ähnliche Versuchsergebnisse wie die obigen zeigten. Die Temperatur für das Erhitzen der Mischung aus zu behandelndem Material und Mittel zum Entfernen von Chlor kann gewählt werden entsprechend der Form der Betriebsanlagen zur Durchführung der thermischen Behandlung, der Zeit der thermischen Behandlung, der Menge des zu behandelnden Materials und ähnlichem.
Anschließend wird der Mechanismus der Reaktion zwischen dem Mittel zum Entfernen von Schadstoff und dem schädlichem Gas (chlorhaltiges Gas und schwe felhaltiges Gas) erläutert, die unerwartete Ergebnisse realisiert, indem sowohl emittiertes Gas als auch der Rückstand unschädlich gemacht werden.

(1) Bezüglich Chlorwasserstoffgas (HCl)

Es wurde bestätigt, daß Natriumhydrogencarbonat (NaHCO&sub3;), Natriumcarbonat (Na&sub2;CO&sub3;), Natriumsesquicarbonat (Na&sub2;CO&sub3;·NaHCO&sub3;·2H&sub2;O), Natursoda (Na&sub2;CO&sub3;· Na&sub2;HCO&sub3;·2H&sub2;O enthaltend), Natriumhydroxid (NaOH), Kaliumhydroxid (KOH), Kaliumcarbonat (K&sub2;CO&sub3;) und Kaliumhydrogencarbonat (KHCO&sub3;) mit schädlichem HCl reagieren können, wodurch HCl in unschädliches Chlorid (NaCl und KCl) gemäß der vorher erläuterten Reaktionsformeln umgewandelt wird. Es versteht sich, daß Natriumkaliumcarbonat und Natriumcarbonathydrat ebenfalls mit schädlichem HCl ähnlich wie oben reagieren können.
Insbesondere im Fall der Verwendung von Alkalihydrogencarbonat als Mittel zum Entfernen von Schadstoff ist folgende Tendenz vorherrschend: Zuerst wird CO&sub2; abgetrennt bei einer Temperatur unterhalb eines Niveaus (nicht niedriger als 250ºC), bei dem Chlorwasserstoff (HCl) bei der Zersetzung des zu behandelnden Materials erzeugt wird, wobei NaOH oder KOH gebildet wird. Es wird angenommen, daß dies eine Atmosphäre schafft, in der die Reaktion zwischen NaOH oder KOH und HCl glatt abläuft. Hier laufen folgende Reaktionen ab:
Im Fall von Natriumhydrogencarbonat
NaHCO&sub3; → NaOH + CO&sub2;
NaOH + HCl → NaCl + H&sub2;O
Im Fall von Kaliumhydrogencarbonat
KHCO&sub3; → KOH + CO&sub2;.
KOH + HCl → KCl + H&sub2;O
Daher reagiert NaOH oder KOH glatt mit HCl, wodurch unschädliches Chlorid (NaCl, KCl) neu gebildet wird.
Nach der thermischen Behandlung wurde der Rückstand im Tank gelassen, nachdem das Erhitzungsverfahren abgeschlossen war. Der Rückstand wurde einer Untersuchung unterworfen, bei der gefunden wurde, daß der Rückstand keine schädliche chlorhaltige Gaskomponente, sondern unschädliches Chlorid (Natriumchlorid oder Kaliumchlorid) enthielt. Der Rückstand wurde in Wasser gegeben und 10 Minuten gerührt, wobei das Chlorid in Wasser gelöst wurde, während die carbonisierten Materialien zurückblieben. Es wurde auch gefunden, daß die carbonisierten Materialien keine chlorhaltige Gaskoraponente enthielten.
Dementsprechend können die chlorhaltige Verbindung und Chlorkomponente in dem zu behandelnden Material in Natriumchlorid (NaCl), Kaliumchlorid (KCl), Wasser (H&sub2;O) und Kohlendioxidgas (CO&sub2;) umgewandelt werden, und daher kann kein Chlorwasserstoff gebildet werden, der Teil einer Quelle von Dioxin ist, wodurch das unerwartete Ergebnis, sowohl emittiertes Gas als auch den Rückstand un schädlich zu machen, verwirklicht wird.
(2) Bezüglich Schwefeloxidgas (SOx):
Es wurde bestätigt, daß das Mittel zum Entfernen von Schadstoff mit schädlichem SOx reagiert, wodurch SOx in unschädliches Sulfit, wie folgt, umgewandelt wird:
Wenn Natriumhydrogencarbonat als Mittel zum Entfernen von Schadstoff verwendet wird
NaHCO&sub3; → NaOH + CO&sub2;
2NaOH + SO&sub2; → Na&sub2;SO&sub3; + H&sub2;O
Wenn Kaliumhydrogencarbonat als Mittel zum Entfernen von Schadstoff verwendet wird
KHCO&sub3; → KOH + CO&sub2;
2KOH + SO&sub2; → K&sub2;SO&sub3; + H&sub2;O
Wenn Natriumhydroxid als Mittel zum Entfernen von Schadstoff verwendet wird
2NaOH + SO&sub2; → Na&sub2;SO&sub3; + H&sub2;O
Wenn Kaliumhydroxid als Mittel zum Entfernen von Schadstoff verwendet wird
2KOH + SO&sub2; → K&sub2;SO&sub3; + H&sub2;O
Wenn Natriumkaliumcarbonat als Mittel zum Entfernen von Schadstoff verwendet wird
(Na&sub2;HCO&sub3; + K&sub2;CO&sub3;) + 2SO&sub2; → Na&sub2;SO&sub3; + K&sub2;SO&sub3; + 2CO&sub2;
Insbesondere wenn Alkalihydrogencarbonat als Mittel zum Entfernen von Schadstoff verwendet wird, ist die folgende Tendenz vorherrschend; Erst wird CO&sub2; bei einer Temperatur unter einem Niveau (nicht niedriger als 300ºC) abgetrennt, bei dem Schwefeloxid (SO&sub2;) bei der Zersetzung des zu behandelnden Materials erzeugt wird, wobei NaOH oder KOH gebildet wird. Es wird angenommen, daß dies eine Atmosphäre bildet, in der die Reaktion zwischen NaOH oder KOH und SO&sub2; glatt abläuft. Hier laufen folgende Reaktionen ab:
Im Fall von Natriumhydrogencarbonat
NaHCO&sub3; → NaOH + CO&sub2;
2NaOH + SO&sub2; → Na&sub2;SO&sub3; + H&sub2;O
Im Fall von Kaliumhydrogencarbonat
KHCO&sub3; → KOH + CO&sub2;
2KOH + SO&sub2; → K&sub2;SO&sub3; + H&sub2;O
Daher reagiert NaOH oder KOH glatt mit SO&sub2;, wodurch unschädliches Sulfit (Na&sub2;SO&sub3;, K&sub2;SO&sub3;) neu gebildet wird.
Es wurde bestätigt, daß Natriumcarbonat (Na&sub2;CO&sub3;), Natriumsesquicarbonat (Na&sub2;CO&sub3;·NaHCO&sub3;·2H&sub2;O), Natursoda (Na&sub2;CO&sub3;·NaHCO&sub3;·2H&sub2;O enthaltend), Kaliumcarbonat (K&sub2;CO&sub3;) und Natriumcarbonathydrat mit schädlichem SO&sub2; reagieren kön nen, um dadurch SO&sub2; in unschädliches Sulfit (Na&sub2;SO&sub3;, K&sub2;SO&sub3;) gemäß den oben erläuterten Reaktionsformeln umzuwandeln.
Bei der oben genannten Untersuchung des Rückstands wurde gefunden, daß der Rückstand keine schädliche schwefelhaltige Gaskomponente (SOx Gas), sondern unschädliches Sulfit (Na&sub2;SO&sub3;, K&sub2;SO&sub3;) enthielt. Der Rückstand wurde in Wasser gegeben und 10 Minuten gerührt, wobei das Alkalisulfit in Wasser gelöst wurde, während die carbonisierten Materialien zurückblieben. Es wurde auch gefunden, daß die carbonisierten Materialien keine schwefelhaltige (SOx) Gaskomponente enthielten.
Dementsprechend können die schwefelhaltige Verbindung und Schwefelkomponente in dem zu behandelnden Material in Natriumsulfit (Na&sub2;SO&sub3;) in Pulverform, Kaliumsulfit (K&sub2;SO&sub3;) in Pulverform, Wasser (H&sub2;O) und Kohlendioxid (CO&sub2;) umgewandelt werden, und daher kann die Erzeugung von SOx Gas verhindert werden, wodurch das unerwartete Ergebnis, sowohl emittiertes Gas als auch den Rückstand unschädlich zu machen, verwirklicht wird.
Es wird darauf hingewiesen, daß in dieser Ausführungsform das Mittel zum Entfernen von Schadstoff wenigstens ein Alkalicarbonat, Alkalihydrogencarbonat und Alkalihydroxid enthält, d. h. wenigstens eine der Verbindungen Natriumhydrogencarbonat (NaHCO&sub3;), Natriumcarbonat (Na&sub2;CO&sub3;), Natriumsesquicarbonat (Na&sub2;CO&sub3;· NaHO&sub3;·2H&sub2;O), Natursoda (Na&sub2;CO&sub3;·NaHCO&sub3;·2H&sub2;O enthaltend), Natriumhydroxid (NaOH), Kaliumhydroxid (KOH), Kaliumcarbonat (K&sub2;CO&sub3;), Kaliumhydrogencarbonat (KHCO&sub3;) und Kaliumnatriumcarbonat (KNaCO&sub3;·6H&sub2;O). Es versteht sich, daß in dem Heizverfahren, in dem die Reaktionen gemäß den obigen chemischen Reaktionen ablaufen, schädlicher Chlorwasserstoff und/oder schädliches Schwefeloxid in unschädliches Chlorid (NaCl, KCl) und/oder Sulfit (Na&sub2;SO&sub3;, K&sub2;SO&sub3;) umgewandelt werden, wodurch ermöglicht wird, schädliche Komponenten (Chlorwasserstoff und/oder Schwefeloxid) aus dem Zersetzungsgas zu entfernen, das beim Erhitzen aus dem zu behandelnden Material erzeugt wird. Daher kann das Zersetzungsgas oder aus dem Ofen emittiertes Gas wirksam unschädlich gemacht werden. Das Chlorid und/oder Sulfit bilden einen Teil des Rückstands und können wirksam durch eine Spül- oder Auflösungsbehandlung mit Wasser oder ähnlichem entfernt werden. Nach der Spülbehandlung verbleiben feste Rückstandsmaterialien oder carbonisierte Materialien in dem Tank und sind wieder verwendbar. Entsprechend können die Rückstandsmaterialien in die entsprechenden Materialien, die sich in den Eigenschaften unterscheiden, durch jedes Trennmittel getrennt werden. Die getrennten entsprechenden Materialien werden getrocknet und verdichtet, um als Brennstoff oder ähnlichem wieder verwendbar zu sein. Zusätzlich enthält die für die obige Spülbehandlung verwendete Flüssigkeit (wie Wasser) keine schädlichen Substanzen und kann daher so in einen Fluß oder die See gegeben werden. TABELLE 1 TABELLE 2

Claims

1. Verfahren zum Entfernen von Chlor oder Schwefel oder beiden aus einem zu behandelnden Material, das Chlor oder Schwefel oder beide enthält, wobei das Verfahren die folgenden Schritte in der angegebenen Reihenfolge aufweist:

Mischen des zu behandelnden Materials und eines Mittels zum Entfernen von Chlor und Schwefel unter Bildung einer Mischung, wobei das Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe enthält, die aus einer Natriumverbindung und einer Kaliumverbindung besteht; und

Zuführen der Mischung in einen Ofen;

Rühren und Erhitzen der Mischung in einer Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration in dem Ofen, um das zu behandelnde Material thermisch zu zersetzen, um eine chlor- oder schwefelhaltige Substanz oder beide zu erzeugen und die chlor- oder schwefelhaltige Substanz oder beide mit dem Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel in Kontakt kommen und reagieren zu lassen, um unschädliches Chlorid oder Sulfit oder beides zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Chlor aus einem zu behandelnden, chlorhaltigen Material entfernt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Mittel zum Entfernen wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe enthält, die aus Natrium- und Kaliumcarbonat, -hydrogencarbonat und -hydroxid besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Mittel zum Entfernen wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe enthält, die aus Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat, Natriumsesquicarbonat, Natursoda, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Kaliumcarbonat, Kaliumhydrogencarbonat und Kaliumnatriumcarbonat besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Heizschritt den Schritt des Erhitzens der Mischung in einem Ofen einschließt, der im wesentlichen abgedichtet ist, um zu verhindern, daß Frischluft dem Ofen zugeführt wird, indem ein Druck im Ofen aus dem Ofen austritt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Heizschritt den Schritt des Erhitzens der Mischung einschließt, um das zu behandelnde Material zu dessen Trockendestillation zu veranlassen.

7. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Mittel zum Entfernen wenigstens eine der Formen aus der Gruppe aufweist, die aus Masse, Platte, porösem Körper, Teilchen, Lösung und Suspension besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das zu behandelnde Material wenigstens eines aus der Gruppe ist, die aus Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, einem synthetischen, chlorhaltigen Harz und einem chlorhaltigen Kautschuk be steht.

9. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Mittel zum Entfernen in dem Mischschritt in einer Menge im Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-% vorliegt, bezogen auf das zu behandelnde Material zum Zeitpunkt vor dem Misch- schritt.

10. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Mittel zum Entfernen in dem Mischschritt in einer Menge im Bereich von 10 bis 70 Gew.-% vorliegt, bezogen auf das zu behandelnde Material, sofern das zu behandelnde Material wenigstens eines aus der Gruppe ist, die aus Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, einem synthetischen, chlorhaltigen Harz und einem chlorhaltigen Kautschuk besteht.

11. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Mittel zum Entfernen in dem Mischschritt in einer Menge nicht unter einem chemischen Äquivalent des Chlors vorliegt, das aus dem zu behandelnden Material freizusetzen ist.

12. Verfahren nach Anspruch 2, das außerdem den Schritt der Zugabe des Mittels zum Entfernen zu der Mischung in dem Heizschritt aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Zugabe des Mittels zum Entfernen zu der Mischung erfolgt, bevor die Temperatur des zu behandelnden Materials eine Höhe erreicht, bei der eine thermische Zersetzung des zu behandelnden Materials stattfindet.

14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Zugabe des Mittels zum Entfernen zu der Mischung erfolgt, nachdem die Temperatur des zu behandelnden Materials eine Höhe erreicht hat, bei der eine thermische Zersetzung des zu behandelnden Materials stattfindet.

15. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem außerdem die Zuführung des Mittels zum Entfernen zu dem zu behandelnden Material in einem Ofen durch Gießen und/oder Sprühen erfolgt.

16. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem im Heizschritt das Erhitzen des zu behandelnden Materials auf eine Temperatur im Bereich von 200 bis 1000ºC erfolgt.

17. System zum Entfernen von Chlor oder Schwefel oder beiden aus einem zu behandelnden Material, das Chlor oder Schwefel oder beide enthält, mit:

einer Vorrichtung zum Mischen des zu behandelnden Materials und eines;

Mittels zum Entfernen von Chlor und Schwefel unter Bildung einer Mischung, wobei das Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe enthält, die aus einer Natriumverbindung und einer Kaliumverbindung besteht;

einem Ofen, dem die Mischung aus dem zu behandelnden Material und dem Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel zugeführt wird, wobei der Ofen so angepaßt ist, um eine Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration darin zu bilden, und mit einem rotierenden Transportmittel ausgestattet ist; und

einer Heizeinrichtung zum Heizen der Mischung in der Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration in dem Ofen, um das zu behandelnde Material thermisch zu zersetzen, so daß eine Trockendestillation des zu behandelnden Materials durchgeführt wird, bei der die Mischung eine chlor- oder schwefelhaltige Substanz oder beide erzeugt und die chlor- oder schwefelhaltige Substanz oder beide mit dem Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel in Kontakt und zur Reaktion gebracht wird, um unschädliches Chlorid oder Sulfit oder beides zu bilden.

18. System nach Anspruch 17, bei dem das Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe enthält, die aus Natrium- und Kaliumcarbonat, -hydrogencarbonat und -hydroxid besteht.

19. System nach Anspruch 17, bei dem das Mittel zum Entfernen von Chlor und Schwefel wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe enthält, die aus Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat, Natriumsesquicarbonat, Natursoda, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Kaliumcarbonat, Kaliumhydrogencarbonat und Kaliumnatriumcarbonat besteht.