Klórtartalmú véggázok újrahasznosítása (emisszió csökkentés)

Átírás

1 Pannon Egyetem Vegyészmérnöki Intézet Kooperációs Kutatási Központ Klórtartalmú véggázok újrahasznosítása (emisszió csökkentés) Készítette: Fekete Tamás József Kutató Kutató fejleszt szakmé szakmérnö rnök hallható hallható Témavezet : Dr. Horváth Géza Egyetemi docens Veszprém,

2 Probléma definiálása A BorsodChem Nyrt. PVC granulátum elállítását végz polimer üzemében felmerült környezetvédelmi probléma megoldását vizsgáltuk A technológia egyik lépése a PVC szuszpenzió vinilklorid mentesítése, azon belül található sztrippel egység gz felhasználnak csökkentése

3 A vizsgálat céljac Megfelel minséget és környezetvédelmi elírásokat biztosító üzemmód meghatározása Kedvez mveleti paraméter kombinációk beállítása Hatásfok javítása A gyártástechnológia üzemeltetési költségeinek csökkentése A PVC végtermék minségének biztosítása PVC szemcsékben a diffúziós folyamat megismerése Matematikai modell felépítése

4 Technológia áttekintése

5 mentesít oszlop

6 Sztrippel oszlop mveleti m paraméterei Mintavételi id [h] S. [m 3 /h] , ,5 18, G 2 [t/h] 1,25 1,25 1,3 1,3 1,3 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 W 1 [t/h] 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 CL-451 kolonna H=9900mm 36 tányér T 1 [ C] T 2 [ C] [min.] p koll. [mbar]

7 Vizsgálati módszerekm Termogravimetria (TG MS) Pásztázó elektronmikroszkóp (SEM) Pórusméret eloszlás (Hg penetráció) Gömbi diffúziós modell alkalmazása (GDM) Kolonna hmérsékletprofiljának vizsgálata megosztásos gzbevezetéssel

8 TG MS vizsgálat Sztrippelés eltti és utáni 5167-es minta összehasonlítása különböz hmérsékleteknél (izoterm mérés, 30 perc, kis tömeg, 10 C/perc, Ar) 3E-12-4,2E-13 2,5E-12 2E-12 1,5E-12 1E-12 5E-13 Intenzitás 62-s VC izoterm 60 C, szt.e. 62-s VC izoterm 80 C, szt.e. 62-s VC izoterm 90 C, szt.e. 62-s VC izoterm 60 C, szt.u. 62-s VC izoterm 80 C, szt.u. 62-s VC izoterm 90 C, szt.u. Intenzitás -4,4E-13-4,6E-13-4,8E-13-5E ,2E-13-5E-13-5,4E-13-1E-12-5,6E-13 0, t (sec)

9 Sztrippelés eltt és s után n mért m VC koncentráci ciók VC-tartalom VC-tartalom Minta kódja sztrippelés eltt [TK] Sztrippelés után [CL] Minta kódja sztrippelés eltt [TK] Sztrippelés után [CL] (m/m %) (ppm) (mg/kg) (m/m %) (ppm) (mg/kg) (m/m%) (ppm) (mg/kg) (m/m%) (ppm) (mg/kg) S , , S , , S , , S , , S , , S , , S , , S , ,

10 Az anyalúg és s az elfolyó szennyvíz z VC koncentráci ciója Minta jele Mintavételezés helye Vizsgált paraméter Mért érték [mg/dm 3 ] A5167 Sztrippelés eltt 515,9 A5167 Sztrippelés után 2,6 B5070 Sztrippelés eltt 239,5 B5070 Sztrippelés után 0,3 C5167 Sztrippelés eltt 303,2 C5167 Sztrippelés után 13,6 D5258 Sztrippelés eltt 169,9 D5258 Sztrippelés után 25,2 E5064 Sztrippelés eltt 245,3 E5064 Sztrippelés után 4,6 F5167 Sztrippelés eltt 293,4 F5167 Sztrippelés után 1,6 G5070 Sztrippelés eltt 272,8 G5070 Sztrippelés után 0,2 Elfolyó szennyvíz 53,5

11 S-5258 minta SEM felvétele

12 Higany penetráci ciós s vizsgálat S-5258 S-5070/1 S-5070/ V relatív (%) r p (µm ) Fekete Tamás s József J

13 Higany penetráci ciós s vizsgálat II. Összes kumulatív térfogat Összes fajlagos felület Átlagos pórus sugár Teljes porozitás Tömb srség Térfogat korrekció Minta kódja [mm 3 /g] [m 2 /g] [µm] [%] [g/mm 3 ] S ,81 1,19 0, ,47* ,9683 S-5070/1 327,01 2,62 0, ,31* ,9559 S-5070/2 353,76 2,55 0, ,29* ,9551

14 Gömbi diffúzi zió c t 2 c = D 2 r + A A 2 ca r r J q ( c( r) ) = D dc dr r= R

15 GDM vizsgálata

16 Diffúzi ziós állandó vizsgálata GDM el 5167-as minta c (m/m%) 1,2 1 0,8 0,6 0,4 modell (D=8,3E-10) mért modell (D=9,9E-10) modell (D=10,9E-10) modell (D=11,9E-10) 0, T ( C)

17 Gzbevezetés s módosm dosításasa

18 Számítások Szemcse térfogata (gömb): V g = π d 6 3 = 9, m 3 Betáplált szuszpenzió = 14 t/h Betáplált gz = 1,25 1,3 t/h, ebbl 0,25 t/h kondenzál kg/h szilárd sz. tányérközben, ahol n = 4,5 10 db szemcse található m sz = 8,05*10-10 kg, ismert a koncentráció, tudjuk, hogy egy tányérközben mennyi VC koncentrációja Hmérleg: S c T + W c T + G ( cw T2 + H 2 ) = W1 cw T1 + G1 ( cw T1 + H1) + S0 cs T1 + α F ( T1 0 S 0 1 W 0 2 K S c T + W c T + G 89,53 kg/h VC távozik el ( cw T3 + H 3) = W2 cw T2 + G2 ( cw T2 + H 2 ) + S0 cs T2 + α F ( T2 0 S 1 1 W 1 3 K T T ) ) Vízmérleg: W G 2 = W1 G1 W G 3 = W2 G 2 W1 = f (G1) W2 = f (W 1(G1))

19 Számítások

20 Betápl plált lt gzmennyisg zmennyiség és s a kondenzátum áramai (5258 as minta, m VC = 89 kg) S G 2 T 2 T 1 Kond. 1 b. Kond. 2 b. [kg/h] [kg/h] [ C] [kg/h] [kg/h]

21 Eredmények Megismertük a PVC típusok pórusszerkezetét Típusonként meghatároztuk TG MS mérésekkel a diffúziós állandókat, amit GDM be beépítettünk Számításokat végeztünk lineáris hmérsékletprofilt feltételezve Köztes hmérsékletméréssel pontosítottuk a kolonna hmérsékletprofilját Gzbevezetés módosításával 8 10 % - al csökkenthet a felhasznált gz mennyisége

22 Eredmények II. Jelenlegi gzfelhasználás: 1,25 t/h Gzbevezetés módosítása 10 % gzmegtakarítás = 0,125 t/h Éves összes gzmennyiség: 8000 h/év 0,125 t/h 7 db sztrippel oszlop = 7000 t/év Éves gzmegtakarítás: 7000 t/év 5500 Ft/t = Ft/év

23 A munka további lépései l Hmérséklet mérés a kolonna 4 6 pontján (jelenleg 2 ponton) Gzbevezetés módosítása Hmérsékletprofil korrigálása a több ponti mérés alapján További paraméter kombinációk mellett vizsgálni a modell alkalmazhatóságát

24 Publikáci ciók TDK dolgozat: Dolgozat címe: PVC szuszpenzió vinil klorid mentesítése sztrippel oszlop alkalmazásával Diplomadolgozat: Dolgozat címe: Sztrippel oszlop vizsgálata Szakmérnöki dolgozat: Dolgozat címe: Klórtartalmú véggázok újrahasznosítása (VC és PVC por emisszió csökkentése) VIKKK szimpózium, Veszprém Eladás címe: mentesítés sztrippel optimálásával Mszaki Kémiai Napok, Veszprém Eladás címe: PVC szuszpenzió vinil klorid mentesítése OGÉT konferencia, Marosvásárhely Eladás címe: diffúziójának vizsgálata PVC szemcsékben OGÉT konferencia, Kolozsvár Eladás címe: Sztrippel berendezés gzfelhasználásának optimálása

25 Kutatási munkában részt r vettek Dr. Argyelán János (PE, Vegyipari Mveleti Intézeti Tanszék) Dr. Horváth Géza (PE, Vegyipari Mveleti Intézeti Tanszék) Dr. Kristóf János (PE, Analitikai Kémia Tanszék) Dr. Tóth Imre (PE, VIKKK) Fekete Tamás (PE, VIKKK, szakmérnök hallgató) Kozma Pál (PE, szigorló vegyészmérnök)

26 Köszönöm m a megtisztel figyelmet!