Utlenianie związków chloroorganicznych występujących w ciekłych odpadach przemysłowych w obecności katalizatora palladowego

• Autorzy: Gorzka Z. , Żarczyński A. , Zaborowski M. , Paryjczak T. , Kaźmierczak M.

Warianty tytułu

EN

Oxidation of chloroorganic compounds in liquid industrial wastes with the palladium catalyst application

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Katalizatory ziarniste są dość powszechnie stosowane w procesach kontaktowego oczyszczania gazów odlotowych i powietrza z toksycznych i złowonnych związków organicznych, w tym chloru oraz siarki i azotu [1÷8]. Utlenianie związków wymienionych jako pierwsze skutkuje emisją chlorowodoru i chloru, natomiast drugich emisją tlenków siarki i azotu. Szkodliwe produkty utleniania, jeżeli ich stężenia przekraczają dopuszczalne normy, muszą być usuwane ze spalin, co można realizować metodami konwencjonalnymi. Oddzielnym problemem jest możliwość powstawania i emisji polichlorowanych dibenzo-p-dioksyn oraz polichlorowanych dibenzofuranów (PCDD/Fs), uważanych za związki wysoce niebezpieczne dla ludzi i środowiska naturalnego [9÷11]. W Polsce, aby zapobiegać powstawaniu tych ksenobiotyków, spalanie bezkatalityczne odpadów przemysłowych realizuje się w stosując wysoką temperaturę około 1350°C, długi czas reakcji rzędu 2,5 s oraz szybkie schładzanie spalin [12, 13]. Warunki te pozwalają na utrzymanie równoważnika toksyczności PCDD/Fs na poziomie niższym od 0,1 ng TEQ/m3, wymaganym przepisami prawa [14, 15]

EN

Results of activity investigation of a granular catalyst containing Pd (1%) at -Al2O3 carrier in the oxidation process of selected chloroorganic compounds occurring in liquid industrial wastes was analysed. The following compounds were used as substrates: 1,3-dichloro-2-propanol, chloroacetone, 1,1,1-trichloroacetic aldehyde (chloral), tetrachloromethane, 1,1,1-trichloroethane, 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane. The temperature range was from 250 to 600°C and the contact time was 0.36 s. Gaseous and liquid reaction products were analysed including the content of dioxins (PCDD/Fs) determination in combustion gases. Total oxidation of the substrates in the presence of the catalyst was found in the temperature range of 375÷550°C. The final products of the substrates oxidation were as follows: carbon dioxide, water vapour and dilute hydrochloric acid. Formaldehyde, carbon monoxide and chlorine were the intermediate products of this reaction. Trace presence of several polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofuranes (PCDD/Fs) was determined. The toxicity equivalent of combustion gases sampled in the temperature of 450-550oC was in the range from 0.0087 to 0.0247 ng TEQ/m3 and was compatible with the admissible values in combustion gases, required by law regulations (0.1 ng TEQ/m3). Results of the investigation prove the possibility of the decrease in the temperature to 450÷550°C during the chloroderivates treatment with the application of the palladium catalyst in comparison with a high-temperature process carried out in the temperature of about 1350°C in industrial plants nowadays.

Słowa kluczowe

PL

odpady ciekłe przemysłowe; związki chloroorganiczne; katalizator palladowy

EN

liquid industrial waste; organochlorine compounds; palladium catalyst

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Tom 13
• Strony: 557--569
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys.

Twórcy

autor

Gorzka Z.

autor

Żarczyński A.

autor

Zaborowski M.

autor

Paryjczak T.

autor

Kaźmierczak M.

• Politechnika Łódzka

Bibliografia

• 1. Baressi A. A.: Distruzione termica e catalitica in fase gassosa di composti organici clorurati. Aqua Aria, 7, 649÷662. 1990.
• 2. Spivey J. J., Butt J. B.: Literature review: Deactivation of catalysts in the oxidation of volatile organic compounds. Catal. Today, 11, 465÷500. 1992.
• 3. Nowicki B., Hetper J.: Badanie aktywności katalizatorów w reakcji spalania chlorku winylu w powietrzu. Chem. Inż. Ekol., 3, 423÷429, 1995.
• 4. Koyer-Gołkowska A., Musialik-Piotrowska A., Rutkowski J.: Oxidation of chlorinated hydrocarbons over Pt-Rh-based catalyst. Part 1. Chlorinated methanes. Catal. Today, 90, 133÷138. 2004.
• 5. Sarbak Z.: Kataliza w ochronie środowiska. Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu im. A. Mickiewicza. Poznań 2004.
• 6. Paryjczak T., Lewicki A.: Kataliza w zielonej chemii. Przem. Chem., 85(2), 85÷95. 2006.
• 7. Szynkowska M., Wojciechowska E., Węglińska A., Paryjczak T.: Katalizatory stosowane w reakcji utlenienia związków złowonnych. Przem. Chem., 87(8), 834÷843. 2008.
• 8. Żarczyński A., Stopczyk A., Zaborowski M., Gorzka Z., Zaborowski M., Kaźmierczak M.: Usuwanie związków chloroorganicznych ze ścieków przemysłowych ze szczególnym uwzględnieniem metody termokatalitycznego utleniania. Ochrona Środ., 32(1), 49÷54. 2010.
• 9. Makles Z., Świątkowski A., Grybowska S.: Niebezpieczne dioksyny. Arkady. Warszawa 2001.
• 10. Dudzińska M.R., Kozak Z.: Polichlorowane dibenzo-p-dioksyny i diben-zofurany – właściwości i oddziaływanie na środowisko. KIŚ PAN, Monografia 6. Lublin 2001.
• 11. Finocchio E., Busca G., Notaro M.: A review of catalytic processes for the destruction of PCDD and PCDF from waste gases. Appl. Catal. B: Environmental, 62, 12÷20. 2006.
• 12. Przondo J., Rogala J.: Przemysłowa instalacja spalania ciekłych odpadów chloroorganicznych w Z.Ch.”Rokita” S.A. Przem. Chem., 75, 98÷101. 1996.
• 13. Lewandowski G., Milchert E., Doroczyński A.: Spalanie odpadowych chloropochodnych organicznych z odzyskiem chlorowodoru. Przem. Chem., 84, 516÷519. 2005.
• 14. European Parliament and the Council Directive 2000/76/EC of December 2000 on the incineration of waste. – OJ No 332, p. 91, 2000/12/28.
• 15. Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie standardów emisyjnych z instalacji z dn. 20. 12. 2005 r., Dz. U. 2005, nr 260, poz. 2181.
• 16. Żarczyński A., Zaborowski M., Paryjczak T., Gorzka Z., Kaźmierczak M.: Application of catalysts in treatment of selected waste chloroorganic compounds. Pol. J. Chem. Tech., 9(2), 61÷64. 2007.
• 17. Gorzka Z., Żarczyński A., Kaźmierczak M., Paryjczak T., Szczepaniak B.: Utlenianie 1,1,2,2-tetrachloroetanu w obecności katalizatora platynowego KP-910. Zesz. Nauk. Politech. Koszalińskiej Wydziału Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Seria: Inżynieria Środowiska, 21, 461÷473. 2003.
• 18. Żarczyński A., Gorzka Z., Kaźmierczak M., Zaborowski M.: Oxidation of 1,1,1- trichloroethane with the appplication of catalysts containing noble metals. Pol. J. Environ. Stud., 16(2A, Part III), 730÷733. 2007.
• 19. Gorzka Z., Żarczyński A., Kaźmierczak M., Paryjczak T., Zaborowski M., Małecka A., Stufka-Olczyk J.: Termiczne i termokatalityczne utlenianie dichlorohydryny propylenowej. Zesz. Nauk. Politech. Koszalińskiej Wydz. Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Seria: Inżynieria Środowi-ska, 23, 363÷372. 2007.
• 20. Grzybowska-Świerkosz B.: Elementy katalizy heterogenicznej. PWN. Warszawa 1993.
• 21. Gorzka Z., Zaborowski M., Żarczyński A., Paryjczak T., Kaźmierczak M.: Badania aktywności katalizatora monolitycznego w procesie utleniania chlorohydryny propylenowej. Zesz. Nauk. Politech. Koszalińskiej Wydziału Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Seria: Inżynieria Środowiska, 22, 227÷237. 2005.
• 22. Gorzka Z., Żarczyński A., Paryjczak T., Kaźmierczak M., Zaborowski M.: Całkowite utlenianie katalityczne lotnych chloropochodnych występujących w ciekłych odpadach przemysłowych z syntezy organicznej. Rocznik Ochrona Środowiska, 11, 439÷448. 2009.
• 23. Nowicki B., Gawdzik A., Hetper J.: Katalizatory palladowe i palladowo-platynowe do oczyszczania przemysłowych gazów odlotowych. Przem Chem. 84(3), 167÷170. 2005.
• 24. Witońska I., Frajtak M., Krawczyk N., Królak A., Karski S.: Aktyw-ność i selektywność katalizatorów bimetalicznych Pd-M/nośnik w wybranych reakcjach chemicznych. Przem Chem. 87(1), 55÷62. 2008.
• 25. PN-76/Z-04045. Oznaczanie formaldehydu na stanowiskach pracy metodą kolorymetryczną z fenylohydrazyną.
• 26. PN-75/Z-04037. Oznaczanie chloru na stanowiskach pracy metodą kolorymetryczna z oranżem metylowym.
• 27. European Standard EN-1948, ICS 13.040.40: Stationary source emissions. Determination of the mass concentration of PCDD/Fs. Part 1. Sampling, Part 2. Extraction and clean-up, Part 3. Identification and Quantification (PN-EN-1948-1,2,3: 2006).