Thermal decomposition of selected chlorinated aliphatic hydrocarbons in the fluidized bed reactor with chemically active bed material

• Autorzy: Olek M. , Żukowski W. , Baron J.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2014.8(1)009

Warianty tytułu

PL

Termiczny rozkład wybranych chlorowcopochodnych węglowodorów alifatycznych w reaktorze fluidyzacyjnym z chemicznie aktywnym materiałem złoża

• Konferencja: ECOpole’13 Conference (23-26.10.2013, Jarnoltowek, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Combustion of fuels, including renewable fuels, is associated with emissions of various gaseous compounds containing chlorine. The reversible sorption / desorption of hydrogen chloride, in a fluidized bed reactor, while combustion of Cl-containing substances, was carried out. Dichloromethane (DCM) was used as the source of chlorine. DCM thermal decomposition in a sand bed and then in a fluidized bed containing hydroxyapatite was investigated. In both series: process temperature was 930ºC, the air excess 1.3, the concentration of DCM 2900 ppm. The concentration of components containing chlorine such as HCl, CH2Cl2, CH3Cl, CHCl3, CCl4, COCl2 in the flue gases were monitored by FTIR analyzer. The main chlorine product was HCl. Samples of the hydroxyapatite before the process of thermal decomposition of DCM, taken from the bed during the process, and after the thermal decomposition of chlorapatite at 1050°C were analyzed by X-ray diffraction (XRD). The content of chlorapatite in the analyzed samples was respectively 10, 53 and 18%. X-ray fluorescence (XRF) analysis showed the molar ratio of Ca:P:Cl was: 1.12:0.41:0.01, 1.01:0.36:0.09, 1.10:0.40:0.05 respectively. The hydroxyapatite can be used as an absorbent of the HCl(g) during combustion of materials containing chlorine.

PL

Spalanie paliw, w tym paliw ze źródeł odnawialnych, związane jest z emisją gazowych związków zawierających chlor. Wykonano badania sprawdzające możliwość odwracalnego procesu sorpcji/desorpcji chlorowodoru w stacjonarnym złożu fluidalnym podczas spalania substancji zawierających chlor. Jako źródło chloru zastosowano dichlorometan. Proces termicznego rozkładu DCM przeprowadzono w złożu piaskowym, a następnie w złożu piaskowym z dodatkiem biohydroksyapatytu. W obu seriach pomiarowych temperatura procesu wynosiła 930oC, współczynnik nadmiaru powietrza 1,3, a stężenie DCM 2900 ppm. Za pomocą analizatora FTIR monitorowano stężenia następujących związków chloru w gazach poprocesowych: HCl, CH2Cl2, CH3Cl, CHCl3, CCl4, COCl2. Dominującym związkiem chloru w gazach był HCl. Metodą XRD przeanalizowano biohydroksyapatyt przed procesem termicznej dekompozycji DCM, odebrany ze złoża w trakcie procesu, oraz po zakończeniu dozowania DCM i procesu termicznej dekompozycji chloroapatytu w 1050°C. Zawartość chloroapatytu w analizowanych próbkach wynosiła odpowiednio 10, 53 oraz 18%. Analiza XRF wykazała następujące stosunki molowe Ca:P:Cl w próbkach: 1,12:0,41:0,01, 1,01:0,36:0,09, 1,10:0,40:0,05. Przeprowadzone badania wykazały możliwość wykorzystania biohydroksyapatytu jako materiału sorpcyjnego w stosunku do gazowego chlorowodoru powstającego w gazach spalinowych podczas utylizacji materiałów organicznych zawierających chlor.

Słowa kluczowe

EN

chlorine; chemically active fluidized bed; hydroxyapatite

PL

chlor; aktywne chemicznie złoże fluidalne; hydroksyapatyt

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 8, No. 1
• Strony: 71--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., wykr., tab., rys.

Twórcy

autor

Olek M.

• Faculty of Environmental Engineering, Cracow University of Technology, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków, Poland, phone [phone]

autor

Żukowski W.

• Faculty of Chemical Engineering and Technology, Cracow University of Technology, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków, Poland, phone [phone]

autor

Baron J.

• Faculty of Chemical Engineering and Technology, Cracow University of Technology, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków, Poland, phone [phone]

Bibliografia

• [1] Bątorek-Giesa N, Jagustyn B. Ochr Środow i Zasobów Natural. 2009;40:396-401.
• [2] Yuan G, Chen D, Yin L, Wang Z, Zhao L, Wang JY. Waste Manage. 2014;34(6):1045-1050. DOI:10.1016/j.wasman.2013.08.021.
• [3] Regulation of the Minister of Environment of 22 April 2011 concerning the installation emission standards. OJ 2011 No. 95, Item. 558 (in Polish).
• [4] Deng W, Yan J, Li X, Wang F, Chi Y, Lu S. J of Environ Sci. 2009;21:1747-1752. DOI: 10.1016/S1001-0742(08)62483-3.
• [5] Wey MY, Liu KY, Yu WJ, Lin CL, Chang FY. Waste Manage. 2008;28(2):406-415. DOI:10.1016/j.wasman.2006.12.008.
• [6] Nielsen HP, Frandsen FJ, Dam-Johansen K, Baxter LL. Prog Energy Combust Sci. 2000;26(3):283-298.DOI: 10.1016/S0360-1285(00)00003-4.
• [7] Coda B, Aho M, Berger R, Hein KRG. Energy Fuels. 2001;15(3):680-690. DOI: 10.1021/ef000213+.
• [8] Theis M, Skrifvars BJ, Zevenhoven M, Hupa M. Fuel. 2006;85(14-15):1992-2001. DOI:10.1016/j.fuel.2006.03.015.
• [9] van den Berg M, Birnbaum L, Bosveld AT, Brunström B, et al. Environ Health Perspect. 1998;106:775-792.DOI: 10.2307/3434121.
• [10] Olek M, Baron J, Zukowski W. Chem Central J. 2013;7(2). DOI: 10.1186/1752-153X-7-2.
• [11] Weinell CE, Jensen PI, Dam-Johansen K, Livbjerg H. Ind Eng Chem Res. 1992;31:164-171. DOI:10.1021/ie00001a023.
• [12] Zhang C, Wang Y, Yang Z, Xu M. Fuel. 2006;85(14-15):2034-2040. DOI: 10.1118/1.2240838.
• [13] Fujita S, Suzuki K, Ohkawa M, Shibasaki Y, Mori T. Chem Mater. 2001;13:2523-2527. DOI:10.1021/cm000863r.
• [14] Tanahashi N, Kojima Y, Matsuda H. Proc of the 9th International Conference on Environmental Science and Technology, Rhodes island, Greece, 1-3 September 2005, 1429-1434 (http://www.srcosmos.gr/srcosmos/showpub.aspx?aa=6502).
• [15] Kannan S, Rebelo A, Lemos AF, Barba A, Ferreira JMF. J Eur Ceram Soc. 2007;(27):2287-2294. DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2006.07.004.
• [16] Tõnsuaadu K, Gross KA, Pluduma L, Veiderma M. J. Therm Anal Calorim. 2012;110(2):647- 659. DOI:10.1007/s10973-011-1877-y.
• [17] Baron J, Bulewicz EM, Zabagło J, Żukowski W. Flow Turbul Combust. 2012;88(4):479-502. DOI:10.1007/s10494-011-9362-z.
• [18] Olek M, Baron J, Żukowski W. Przem Chem. 2013;92(6):991-996.
• [19] Staroń A, Wzorek Z, Banach M. Czasopismo Techniczne - Chemia. 2011;10:279-286.
• [20] Etok SE, Valsami-Jones E, Wess TJ, Hiller JC, et al. J Mater Sci. 2007;42:9807. DOI: 10.1007/s10853-007-1993-z.
• [21] Kannan S, Rebelo A, Lemos AF, Barba A, Ferreira JMF. J Eur Ceram Soc. 2007;27(5):2287-2294. DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2006.07.004.