Odstranění chloru z produktů pyrolýzy plastů

Pyrolýza, kterou řadíme mezi terciární (termochemické) postupy recyklace plastů, je v současné době skloňována jako efektivní řešení pro recyklaci celé škály plastových odpadů. Přestože nejde o novou technologii, nalézá ekonomicky udržitelné uplatnění ve větším měřítku teprve dnes, zejména díky zavádění legislativních opatření, např. v rámci Pařížské dohody nebo zákazu skládkování. Výhodou pyrolýzy je možnost tvorby nikoliv méně kvalitních plastů, jako je tomu u využívané sekundární (mechanické) recyklace, ale zcela nových polymerů. To je možné díky pyrolýzní kapalině, která je hlavním produktem pyrolýzy při teplotách kolem 500 °C. Pyrolýzní kapalinu je totiž teoreticky možné využít ve standardních petrochemických procesech pro tvorbu nových (virgin) polymerů. Prakticky je zde ale potřeba stále vyřešit některé otázky týkající se jejího složení. Mimořádně nežádoucí je například přítomnost halogenů. Ty se mohou nacházet v polymerech samotných (př. PVC) nebo v aditivech, která se do nich přidávají. Halogeny, zejména chlor a brom, totiž při pyrolýze nebo následných procesech tvoří agresivní kyseliny, které mohou způsobovat závažné problémy v podobě koroze rafinérského zařízení.

Výzkum konsorcia 3U (UJEP, Orlen UniCRE a Orlen Unipetrol) se v rámci článku věnoval právě problematice odstranění chloru (Cl) z kapalných produktů pyrolýzy plastů. Pyrolyzovanou surovinou byla modelová směs, složením odpovídající odpadním plastům ve žlutých popelnicích. Za účelem eliminace Cl byly testovány různé podmínky vsádkové pyrolýzy spolu se sorbenty na bázi Ca(OH)₂, Fe₃O₄ a Fe. Z výsledků vyplývá, že pro odstranění Cl z odpadů obsahujících PVC je klíčová doba zdržení produktů v reakční zóně a předřazení nízkoteplotního kroku tzv. krokové pyrolýzy. Ta probíhala při 350 °C a bylo díky ní odstraněno až 99 % Cl. Z pohledu testovaných sorbentů/katalyzátorů se ukázalo jako klíčové jejich uložení mimo reaktor, což dosud nebylo v literatuře zdůrazněno ani objasněno. Stanovený limit pro obsah Cl (10 ppm) byl dosažen kombinací krokové pyrolýzy a sorbentů uložených mimo reaktor. Výsledky jsou v současné době aplikovány v navazujícím výzkumu pyrolýzy reálných plastových komunálních odpadů a také slouží pro návrh pilotní kontinuální pyrolýzní jednotky.

Odkaz na článek: Hubáček, J.; Lederer, J.; Kuráň, P.; Koutník, P.; Gholami, Z.; Zbuzek M.; Bačiak M.; Dechlorination during pyrolysis of plastics: The potential of stepwise pyrolysis in combination with metal sorbents. Fuel Processing Technology 2022, 231. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2022.107226

Archiv ostatních publikovaný článků naleznete zde