Kādas skābes gāzes un smaržvielas rodas augstas{0}}temperatūras plastmasas pirolīzes rezultātā?
Kad plastmasas atkritumus karsē virs 300 grādiem bez skābekļa, termiskā krekinga sadala garās ogļūdeņražu ķēdes mazākos, gaistošos fragmentos. Šis pirolīzes process, ko arvien vairāk izmanto mazuta vai sintēzes gāzes ražošanai, arī izdala sarežģītu skābu gāzu un nepatīkamu smaku savienojumu maisījumu, kas var būt kodīgs, toksisks un videi kaitīgs. Izpratne par to izcelsmi, sastāvu un koncentrāciju ir būtiska, lai izstrādātu efektīvas emisiju samazināšanas sistēmas un nodrošinātu darba drošību.
1. Ūdeņraža hlorīds (HCl) – dominējošā skābes gāze
Polivinilhlorīds (PVC) satur 57 % hlora pēc masas. Virs 280 grādiem C-Cl saite homolizējas, izdalot HCl ar ātrumu, kas pārsniedz 2 g Cl⁻ uz kg PVC. US-EPA Method 26A lauka testi liecina, ka 500 kg h⁻¹ jauktas-plastmasas pirolizators var izdalīt 1200 mg m⁻³ HCl-, kas astoņdesmit reizes pārsniedz OSHA 8 stundu griestus (7 mg m⁻³). Gāze ir ļoti kodīga, uzbrūk oglekļa tēraudam pie 0,5 mm yr⁻¹ un veido sekundāru aerosolu H2SO4, ja tajā ir SO₂.
2. Sēra oksīdi (SO₂, SO₃) — no liesmu slāpētājiem
Halogenētie liesmas slāpētāji (HBCD, DBDPE) un gumijas pildvielas sadalās no 320 līdz 400 grādiem, izdalot SO₂ un SO3 pēdas. Koncentrācija parasti ir 200–400 mg m⁻³ skursteņa gāzē, kas veicina skābo lietu veidošanos un elpceļu kairinājumu.
3. Slāpekļa oksīdi (NO, NO₂) – siltuma un degvielas NO
Slāpekli{0}}saturoši polimēri (PA, PU) un stabilizatori uz amonjaka- bāzes veido degvielu-NO virs 350 grādiem. Izmērīti NOx līmeņi 150–300 mg m⁻³, veicinot fotoķīmisko smogu un ozona veidošanos.
4. Organiskās skābes ar zemu-molekulāro-svaru
PET un PA pirolīze dod etiķskābi, propionskābi un benzoskābi 50–150 mg m⁻³. Šie savienojumi piešķir sasmakušu etiķa smaržu un pazemina kondensāta pH<3, accelerating corrosion of ductwork and scrubbers.
5. Nepatīkamas un toksiskas organiskās vielas
PE/PP sadalīšanās rezultātā veidojas C₂–C6 aldehīdi (akroleīns, acetaldehīds) un ketoni 80–200 mg m⁻³, kas izraisa asu, saldu smaku un acu kairinājumu. Benzols, toluols un stirols no PS un ABS rodas pie 100–400 mg m⁻³; benzols ir 1.A kategorijas kancerogēns ar vienības risku 6 × 10⁻⁶ uz µg m⁻³. Skatols un indols no slāpekli-saturošām plastmasām rada fekāliju smaku pat ppb līmenī.
Ietekme uz veselību un vidi
Īslaicīga 10 mg m⁻³ HCl iedarbība izraisa dedzināšanu kaklā un bronhu sašaurināšanos; 50 mg m⁻³ SO₂ izraisa astmai līdzīgus simptomus. Hroniska benzola ieelpošana ar 1 mg m⁻³ palielina leikēmijas risku par 1 no 10 000. Skābās gāzes pazemina lietus pH, kaitējot labībai un ēkām. Smaržu savienojumi samazina apkārtnes labiekārtojumu un var izraisīt sūdzības par neērtībām.
Kontroles tehnoloģijas
a) Wet scrubbers with caustic soda (NaOH) achieve >99 % HCl un SO₂ noņemšana.
b) Selektīva katalītiskā reducēšana (SCR), izmantojot V₂O5/TiO₂ katalizatoru, samazina NOx par 90 %.
c) aktivētās{0}}ogles slāņi adsorbē GOS un merkaptānus; katalītiskā oksidēšana pārvērš tos par CO₂ un H₂O 350 grādu temperatūrā.
d) Bio{0}}filtri, kuros izmanto nitrificējošās baktērijas, noņem NH₃ un amīnus ar 95 % efektivitāti.
Reāllaika{0}}uzraudzība
FTIR multi{0}}gāzu analizatori tagad nodrošina 1 sekundes izšķirtspēju attiecībā uz HCl, SO₂, NOx un benzolu, aktivizējot trauksmes signālus pie 50% no normatīvajiem ierobežojumiem un nodrošinot pirolīzes iekārtu darbību darba un vides drošības robežās.
