Koji kiseli gasovi i mirisi potiču iz pirolize plastike na visokim temperaturama?
Kada se otpadna plastika zagreje iznad 300 stepeni u odsustvu kiseonika, termičko pucanje razbija dugačke ugljikovodične lance na manje, isparljive fragmente. Ovaj proces pirolize, koji se sve više koristi za proizvodnju loživog ulja ili singasa, također oslobađa složenu mješavinu kiselih plinova i jedinjenja neugodnog mirisa koja mogu biti korozivna, toksična i štetna po okoliš. Razumijevanje njihovog porijekla, sastava i koncentracije je od suštinskog značaja za dizajniranje efikasnih sistema za smanjenje emisije i osiguranje zaštite na radu.
1. Hlorovodonik (HCl) – Dominantni kiseli gas
Polivinil hlorid (PVC) sadrži 57 % hlora po masi. Iznad 280 stepeni C-Cl veza se homolizira, oslobađajući HCl brzinom većom od 2 g Cl⁻ po kg PVC-a. Terenski testovi US-EPA metode 26A pokazuju da 500 kg h⁻¹ mješoviti-plastični pirolizator može emitovati 1.200 mg m⁻³ HCl-osamdeset puta više od OSHA 8-satnog plafona (7 mg m⁻³). Gas je veoma korozivan, napada ugljenični čelik na 0,5 mm god⁻¹ i formira sekundarni aerosol H₂SO₄ kada je prisutan SO₂.
2. Oksidi sumpora (SO₂, SO₃) – od usporivača plamena
Halogenirani usporivači plamena (HBCD, DBDPE) i gumeni punioci se razlažu između 320 i 400 stepeni, oslobađajući SO₂ i tragove SO₃. Koncentracije obično 200–400 mg m⁻³ u dimnom gasu, doprinoseći stvaranju kiselih kiša i iritaciji disajnih puteva.
3. Azotni oksidi (NO, NO₂) – termalni i gorivni NO
Polimeri koji sadrže azot-(PA, PU) i stabilizatori na bazi amonijaka-formiraju gorivo-NO iznad 350 stepeni. Izmjereni su nivoi NOx od 150–300 mg m⁻³, što potiče fotohemijski smog i stvaranje ozona.
4. Nisko-molekularne-organske kiseline
Piroliza PET-a i PA daje sirćetnu, propionsku i benzojevu kiselinu u količini od 50-150 mg m⁻³. Ova jedinjenja daju miris užeglog sirćeta i snižavaju pH kondenzata na<3, accelerating corrosion of ductwork and scrubbers.
5. Slab miris i toksični organski sastojci
Razlaganje PE/PP proizvodi C₂–C₆ aldehide (akrolein, acetaldehid) i ketone u količini od 80–200 mg m⁻³, odgovorne za oštre, slatke mirise i iritaciju očiju. Benzen, toluen i stiren iz PS i ABS se javljaju u količini od 100–400 mg m⁻³; benzen je kancerogen kategorije 1A sa jediničnim rizikom od 6 × 10⁻⁶ po µg m⁻³. Skatol i indol iz plastike koja sadrži azot -daju fekalne mirise čak i na nivoima ppb.
Uticaj na zdravlje i životnu sredinu
Kratkotrajno{0}}izlaganje 10 mg m⁻³ HCl izaziva pečenje u grlu i suženje bronha; 50 mg m⁻³ SO₂ izaziva simptome nalik astmi-. Kronično udisanje benzena od 1 mg m⁻³ povećava rizik od leukemije za 1 od 10.000. Kiseli gasovi smanjuju pH vrednost kiše, oštećujući useve i zgrade. Jedinjenja mirisa smanjuju udobnost u susjedstvu i mogu izazvati neugodne pritužbe.
Control Technologies
a) Wet scrubbers with caustic soda (NaOH) achieve >99% uklanjanja HCl i SO₂.
b) Selektivna katalitička redukcija (SCR) upotrebom V₂O₅/TiO₂ katalizatora smanjuje NOx za 90%.
c) slojevi od aktivnog{0}}uglja adsorbiraju VOC i merkaptane; katalitička oksidacija ih pretvara u CO₂ i H2O na 350 stepeni.
d) Bio-filteri koji koriste nitrifikacijske bakterije uklanjaju NH₃ i amine sa efikasnošću od 95%.
Praćenje{0}}u realnom vremenu
FTIR multi- gasni analizatori sada pružaju rezoluciju od 1 sekunde za HCl, SO₂, NOx i benzen, pokrećući alarme na 50% regulatornih granica i osiguravajući rad postrojenja za pirolizu u granicama sigurnosti na radu i okolišu.
