CZ2022354A3 - Způsob přeměny kontaminované dřevní hmoty a technologie k provádění tohoto způsobu - Google Patents
Způsob přeměny kontaminované dřevní hmoty a technologie k provádění tohoto způsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2022354A3 CZ2022354A3 CZ2022-354A CZ2022354A CZ2022354A3 CZ 2022354 A3 CZ2022354 A3 CZ 2022354A3 CZ 2022354 A CZ2022354 A CZ 2022354A CZ 2022354 A3 CZ2022354 A3 CZ 2022354A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- contaminated
- fact
- liquid
- autoclave
- solid phase
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 239000002023 wood Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 2
- 229910052571 earthenware Inorganic materials 0.000 claims 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 238000001994 activation Methods 0.000 abstract description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract description 7
- 239000011368 organic material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 12
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 11
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 10
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 9
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 6
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 5
- WHRZCXAVMTUTDD-UHFFFAOYSA-N 1h-furo[2,3-d]pyrimidin-2-one Chemical compound N1C(=O)N=C2OC=CC2=C1 WHRZCXAVMTUTDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000006173 Larrea tridentata Nutrition 0.000 description 4
- 244000073231 Larrea tridentata Species 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 4
- 229960002126 creosote Drugs 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010875 treated wood Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 2
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000011335 coal coke Substances 0.000 description 1
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000006353 environmental stress Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 1
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 description 1
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 description 1
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002747 voluntary effect Effects 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/70—Chemical treatment, e.g. pH adjustment or oxidation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B2101/00—Type of solid waste
- B09B2101/85—Paper; Wood; Fabrics, e.g. cloths
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/20—Waste processing or separation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/78—Recycling of wood or furniture waste
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Způsob přeměny kontaminované dřevní hmoty a technologie k provádění tohoto způsobu představuje zpracování kontaminované dřevní hmoty prostřednictvím hydrotermálního procesu s využitím podkritického režimu autoklávu (2), filtrace, aktivace, neutralizace a sušení. Proces je možné využít pro zpracování suchého i nevysušeného organického materiálu. Výsledkem tohoto zpracování je aktivovaný uhlík, vhodný pro přímé užití nebo pro další zpracování. Tento proces je vhodný zejména, nikoliv však výhradně, pro zpracování dřevěných železničních pražců nebo telegrafních sloupů.
Description
Zpûsob premëny kontaminované dfevni hmoty a technologie k provâdëni tohoto zpûsobu
Oblast techniky
Vynâlez svou podstatou spadâ do oblasti naklâdâni s nebezpecnÿm odpadem, se zamëfenim na kontaminovanou organickou hmotu jako jsou napnklad zelezniëni prazce, silniëni sloupy ajejich nâslednou pfemënu na novÿ, nekontaminovanÿ, dale vyuzitelnÿ vÿrobek.
Dosavadni stav techniky
Rozvoj novÿch technologii pfinâsi novinky i do oblasti dopravy. V souëasnosti je kladen dùraz nejen na rozvoj silniëni a dâlniëni dopravni sitë, ale vzhledem k tomu, ze je aktuâlnim tématem ekologizace dopravy, je velkâ pozomost zamëfena i na zeleznice. Modemizace zeleznice spoëivâ zejména v realizaci vÿstavby vysokorychlostnich trati a to vyzaduje pfestavbu zelezniëniho svrsku, coz znamenâ nâhradu existujicich kolejovÿch rostù, které jsou tvofeny kolejnicovÿmi pâsy a zelezniënimi prazci, pfiëemz druhÿm nejëastëjsimmateriâlem tëchto prazcùje dfevo. Diky vÿmënë dfevënÿch prazcù, ale i sloupù elektrického vedeni za betonové, tak vznikâ velké mnozstvi kontaminovaného dfevëného odpadu. Tyto prazce a sloupy jsou tak po ukonëeni své zivotnosti likvidovâny v rezimu nebezpeëného odpadu, coz je stanoveno zâkonem ë. 185/2001 Sb., o odpadech. Takovÿto dfevënÿ odpad obsahuje nebezpeëné lâtky, jelikoz se kjeho impregnaci v minulosti pouzivaly pfedevsim dehtovité zbytky z destilace ëemouhelného koksu, potencované chloraci nebo primo chlorované fenolové smësi. Jde o silnë toxické az karcinogenni organické lâtky, které mohou v pfirodë pfetrvâvat desitky let a jsou tak nebezpeëné jak pro ëlovëka tak i pro zivotni prostfedi.
Tento typ odpaduje v souëasné dobë uklâdân na venkovni zabezpeëené plochy ahledaji se zpùsoby jeho potenciâlniho vyuziti. Jedinou souëasnou variantou vyuziti tëchto nebezpeënÿch odpadù jejich energetické zhodnoceni - tedy spâleni ve spalovnâch nebezpeënÿch odpadù. Vlastnimu spalovâni pfedchâzi nezbytnâ mechanickâ ùprava, odstranëni ocelovÿch ëâsti s nâslednÿm drcenim na patfiënou granulometrii. V pfipadë spalovâni je tedy vyuzit energetickÿ obsah drevni hmoty, pokud je vedeno primé spalovâni na klasickém energetickém zafizeni. Tento procès v nëkterÿch pfipadech mùze bÿt jestë rozsifen o postup, kdy je dfevni odpad nejdfive zbavovân organickÿch lâtek cestou desorpce s vyuzitim rùznÿch metod a teprve takto upravenâ dfevni hmota je likvidovâna ve spalovnâch nebezpeënÿch odpadù, desorbované oleje je mozné opëtovnë vyuzit ke konzervaci dfeva.
Samotné skladovâni tohoto typu odpadu na zabezpeëenÿch plochâch zpùsobuje environmentâlni zâtëz do ovzdusi postupnÿm uvolnovânim pachovÿch lâtek a pùsobenim srâzek pak dochâzi k ëâsteënému uvolnovâni nebezpeënÿch lâtek do prostfedi, coz mâ, jak jiz bylo vÿse uvedeno negativni vliv na zdravi lidi, ale i na zivotni prostfedi.
Literatura uvâdi, ze patnâct let staré borovicové dfevo napustëné kreosotem bylo stëpkovâno a stëpka posléze podrobena procesu v superkritické vodë, kdy uhlovodiky z kreosotového oleje byly odstranëny ze stëpky a samostatnë ziskâny jako smës substituovanÿch uhlovodikù benzenù, fenolù a PAU.
Moznÿm postupem byl i hydrotermâlni procès, kdy byly z dfeva uvolnëny konzervaëni prostfedky na ochranu dfeva a dfevo bylo pfemënëno na smës tekutÿch produktù, jejiz kapalnâ ëâst byla znovu pouzita ke konzervaci dfeva. Stëpka pak po vysuseni byla vyuzita jako palivo.
Zelezniëni prazce byly namâhâny v rozmezi teplot 275-300 C za ùëelem znovuziskâni konzervaëniho prostfedku. Uvedené teploty se jevili jako optimâlni a takto osetfené dfevo s minimâlnim obsahem konzervantu bylo nâslednë spâleno.
- 1 CZ 2022 - 354 A3
Mezi literaturu, kterâ se touto problematikou zabÿvâ, je mozné zafadit napfiklad clanky: Catallo, W. & Shupe, Todd. (2008). ..Hydrothermal treatment of mixed preservative-treated wood waste “. Holzforschung. 62. 119-122. 10.1515/HF.2008.017, ve kterém je popsâna technika zpracovâni dfeva nasyceného kreosotem v podkritickém rezimu. Procès zpracovâni je ukoncen vÿrobou smësi hydrouhliku, vcetnë polyaromâtù. Vznik polyaromâtù ale znamenâ, ze kapalnâ fâze ze zpracovâni ma stale nebezpeëné vlastnosti (polyaromâty jsou karcinogenni a mutagenni lâtky). Dalsim ëlânkem na toto téma mùze bÿt „Sub-l and supercritical water treatment of creosote-treated wood waste (C.Y. Hse, Z. Jiang, and M.L. Kuo (eds.), 23-25.5.2007), kterÿ se zabÿvâ problematikou âpravy prazcù v hydrotermâlnim rezimu s vyuzitim podkritického nebo superkritického rezimu. Anton zde komentuji vÿhody a nevÿhody tëchto rezimù - jednâ se pouze o vëdeckou analÿzu ëi jakÿsi souhm informaci, kterÿ neni urëen pro pfimou aplikaci v praxi.
V pfipadë patentové literatury, mùzeme uvést US 2019367814 (Al) „Multistagethermolysis method for safe and efficient conversion of treated wood waste sources ve kterém je popsâna metoda vyuzivajici termolytickÿ postup pri zpracovâni zelezniënich prazcù za ùëelem oddëleni nebezpeënÿch slozek pri poskytnuti palivového plynu a biouhlu. Toto feseni vyuzivâ vysoké teploty 450-520 °C, ve dvoustupnovém rezimu, za vzniku dehtu. Dalsim fesenim v této oblasti mùze bÿt JP 2002263465 (A) s nâzvem „ Reaction apparatus for organic materidl by supercritical water or subcritical water, kterÿ popisuje strojni zafizeni vyuzivajici jak podkritické tak nadkritické vody k rozkladu organické hmoty, ale bez jejiho dalsiho zhodnoceni. Jednâ se tedy pouze o zafizeni pro rozklad organické hmoty, nikoliv pro dalsi sofistikované zpracovâni produktu tohoto rozkladu. Rovnëz jako zajimavÿ se jevi dokument RU 2399410 (C2) s nâzvem „Method and plant for producing decomposititon products using water at subcritical paramétrés “, kdy se opët jednâ o strojni zafizeni urëené k rozkladu organické hmoty. V tomto dokumentu vsak schâzi blizsi popis uzité metody a vÿsledného produktu z hlediska jeho dalsiho vyuziti.
Souëasnÿ stav techniky tedy zahmuje pfistroje a metody, které zpracovâvaji organickou hmotu v superkritickém, ale i podkritickém rezimu. Nicménë je nutné podotknout, ze znaënou nevÿhodou vÿse uvedenÿch technologii (pokud se nejednâ o pfimé spalovâni) je moznost vzniku dalsiho nebezpeëného odpadu, kterÿ je nutno dâle likvidovat spalovânim ve spalovnâch nebezpeënÿch odpadù nebo ulozenim na zabezpeëenou sklâdku nebezpeëného odpadu.
Podstata vynâlezu
Nedostatky souëasnÿch feseni do znaëné miry odstranuje nize popsanÿ zpùsob zpracovâni a dekontaminace organické ëâsti v dfevni hmotë, zejména napustëné impregnaënimi prostfedky. Vÿsledkem tohoto zpracovâni je uhlikatÿ materiâl bez nebezpeënÿch vlastnosti, kterÿ je vyuzitelnÿ v siroké skâle prùmyslovÿch odvëtvi. Tento materiâl je vyroben diky spojeni dilci pfedùpravy kontaminovaného materiâlu a technologickÿch podminek pfi jeho dalsim zpracovâni ve speciâlnich zarizenich. Ta umoznuji jeho zpracovâni v rezimu hydrotermâlni konverze a finâlni uhlikové aktivace.
Surovinovou zâkladnu pro zpracovâni kontaminovaného materiâlu tvofi zejména, nikoliv vsak vÿhradnë, dfevni hmota zelezniënich prazcù a telegrafhich sloupù po ukonëeni zivotnosti. Tato je napustëna konzervaënimi roztoky ochranujicimi tuto organickou hmotu pfed rozkladem (kreosotové a jiné oleje). Uprava takovéhoto nebezpeëného odpadu spoëivâ v zâkladnim mechanickém odstranëni doprovâzejicich kovovÿch ëâsti (srouby, hfeby) a dilëim dëleni na patfiënou velikost, odpovidajici vnitfnimu objemu dâle pouzivaného autoklâvu. Dalsi procès zpracovâni nevyzaduje hlubsi analÿzu kvality materiâlu na pfitomnost a obsah konkrétniho konzervaëniho prostfedku.
Technologie zpracovâni probihâ v autoklâvu, tlakové nâdobë s odnimatelnou hlavou, kterÿ je testovân az na 250 barù. V prùmyslové praxi je mozné vyuzit tlak az do 110 barù. Pro ùëely této
-2CZ 2022 - 354 A3 pfihlâsky je vsak provoznë vyuzivân tlak 12-34 barù. Pfislusnÿ tlak je vytvâfen pfitomnosti kontrolované dâvky kapalného média a to do vÿsky jedné tfetiny celkového objemu uzitého autoklâvu. Autoklâv je samostatnë vyhfivân odpadnim teplem nebo elektrickÿm ohfevem, pfiëemz je kontrolovâna teplota uvnitf reakëni nâdoby. Autoklâv- v nasem pfipadë nâdoba s vikem, je zhotoven ze speciâlni oceli, kterâ splnuje bezpeënostni pozadavky pro zafizeni v rezimu tlaku. Celÿ autoklâv je ulozen v zâvësu, kterÿ umoznuje jeho naklâpëni - tedy jeho vyprazdnovâni/obsazovâni zpracovâvanÿm materiâlem. Kazdÿ procès zahmuje ëinnosti spojené s kontrolou tësnosti autoklâvu po jeho uzavirce a pfed spustënim procesu. Teplotni stabilitu zajistuje izolace celé nâdoby. Prûbëh teplotniho rezimu potfebnÿ pro fizeni samotného procesu zajistuje PID regulâtor (regulâtor slozenÿ z Proporcionâlni, Integraëni a Derivaëni ëâsti) propojenÿ na stfedovou sondu umistënou v hlavë autoklâvu. Tato sonda umoznuje nastaveni teplotnë-tlakového rezimu anedovoli pfekroëeni defmovanÿch nastavenÿch hodnot teploty, tlaku s volenÿm ëasem. Automatickÿ zâznamovÿ rezim pak poskytuje relevante! obraz prûbëhu celého procesu, ktery neni ëasovë omezen. Procès je veden v podkritickém rezimu, obvykle pri teplotâch dosahujicich az 260 °C, v nasem pfipadë je pouzita teplota o vice nez polovinu nizsi. Procès je ukonëen po 5ti hodinovém namâhâni a nâslednÿm zchlazenim obsahu autoklâvu na pokojovou teplotu. Jednim z produktû tohoto procesu je plynnâ fâze, kterâ je pfed otevfenim autoklâvu odvedena do zâsobniku a mùze tak bÿt vyuzita v energeticky nâvaznÿch procesech.
Zbylÿ obsah autoklâvu je po jeho otevfeni odveden na filtraëni jednotku, kde je odfiltrovâna kapalné fâze, kterou je mozné v novém procesu opët pouzit nebo je mozné ji uzit po âpravë pro konzervaci dfevni hmoty. Nâsleduje suseni pevného produktu - hydrocharu. Po fâzi suseni je hydrochar vlozen zpët do aktivaëniho reaktoru a spolu s vypoëtenÿm mnozstvim aktivaëniho ëinidla plynule zahfivân az po dosazeni pozadované aktivaëni teploty smësi, kterâ odpovidâ pouzitému ëinidlu, maximâlnë vsak 800 °C, vlozeného materiâlu. Materiâl je v aktivaënim reaktoru ponechân po dobu 60 minut pfi dané teplotë kdy, dochâzi k interkalaci kovového kationtu do struktery uhliku a nâslednë je reaktor fizenë ochlazen na pokojovou teplotu. Vzniklâ tavenina je nâslednë vlozena do neutralizaëni lâznë a je zde ponechâna az do doby dosazeni neutrâlniho pH. Obsah lâznë je pfefiltrovân, promyt a vzniklâ pevnâ fâze - finâlni aktivovanÿ uhlik je nâslednë dosusen.
Vÿhodou vÿse popsaného postupu je moznost zpracovâni sirokého spektra dfevni hmoty s obsahem nebezpeënÿch lâtek (fungicidy, herbicidy atd) na vÿslednÿ produkt, kterÿm je uhlikatÿ materiâl kvalitativnë lepsich vlastaosti., zejména v oblasti velikosti povrchu vztazenÿch na 1 g lâtky, sorpënich vlastaosti akapacitance.
Dalsi vÿhodou této technologie, ve fâzi hydrotermâlniho rozkladu, je ziskâni kapalného produktu s obsahem organickÿch lâtek, kterÿ je mozno znovu vyuzit k ochranë a âpravë dfevni hmoty.
Dalsi nespomâ vÿhoda pak spoëivâ hlavnë pfi zpracovâni organického materiâlu s vëtsim ëi mensim obsahem vody nebof zde odpadaji vpodobnÿch technologiich vyuzivané energeticky nâroëné procesy suseni
Rovnëz je vÿhodné, ze zafizeni a postup prâce na nëm, slouzi k ziskâvâni uhlikatÿch materiâlû svyssi pfidanou hodnotou, u kterÿch jsou eliminovâny nebezpeëné vlastaosti pùvodni dfevni hmoty, kterâmâv souëasnosti velmi omezené moznosti dalsiho vyuziti aje zpracovâvânav rezimu nebezpeëného odpadu urëeného pro energetické vyuziti.
Nespomou vÿhodou nâmi navrhovaného feseni rozkladu a vyuziti dfevni impregnované hmoty je pfinos v oblasti ochrany zivotniho prostfedi, kdy eliminate nebezpeënÿch vlastaosti a pfevodem nebezpeëného materiâlu na urëitou formu uhliku Ize tento materiâl dâle siroce vyuzivat v prùmyslu, zemëdëlstvi ale i v komunâlni sféfe. Rovnëz je dùlezité, ze tento pùvodnë nebezpeënÿ odpad jiz neni nutné uklâdat na zabezpeëenÿch sklâdkâch a tedy neni nutné vytvâfet nové sklâdky a zâroven tak nemûze dojit ke kontaminaci zivotniho prostfedi, pfi spatném zabezpeëeni sklâdky ëi pûsobenim povëtmostnich vlivù.
-3 CZ 2022 - 354 A3
Pro ùëely této pfihlâsky uvâdime, ze technickÿm plynem je minën dusik, argon apod. Aktivaënimi ëinidly se pro ùëely této pfihlâsky rozumi lâtky jako je napfiklad K2CO3, KHCO3, KOH apod.
Obiasnëni vÿkresù
Na obr. 1 se nachâzi schematicky znâzomëné zapojeni technologie.
Pfiklady uskuteënëni vynâlezu
Technologie zpracovâni probihâ v autoklâvu 2, coz je tlakovâ nâdobatestovanâ na 250 barû. V této nâdobë dochâzi vlivem hydrotermâlniho procesu, v podkritickém rezimu, k pfemënë organického materiâlu na produkty vhodné pro dalsi zpracovâni ëi pro pfimé uziti, vzniklÿ plyn Ize vyuzit jako zdroj energie, kapaliny jako zdroj prûmyslovë vyuzitelnÿch organickÿch lâtek jejichz zâklad ve vëtsinë pfipadû neni ve fosilnich zdrojich a pevnâ fâze je dalsim zpracovânim pfemënëna na uhlikovÿ materiâl s sirokÿm spektrem vyuziti.
Pfiklad 1
Technologie zpracovâni dfevënÿch zelezniënich prazcù zaëinâ âpravou 1 - odstranënim jejich kovovÿch souëâsti. Nâslednë jsou prazce dâle upraveny (napf. rozfezânim apod.) namateriâl, ktery je mozné vlozit do autoklâvu 2, tedy na velikost schopnou projit jeho vstupnim otvorem. Materiâl prazcù je vlozen do kapaliny, kterâ v tomto pfipadë pfedstavuje vodu, pfiëemz je respektovân objem nâdoby autoklâvu 2 a také fyzikâlnë-chemické vlastnosti pouzité kapaliny. V pfipadë vody, je autoklâv 2 pfed vlozenim mechanicky upraveného materiâlu naplnën z 1/3.
V dalsim kroku je autoklâv 2 uzavfen a je spustëno jeho vyhfivâni na max. 240 °C a tlak max. 34 barû. Teplota je regulovâna PID regulâtorem a autoklâv 2 je ponechân v ëinnosti maximâlnë 5 hodin. Po uplynuti reakëni doby, je autoklâv 2 vychlazen tak, aby jeho vnitfni teplota by la maximâlnë 30 °C.
Po vychlazeni je plynnÿ obsah autoklâvu 2 odveden do zâsobniku 3 plynu pro dalsi vyuziti a zbylÿ obsah je pfemistën na filtraëni sito 4, kde je oddëlena jeho pevnâ a kapalnâ fâze. Takto oddëlenou kapalinu je mozné v autoklâvu 2 opëtovnë pouzit k dalsimu zpracovâni nové dâvky materiâlu.
Z pevnâ fâze - hydrocharu je odstranëna vlhkost a nâslednë je hydrochar smichân v daném pomëru s aktivaënim ëinidlem, které v nasem pfipadë pfedstavuje K2CO3, ziskanâ smës je vlozena do aktivaëniho reaktoru 5. Souëasnë je do aktivaëniho reaktoru 5 zavâdën technickÿ plyn, v tomto pfipadë potravinâfskÿ dusik, ktery je kontrolovanë dâvkovân tak, aby bëhem procesu aktivace vytvofil neoxidaëni atmosféru.
Aktivaëni reaktor 5 je vlozen do pece a jeho obsah je aktivovân, pfiëemz aktivace probihâ plynulÿm ohfevem po dobu 1 hodiny, do pfedem stanovené hraniëni teploty, kterâ vsak nepfekraëuje 800 °C a materiâl v aktivaënim reaktoru 5 setrvâvâ po stejnou dobu, jakou prohibai ohfev.
Po ukonëeni této fâze zpracovâni, je aktivaëni reaktor 5 vychlazen na teplotu maximâlnë 30 °C a jeho aktivovanÿ obsah v podobë taveniny, je vlozen za stâlého michâni do neutralizaëni lâznë 6, jejiz souëâsti je nizkoprocentni HCl. Probihâ procès neutralizace, ktery je kontrolovân ëidlem pfiëemz pfebytek kyselé fâze je eliminovân promÿvânim vodou na filtru az po dosazeni neutrâlni reakce.
-4CZ 2022 - 354 A3
Ze zachycené pevné fâze, kterâ pfedstavuje aktivovanÿ uhlik je v susâmë 7 susenim pfi 105 °C odstranëna veskerâ kapalina a vzniklÿ prâsek je pfipraven k dalsimu zpracovâni napf. lisovânim apod.
Pfiklad 2
Procès zpracovâni kalû z ëistiren odpadnich vod provâdënÿ v autoklâvu 2 se od pfedchoziho pfikladu odlisuje tim, ze celÿ procès âpravy materiâlu obsahuje pouze fâze zpracovâni v autoklâvu 2, filtrace a suseni. Vzhledem k povaze vstupniho materiâlu, zde neni nutnâ fâze âpravy 1, aktivace a neutralizace. Hydrotermâlni konverze pak probihâ za podminek, kdy je autoklâv 2 uzavfen a je spustëno jeho vytâpëni na max. 220 °C a tlaku max. 24 barû. Bëhem zpracovâni dochâzi k sterilizaci kalû a jejich rozkladu. Vÿslednâ pevnâ fâze, je po ukonëeni procesu separovâna a je mozné ji vyuzit jako hnojivo, pfipadnë jako palivo.
Pfiklad 3
Pfiklad 3 se od pfedchozich pfikladù odlisuje tim, ze je procesem zpracovâvâna ëerstvâ organickâ hmota - mëstskâ zelen, kterâ je v souëasnosti bëznë zpracovâvâna kompostovânim, pfi kterém dochâzi ke znaënému âniku sklenikovÿch plynû do ovzdusi. Rovnëz zde odpadâ fâze upravyl, dalsi procès zûstâvâ zachovân. Organickâ hmotaje tedy zpracovâna obdobnë, jako v pfikladu 1 na biouhel, kteryje mozné vyuzit v zemëdëlstvi pro zkvalitnëni orné pùdy.
Pfiklad 4
Je obdobou pfikladu 2. Procesem hydrotermâlni konverze jsou zpracovâvâny celulôzové slozky s vysokÿm odpadem vody, které vznikaji pfi vÿrobë papiru z recyklâtu odpadového papiru, vëetnë kartônû.
Prùmyslovâ vyuzitelnost
Procès je mozné vyuzit pro zpracovâni suchého i nevysuseného organického materiâlu. Vÿsledkem tohoto zpracovâni je ziskâni aktivovaného uhliku, ktery je siroce pouzitelnÿ - napf. v procesech âpravy vod, zemëdëlstvi, absorpce nebezpeënÿch plynâ a par (prostfedky osobni ochrany, lakovny apod.), v elektrotechnickém prâmyslu jako hmota do akumulâtorâ a baterii nebo superkapacitâtorâ nebo ve zdravotnictvi jako sorbent.
Claims (9)
1. Zpùsob pfemëny kontaminované dfevni hmoty, vyznacujici se tim, ze kontaminovanâ dfevni hmota je upravena a/nebo vlozena do kapaliny a tato smës je zahfivâna elektrickÿm ohfevem nebo odpadnim teplem nejménë na 120 °C maximâlnë vsak na 240 °C pfi tlaku 12 az 34 barù, pfiëemz reakëni doba ëini maximâlnë 5 hodin, naëez je smës ochlazena a rozdëlena na pevnou, kapalnou a plynnou fâzi a dâle je pevnâ fâze vysusena, smichâna s aktivaënim ëinidlem a za pfitomnosti technického plynu aktivovâna, aktivace probihâ po dobu 1 hodiny plynulÿm ohfevem maximâlnë vsak na 800 °C, pfiëemz teplota je udrzovâna po stejnou dobu jakou prohibai ohfev, vzniklâtavenina je opët vychlazena a vlozena za stâlého michâni do neutralizaëni lâznë (6), pfiëemz neutralizace probihâ do dosazeni neutrâlniho pH, nâslednë je provedena filtrace, pfiëemz zachycenâ pevnâ fâze je nâslednë promyta kapalinou az po dosazeni neutrâlni reakce, dâle je pevnâ fâze vysusena na vÿslednÿ produkt.
2. Zpùsob pfemëny kontaminované dfevni hmoty podle nâroku 1, vyznacujici se tim, ze kontaminovanâ dfevni hmota pfedstavuje zejména, nikoliv vsak vÿhradnë dfevëné zelezniëni prazce nebo telegrafni sloupy.
3. Zpùsob pfemëny kontaminované dfevni hmoty podle nâroku 1, vyznacujici se tim, ze uzitou kapalinou se rozumi voda.
4. Zpùsob pfemëny kontaminované dfevni hmoty podle nâroku 1, vyznacujici se tim, ze teplota chlazeni pfedstavuje pokojovou teplotu.
5. Zpùsob pfemëny kontaminované dfevni hmoty podle nâroku 1, vyznacujici se tim, ze kapalnâ a plynnâ fâze, které vznikly po prvnim ohfevu jsou z procesu dâle odvedeny pro skladovâni a/nebo opëtovnë vyuzity pfimo v procesu nebo dâle zpracovâny.
6. Zpùsob pfemëny kontaminované dfevni hmoty podle nâroku 1, vyznacujici se tim, ze aktivaëni ëinidlo je do smësi dâvkovâno v pomëru 1:3 pfiëemz se jednâ o jednu dâvku vysusené pevné fâze ku tfem dâvkâm aktivaëniho ëinidla, kterÿm se rozumi zejména, nikoliv vsak vÿhradnë K2CO3.
7. Zpùsob pfemëny kontaminované dfevni hmoty podle nâroku 1, vyznacujici se tim, ze technickÿm plynem se rozumi zejména, nikoliv vsak vÿhradnë dusik.
8. Zpùsob pfemëny kontaminované dfevni hmoty podle nâroku 1, vyznacujici se tim, ze neutralizaëni lâzen (6) je tvofena vodou a HCl, pfiëemz mnozstvi HCl je 40% této lâznë.
9. Technologické zanzeni pro pfemënu kontaminované dfevni hmoty s vyuzitim autoklâvu (2) podle nâroku 1, vyznacujici se tim, ze zahmuje vstup suroviny do ùpravy (1) nebo do autoklâvu (2), pfiëemz autoklâv (2) ze kterého je plynnâ fâze odvâdëna do zâsobniku plynu (3) a zbylÿ obsah pevné a kapalné fâze je odveden na fdtraëni sito (4), pfiëemz pevnâ fâze je vlozena do aktivaëniho reaktoru (5), po aktivaci je pevnâ fâze vlozena do neutralizaëni lâznë (6) a po dosazeni neutrâlniho pH je nâslednë susena v susâmë (7).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-354A CZ310242B6 (cs) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | Způsob přeměny kontaminované dřevní hmoty a technologické zařízení k provádění tohoto způsobu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2022-354A CZ310242B6 (cs) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | Způsob přeměny kontaminované dřevní hmoty a technologické zařízení k provádění tohoto způsobu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2022354A3 true CZ2022354A3 (cs) | 2024-03-06 |
| CZ310242B6 CZ310242B6 (cs) | 2024-12-25 |
Family
ID=90056477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2022-354A CZ310242B6 (cs) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | Způsob přeměny kontaminované dřevní hmoty a technologické zařízení k provádění tohoto způsobu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ310242B6 (cs) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2373001C1 (ru) * | 2008-09-24 | 2009-11-20 | Василий Степанович Рузавин | Комплекс утилизации железнодорожных деревянных шпал с выработкой теплоэнергии, с линиями производства опилкобетона и древеснонаполненных пластмасс |
| KR101109873B1 (ko) * | 2009-07-08 | 2012-03-13 | 충남대학교산학협력단 | 폐목재침목의 재활용 방법 |
| KR20140067516A (ko) * | 2012-11-26 | 2014-06-05 | 한국철도기술연구원 | 열 추출을 이용한 폐목침목 처리 장치 및 그 방법 |
| KR101964127B1 (ko) * | 2017-05-24 | 2019-08-07 | 한국철도기술연구원 | 철도 폐목침목을 재활용한 저탄소 친환경 소재 제조 방법 및 이를 위한 간접 가열 방식의 마이크로파 다단로 발열설비 |
| US10640711B2 (en) * | 2018-06-05 | 2020-05-05 | Chz Technologies, Llc | Multistage thermolysis method for safe and efficient conversion of treated wood waste sources |
-
2022
- 2022-08-25 CZ CZ2022-354A patent/CZ310242B6/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ310242B6 (cs) | 2024-12-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shinogi et al. | Pyrolysis of plant, animal and human waste: physical and chemical characterization of the pyrolytic products | |
| Tian et al. | Nutrient release and ammonium sorption by poultry litter and wood biochars in stormwater treatment | |
| Shi et al. | Synergistic effect of rice husk addition on hydrothermal treatment of sewage sludge: fate and environmental risk of heavy metals | |
| DE69704270T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Prozeßströmen aus einem System zum Trennen von Bestandteilen aus kontaminiertem Material | |
| Liu et al. | CO2 activation promotes available carbonate and phosphorus of antibiotic mycelial fermentation residue-derived biochar support for increased lead immobilization | |
| Boostani et al. | Comparison of Pb stabilization in a contaminated calcareous soil by application of vermicompost and sheep manure and their biochars produced at two temperatures | |
| El Maguana et al. | Activated carbon from prickly pear seed cake: optimization of preparation conditions using experimental design and its application in dye removal | |
| del Valle-Zermeño et al. | Biogas upgrading using MSWI bottom ash: An integrated municipal solid waste management | |
| Iqbal et al. | Textile sludge management by incineration technique | |
| Mulabagal et al. | Biochar from biomass: a strategy for carbon dioxide sequestration, soil amendment, power generation, and CO2 utilization | |
| Berrazoum et al. | Bioadsorption of a reactive dye from aqueous solution by municipal solid waste | |
| Sanner | Conversion of municipal and industrial refuse into useful materials by pyrolysis | |
| Hu et al. | Distribution and Contamination Hazards of Heavy Metals in Solid Residues from the Pyrolysis and Gasification of Wastewater Sewage Sludge. | |
| Ani et al. | Canarium schweinfurthii stone-derived biochar: A promising adsorbent for crystal violet dye removal | |
| Wang et al. | Utilization of cocoa activated carbon for trimethylamine and hydrogen sulfide gas removals in a confined space and its techno‐economic analysis and life‐cycle analysis | |
| Bhakta et al. | Development of activated carbon from cotton fibre waste as potential mercury adsorbent: kinetic and equilibrium studies | |
| CZ2022354A3 (cs) | Způsob přeměny kontaminované dřevní hmoty a technologie k provádění tohoto způsobu | |
| Sreelatha et al. | Study of removal of cationic dyes using palm shell powder as adsorbent | |
| DE68908890T2 (de) | Verfahren und Anlage zur Behandlung von städtischen und industriellen Abfällen. | |
| Sapronova et al. | Use of municipal vegetative waste as raw material for sorbent production | |
| Mahramanlioğlu et al. | Removal of 2, 4‐D from aqueous solution by the adsorbents from spent bleaching earth | |
| DE4238935C2 (de) | Verfahren zur Überführung von organisches Material und Kunststoffe enthaltenden Abfallstoffen in ein pulverförmiges Zwischenprodukt und seine Verwendung | |
| DE60014949D1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur reduktion von treibhausgasen | |
| CA1266573A (en) | Soil and industrial waste decontamination | |
| DE4111725A1 (de) | Verfahren zur inertisierung von in schlaemmen enthaltenen schadstoffen und aus diesen schlaemmen hergestellter formkoerper |