CZ249892A3 - Process and apparatus for organic substance disposal - Google Patents

Description

Způsob a zařízení pro zneškodňování organické látky

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zneškodňování organické látky, která se používá jako komplexotvorná látka při dekontaminaci radioaktivně kontaminovaných povrchů součástí, a/nebo komplexu vzniklého při takové dekontaminaci. Vynález se dále týká zařízení pro zneškodňování organické látky.

Výraz organická látka přitom zahrnuje i roztok organické látky, zpravidla ve vodě.

Dosavadní stav techniky

Při dekontaminaci radioaktivně kontaminovaných povrchů součástí se často používají organické kyseliny. Tyto kyseliny přitom slouží jako komplexotvorná látka, která s kontaminovanými usazeninami tvoří komplexy. Tyto komplexy jsou lehce rozpustné, takže tímto způsobem se provádí čištění a dekontaminace povrchů součástí. Po provedení této dekontaminace zůstává roztok, který obsahuje jak nespotřebované komplexotvorné látky, tak i komplexy vytvořené při dekontaminaci. Tento roztok musí být zneškodněn. Protože však tento roztok obsahuje i radioaktivní látky odebrané při dekontaminaci, je zapotřebí provádět bezpečné a tím nákladné zneškodňování.

Za tím účelem se roztok jímá a dopravuje v sudech do konečného uložení.

Pro zmenšení množství přiváděných do konečného skladování je známé provádět koncentraci roztoku zbylého po dekontaminaci odpařováním jeho vodního podílu nebo úpravou v ionexu odstraňovat radioaktivní a neaktivní podíly. Podle známých způsobů tedy zůstává koncentrát vzniklý odpařováním nebo katexové a anexové pryskyřice, přičemž všechny tyto zbytky musí být uloženy tak, aby dále neškodily.

Z DE 36 44 080 Al je známé, že pro detoxikaci průmyslové odpadní vody lze použít peroxid vodíku a jako katalyzátor sůl, například síran mědnatý nebo manganistan draselný.

Jedovaté látky, které jsou odstraňovány, nejsou srovnatelné s komplexotvornými látkami, které se používají při dekontaminaci nebo s komplexy přitom vzniklými.

Navíc se jako katalyzátor neustále používá sůl, jakó manganistan draselný. Tento katalyzátor přejde do roztoku. Nemůže být následně získán zpět. Kromě toho vytváří katalyzátor po detoxikaci sekundární odpad, který objem zbytkového odpadu dále zvětšuje.

Úkolem vynálezu je vytvořit způsob zneškodňování organické látky, při němž zbývá zřetelně menší zbytkový objem přiváděný do konečného skladování, než u známých způsobů zneškodňování. Přitom se zejména nesmí vytvářet žádný sekundární odpad. Úkolem vynálezu zároveň je vytvořit vhodné zařízení pro zneškodňování organické látky.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje způsob zneškodňování organické látky, která se použije jako komplexotvorná látka při dekontaminaci radioaktivně kontaminovaných povrchů součástí, a/nebo komplexu vzniklého při takové dekontaminaci, podle vynálezu, jehož podstatou je, že látce se v přítomnosti katalyzátoru na bázi ušlechtilých kovů přivádí peroxid vodíku, čímž jako podstatné produtky rozkladu vzniknou oxid uhličitý a voda.

Způsobem podle vynálezu je dosaženo té výhody, že organická látka, která má být zneškodněna, a která je komplexotvornou látkou nebo komplexem jí vytvořeným, je nejen zbavena nečistot nebo zkoncentrována odpařením, nýbrž že organická látka samotná se rozštěpí do látek, které žádné konečné uložení nepotřebují. Způsobem podle vynálezu se nejen zmenší objem organické látky, nýbrž tato látka se odstraní, aniž by vzniknul sekundární odpad.

Způsob podle vynálezu lze zvlášň dobře použít u kyselin s krátkým uhlíkatým řetězcem, například u kyseliny šňavelové, kyseliny mravenčí nebo kyseliny glyoxylové. Je rovněž použitelný pro zneškodňování'aldehydů.

Při zneškodňování zbytkového roztoku zbylého po dekontaminaci se rozštěpením organických látek obsažených ve zbytkovém roztoku dosáhne toho, že vznikne velmi malé množství odpadního roztoku, který je navíc bez komplexotvorných látek. Následně je proto možné redukovat odpadní roztok v odpařovači na ještě menší objem. Při možném přídavném čištění odpadního roztoku v ionexu je pro odvádění zbytkových látek z odpadního roztoku zapotřebí menší objem pryskyřic, než při čištění organických obsažených látek bez před tím provedeného štěpení. Při použití způsobu podle vynálezu je zapotřebí pouze velmi malého konečného skladování.

Způsob zneškodňování organické látky podle vynálezu se provádí například jako vložená operace mezi několika dekontaminačními operacemi. To je možné proto, že způsob zneškodňování podle vynálezu vyžaduje jen málo času. Jestli je prováděna pouze jedna dekontaminační operace, může způsob zneškodňování následovat přímo za touto dekontaminační operací. Je neustále možné úzké spojení dekontaminace a zneškodňování.

Při provádění způsobu podle vynálezu je možno organickou látku například ozařovat ultrafialovým světlem. Je možno použít i jiné elektromagnetické záření, s jinou vlnovou délkou. Ozařováním ultrafialovým světlem se štěpení látky na oxid uhličitý a vodu urychluje. Toto ozařování je důležité zejména potom, když odstraňovaná organická látka obsahuje skupinu OH.

Přídavným ozařováním, například ultrafialovým světlem, se způsobem podle vynálezu zejména odbourávají dusíkaté organické látky. Odbourávání se provádí nejen na oxid uhličitý a vodu, nýbrž i na dusíkaté látky s krátkým řetězcem, například aminy.

Komplexotvornou látkou může být například organická kyselina. Látka se uvede do kontaktu například s palladiovým katalyzátorem. Látka se může rovněž uvést do kontaktu s katalyzátorem, sestávajícím z ionexu dotovaného palladiem. Uvedené druhy katalyzátorů mohou být uspořádány v roztoku ve formě prostorového útvaru. Mohou však být jako prášek nebo granulát přimíchány do zneškodňovaného roztoku nebo roztok může být veden nádrží naplněnou katalyzátorem.

Vzniklý oxid uhličitý může být udržován v roztoku pod tlakem například přívodem produktů rozkladu, oxidu uhličitého a vody. Tím je dosaženo té výhody, že v roztoku nevznikají žádné bubliny.

Způsobem zneškodňování organické látky podle vynálezu je dosaženo té výhody, že organická látka, aniž by vznikl sekundární odpad , se rozštěpí prakticky celá do látek, které nevyžadují žádného konečného skladování.

Další úkol vynálezu splňuje zařízení pro zneškodňování organické látky, která se použije jako komplexotvorná látka při dekontaminaci radioaktivně kontaminovaných povrchů součástí, a/nebo komplexu vzniklého při takové dekontaminaci, podle vynálezu, jehož podstatou je, že přívod organické látky a přívod peroxidu vodíku jsou připojeny k nádrži katalyzátoru, která obsahuje katalyzátor z ušlechtilých kovů a je opatřena odvodem produktů rozkladu.

V uvedené nádrži katalyzátoru je možno organickou látku rychle a spolehlivě rozštěpit a produkty štěpení mohou být odváděny.

Nádrží katalyzátoru může být jednoduchá nahoře otevřená nádrž, u níž otvor slouží jako přívod a odvod.

Přitom plyny opouštějí nádrž ihned, zatímco voda a nerozštěpené zbytkové kapaliny nejprve v nádrži zůstávají a později se vylévají ven.

Přívody leží například v nižší úrovni než odvod. Podle dalšího příkladu leží přívody ve stejné úrovni jako odvod kapaliny a v nižší úrovni než odvod plynu. Tímto provedením je dosaženo té výhody, že po rozštěpení organické látky odtékají kapalné podíly dolů, zatímco plynné podíly stoupají vzhůru a tam nádrž katalyzátoru opouštějí.

Nádrž katalyzátoru může být například uspořádána v šikmé poloze. Odvod plynů se přitom nachází v nejhořejším místě nádrže. Tímto způsobem je možno oddělovat proud přiváděné organické látky směřující dolů od proudu plynu směřujícího vzhůru.

Materiál katalyzátoru může v látce plavat nebo v ní může být rozpuštěn. Katalyzátor může být uspořádán v loži ve formě pevného prostorového útvaru.

K zařízení podle vynálezu může být přiřazena ultrafialová výbojka, zejména ponorná výbojka, jejímž ultrafialovým světlem může být způsob provádění v zařízení urychlen. Místo zdroje ultrafialového světla je možno upravit zdroj jiného elektromagnetického záření.

Zařízením podle vynálezu je dosaženo té výhody, že organická látka, aniž by vznikl sekundární odpad, se jednoduchým způsobem dělí do látek, které nevyžadují žádné zvláštní konečné skladování.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení zařízení pro provádění způsobu zneškodňování organické látky podle vynálezu podle přiloženého výkresu, na němž obr. 1 znázorňuje nádrž katalyzátoru protékanou shora dolů a obr. 2 nádrž katalyzátoru s katalytickým ložem, protékanou zdola nahoru.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je nádrž 2 katalyzátoru, která má šikmou polohu vůči kolmici, opatřena v horní části přívodem 2 komplexotvorných látek a komplexů určených ke zneškodnění, které jsou ve formě roztoku nebo kapaliny, a přívodem 2peroxidu vodíku. Na spodním konci nádrže 2 katalyzátoru je uspořádán odvod £ kapalných produktů rozkladu a dalších kapalin. V nejvyšším místě nádrže 2 katalyzátoru je uspořádán odvod 2 plynných produktů rozkladu a dalších plynů. Vzhledem k šikmé poloze nádrže 2 katalyzátoru se nachází odvod 2 plynů, když má nádrž 2 katalyzátoru válcový tvar, na nejvyšším místě.

V nádrži 2 katalyzátoru se nachází katalyzátor £. Když je zařízení v provozu, plave katalyzátor £ v kapalině nacházející se potom v nádrži 2 katalyzátoru. Katalyzátor £ však může být uspořádán v nádrži 2 katalyzátoru i v určitém tvaru, neboli prostorovém útvaru, katalytickém loži. Na katalyzátoru £ se tvoří ze zneškodňované látky společně s peroxidem vodíku oxid uhličitý a voda. Voda se dostává ven spolu .s ostat nimi kapalnými podíly, které přicházejí s organickou látkou do nádrže 2 katalyzátoru, odvodem £ z nádrže £ katalyzátoru ven. Oxid uhličitý, vzniklý na katalyzátoru £ ze zneškodňované lát ky a peroxidu vodíku se dostává ven z nádrže. 2 katalyzátoru odvodem £. Vzhledem k šikmé poloze nádrže £ katalyzátoru a k uspořádání odvodu £ na vyšší'úrovni než přívody 2 ^a A' ^se nemůže dostat do přívodů 2_ a 3. žádný plyn.

Podle obr. 2 je provedení zařízení podle vynálezu tvořeno nádrži Ί. katalyzátoru, obsahující katalyzátor 8 a na svém spodním konci přívodem 2 zneškodňované látky a přívodem 10 peroxidu vodíku. V horní části nádrže Ί_ katalyzátoru je upraven odvod 11 produktů rozkladu a zbytkových látek, které se nerozložily. Katalyzátor 8 je v tomto případě ve formě prostorového útvaru uspořádán v katalytickém loži, může však být rozmístěn i v kapalině nacházející se v nádrži 7_ katalyzátoru.

Nádrže ^L, Ί_ katalyzátoru mohou být opatřeny ultrafialovou výbojkou 13, protože ultrafialovým světlem se způsob zneškodňování organické látky urychluje. Ultrafialová výbojka 13 je zpravidla vytvořena jako ponorná výbojka a nachází se v nádrži _1, ]_ katalyzátoru.

Katalyzátor 6., 8. může být přítomen již v kapalině přiváděné přívody 2., 9_.

Jestliže katalyzátor 6_, 8. plave v kapalině ve formě malých částeček, může být udržován v nádrži 1_, ]_ katalyzátoru sítem. V případě, že je katalyzátor 6_, J3 uspořádán v katalytickém loži, nemůže nádrž 1., Ί_ katalyzátoru opustit.

Způsobem a zařízením podle vynálezu je možno, aniž by vznikal sekundární odpad, štěpit organické komplexotvorné látky a komplexy, přičemž konečné produtky tohoto štěpení již nemusí být přiváděny do žádného koncového uložení. Konečný objem, který musí být odstraňován, je potom malý.

Claims (12)

1. Způsob zneškodňování organické látky, která se použije jako komplexotvorná látka při dekontaminaci radioaktivně kontaminovaných povrchů součástí, a/nebo komplexu vzniklého při takové dekontaminaci, vyznačující se tím, že látce se v přítomnosti katalyzátoru na bázi ušlechtilých kovů přivádí peroxid vodíku, čímž jako podstatné produkty rozkladu vzniknou oxid uhličitý a voda.

2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že při několika dekontaminačních operacích se provádí jako mezilehlá operace.

3. Způsob podle jednoho z nároků 1 nebo 2, vyznačují c i se tím, že se provádí ozařování ultrafialovým světlem.

4. Způsob podle jednoho z nároků laž 3, vyznačující se tím, že látkou je organická kyselina.

,

5. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 4, v y z n, a č u jící se tím, že látka se uvede do kontaktu s palladiovým katalyzátorem.

6. Způsob podle nároku 5,vyznačuj ící se tím, že látka se uvede do kontaktu s katalyzátorem sestávajícím z ionexu dotovaného palladiem.

24«8-92

7. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že vzniklý oxid uhličitý se přívodem produktů rozkladu udržuje v roztoku pod tlakem.

8. Zařízení pro zneškodňování organické látky, která se použije jako komplexotvorná látka při dekontaminaci radioaktivně kontaminovaných povrchů součástí, a/nebo komplexu vzniklého při takové dekontaminaci, vyznačující se tím, že přívod (2, 9) organické látky a přívod (3, 10) peroxidu vodíku jsou připojeny k nádrži (1, 7) katalyzátoru, která obsahuje katalyzátor (6, 8) na bázi ušlechtilých kovů a je opatřena odvodem (4, 5, 11) produktů rozkladu.

9. Zařízení podle nároku 8, v y z n a č u j í c í se tím, že přívody (9, 10) leží v nižší úrovni než odvod (11).

10. Zařízení podle nároku 8,vyznačující se tím, že přívody (2, 3) leží ve vyšší úrovni než odvod (4) kapalin a v nižší úrovni než odvod (5) plynů.

11. Zařízení podle jednoho z nároků 8 až 10, vyznačuj ící se tím, že nádrž (1, 7) katalyzátoru je v šikmé poloze.

12. Zařízení podle jednoho z nároků 8 až 11, vyznačující se tím, že je opatřeno ultrafialovou výbojkou (13) .