CZ282776B6 - Způsob vitrifikace odpadních materiálů obsahujících azbest - Google Patents

Abstract

Odpadní materiály, jako například zatavené dvojité pytle (24) s odpadem obsahujícím azbest, popel z infekčního odpadu, toxické materiály nebo radiaktivní odpad, se uvádějí do pece (10) pro tavení skla, přičemž teplota taveniny se udržuje vyšší, než je teplota rozkladu odpadního materiálu. Do taveniny se vhánějí bubliny plynu pro vytvoření plynové clony (12), která zvyšuje smíchávání materiáů a urychluje rozpouštění složek přídavných materiálů (7). ŕ

Description

Vynález se týká způsobu vitrifikace materiálů, zejména azbest obsahujících odpadů, popela z infekčních odpadů, z pytlů z léčebných pracovišť, toxických materiálů a radioaktivního odpadu, při kterém se pytle odpadu s obsahem azbestu, popela z infekčního odpadu, toxických materiálů nebo slabě radioaktivního odpadu uvádějí do pece pro tavení skla. Vznikající sklo se io zchlazuje v kuličkovacím stroji, čímž se získává materiál vhodný jako plnivo.

Dosavadní stav techniky

Azbest a materiály s jeho obsahem (tzv. asbestos containing materials, ACM), kdysi považované za zázračný materiál v průmyslu izolačních hmot, jsou nyní problematické vzhledem k spojitosti s onemocněními dýchacích cest. Podle odhadu U.S. Envirónmental Protection Agency (dále EPA) je azbest přítomen ve více než 30 000 obecných škol a 730 000 veřejných či firemních budov.

Ve Spojených státech průmysl už vyvinul náhrady azbestu a způsoby, jak je odstranit. Odbor pro bezpečnost práce a zdravotní administrativu (O.S.H.A.) stanovil striktní omezení pro manipulaci a zneškodňování odpadních produktů, vznikajících v průmyslu, který zpracovává azbest.

Azbest je soubor komplexních silikátů, které se rozkládají při působení teplot v rozmezí 400 až

900 °C. Proces rozrušení jejich vláknité struktury také odstraňuje toxicitu materiálu. Tepelné zpracování je proto logickým přístupem k řešení problému, jak azbest obsahující materiály změnit na trvale netoxické.

Zneškodňování odpadů z lékařských pracovišť je závažným problémem prostředí a hygieny. Lékařské odpady zahrnují mikrobiologické odpady, patologické odpady, nástroje, jako chirurgické jehly, zvířecí odpady, povlaky a oblečení pacientů, chirurgické odpady, odpady z dialyzačních jednotek a další předměty používané při péči o pacienta a v laboratořích. Jen ve Spojených státech je produkováno denně přes 10 000 tun nemocničního odpadu.

Problém nemocničních odpadů je v současnosti nejčastěji řešen spalováním a uložením na skládky. Uložení na skládku bez předchozí úpravy představuje vážné nebezpečí úniku a kontaminace životního prostředí. Spalování je nej rozšířenější užívanou metodou pro zpracování zdravotnických odpadů před uložením na skládku.

Při běžném spalování vznikají problémy se znečištěním vzduchu vlivem určitých emisí a vznik velkých objemů potenciálně toxického popela, který musí byl uložen na skládku. Tento popel obsahuje velká množství toxických kovů, jako je chróm, který může být posléze vyplavován z uloženého popela vlivem podzemních vod a kontaminovat vodní zdroje. Popel může obsahovat 45 neúplně oxidovanou uhlíkatou složku, která je potenciálně karcinogenní a rovněž se v ní mohou v důsledku nedokonalého spalování vyskytovat přežívající patogenní mikroorganismy. Emise ze spalování mohou být kontaminovány přežívajícími patogenními mikroorganismy, zvláště sporulujícími bakteriemi, stejně jako organickými látkami, oxidem uhelnatým, prašnými částicemi a kyselými plyny.

Jiné způsoby zpracováni nemocničních odpadů, jako například sterilizace v autoklávu nebo mikrovlnami, neumožňují zneškodnit injekční jehly nebo imobilizovat toxické kovy. Navíc tyto metody na rozdíl od spalování nejsou aplikovatelné na nemocniční odpad větších objemů, neboť nemohou být použity pro zneškodnění infekčních odpadů, jako jsou části lidských a zvířecích těl,

- 1 CZ 282776 B6 a jsou nevhodné pro velké kontaminované předměty. Z uvedeného plyne, že pro řešení problematiky nemocničních odpadů není v současnosti dostupná žádná zcela vyhovující metoda.

Existují také velké objemy toxických materiálů, jako jsou kontaminované zeminy, kaly, popel, důlní hlušiny, atd., které nemohou být uloženy na skládkách, neboť zde není žádná záruka, že neuniknou z prostoru skládky. Aby se nerozptýlily do okolního prostředí, musejí se tyto toxické odpady imobilizovat. Navíc těžké kovy, patologičtí přenašeči, pesticidy, polychlorované bifenyly (PCB) a radioaktivní materiály mohou vlivem pohybu podzemních vod proniknout z místa skládkování až do pitné vody. Lidé nebo zvířata mohou narušit půdní pokrývku nad skládkou 10 odpadu, což umožní rozptylování odpadu větrem nebo deštěm.

EPA vybrala vitrifikaci jako nejlepší ukázkovou dostupnou technologii pro vysoce radioaktivní odpad, který představuje daleko větší riziko než toxické odpady. Pro velké objemy slabé radioaktivních a toxických odpadů je však tato metoda příliš drahá vzhledem k nehospodámému 15 stupni předběžného zpracování. Je proto pociťována potřeba vyvinout vitrifikační technologii pro velké objemy, která by mohla být přizpůsobena pro zpracování azbestových materiálů, popela z infekčního odpadu, toxických materiálů a slabě radioaktivního odpadu. Tyto vlastnosti má dále popsaný způsob vitrifíkace podle vynálezu.

Při navrhování takového postupu zeskelňování azbest obsahujících odpadů, popela z infekčních odpadů, toxických odpadů a slabě radioaktivních odpadů je nutno stanovit několik přesných norem, jejichž dodržení zajišťuje dostatečnou neškodnost výstupních produktů a jejich stabilitu při uvádění do přírodního prostředí. Postup sám musí být bezpečný, musí být schopen zpracovat většinu tvpů azbest obsahujících odpadů (ACM) (azbest a jej doprovázející materiály), infekční 25 odpad, toxické materiály, TRU (transuranový odpad) s nízkou úrovní radiace i odpad s vysokou úrovní radiace a musí být jednoduchý.

Azbest obsahující odpady (ACM) mohou obsahovat izolace trubek, boilerové vložky, těsnění, obkládací a stropní desky, dlaždice a podlahové díly, střešní krytinu, brzdové obložení, izolaci 30 proti větru, drát, pletivo, různé výztužné díly či materiály a předměty' kontaminované azbestem z období jeho využívání.

US patent č. 4 678 493 a US patent č. 4 820 328, oba Roberts et al., popisují způsoby vitrifíkace azbestového odpadu. V těchto patentech se surový materiál, konkrétně v tomto případě azbest. 35 umisťuje do sil a mísí s jiným vsázkovým materiálem, jako střepy, sloučeniny alkalických kovů a jiná tavidla. Pokud je to nutné, materiály se nejprve smísí a poté se šroubovým dopravníkem nebo jinak dopravují do pece. Směs azbestu a jiných materiálů se dopravuje k elektrické sklářské peci a nakládá se shora na hladinu roztaveného skla. Předmísení se vsázkovými přísadami před tavením může však někdy způsobovat značné problémy. Zejména pokud odpad jeví tendenci ke 40 spojování, jako u azbest obsahujících odpadů, dochází k vzniku velkých kusů spojeného odpadu, což může vadit v přiváděcím zařízení a působit poruchy.

US patent č. 4 820 328 (Roberts et al.) uvádí konkrétně použití elektrické pece s teplotami výhodně v rozmezí 1 350 až 1 380 °C, což odpovídá teplotě kolem 1 250 °C na povrch taveného 45 skla. To obvykle vyžaduje molybdenové elektrody, které omezují sílu oxidačního prostředí v tavenině. Pokud azbest zahrnuje spojené díly ze železa či oceli jako drátěné pletivo nebo jiný výztužní materiál, tak železné části nejsou snadno zpracovatelné v peci s molybdenovými elektrodami.

Je známo, že určité soli alkalických kovů, zejména sírany a chloridy jako Na;SO₄, NaCl, K;SO₄, K.CI. LLSCL a LiCl, pokud jsou přítomny ve směsi složek vnášené do tavícího prostoru při tavení křemičitého skla netvoři při zahřívání součást skelné taveniny, ale vytvářejí samostatnou tekutou vrstvu, známou také jako síranová pěna, která plave na povrchu těžší silikátové taveniny. Tentýž jev nastává, jsou-li přítomny soli kovů alkalických zemin, jako CaSO₄. CaCL, MgSO₄ a

MgCl₂, neboť tyto látky reagují se sloučeninami alkalických kovů a vytvářejí na povrchu podobnou vrstvu síranové pěny. Tyto jevy jsou popsány například v US patentu č. 3 499 743 (Fanica et al.). Lze je vyvolat přítomností síranů nebo chloridů ve vsázkových materiálech, které mají být vitrifikovány, jako popel ze spaloven, odpad obsahující azbest, určité toxické materiály 5 (mnoho kalů má vysoký obsah síranů) a někdy slabě radioaktivní odpad. Dosavadní řešení tohoto problému nerozpustných síranů spočívá v jejich redukci na SO₂, který se nechá odtékat spolu s odcházejícími plyny. Takové řešení však zakazují předpisy EPA vzhledem k problémům s kyselými dešti. Dále při nadměrné oxidaci vsázky (taveniny) může vyrazit pěna v důsledku vzniku center při zavedení prvních kyslíkových bublin. Podle Fanica et al. je v této vrstvě ío síranové pěny přítomna alespoň jedna tyčinková elektroda. Toto uspořádání vyžaduje plný proud elektrod, což má za následek jejich rychlou degradaci. Vysoké proudové hustoty jsou neekonomické z hlediska dodávky elektrické energie.

Sorg et al. (US patent č. 4 944 785) popisuje využití takovýchto vrstev síranové pěny k rozkladu 15 nebo k pohlcování zbytků nebezpečných složek, které odcházejí v plynné podobě z tavící zóny.

Proces popsaný Sorgem et al. používá vysokých teplot skleněné taveniny kolem 1 400 °C které způsobují rozklad podstatného množství síranů a chloridů, přičemž produkty, tj. zejména HC1 a SO₂, se dostávají do odcházejícího plynu. Tyto odcházející plyny se ochlazují až ke kondenzaci a kondenzační produkty se recyklují a buď se převedou do taveniny, nebo se úplně odstraňují ze 20 systému. Tímto se omezuje růst vrstvy síranové pěny při kontinuálním provozování sklářské pece.

Vrstva síranové pěny má mnohem vyšší měrnou vodivost než silikátová tavenina. Proto jestliže se síranová pěna dotkne elektrody nebo elektrody obklopí, tak je velmi silně zkracuje. Při daném 25 napětí mezi elektrodami dochází k tomu, že proud v blízkosti síranové pěny a přímo v této pěně může byt velmi vysoký. Za účelem zabránění koroze způsobené odtrháváním materiálu elektrod se musí omezovat jejich proudová hustota. Aby se sklo dostatečně účinně zahřívalo, měl by být proud rozdělen ve vrstvě skloviny a neměl by být soustředěn v síranové pěně. Při zpracování jaderného odpadu se reguluje redox stav vsázkových chemikálií přidáváním dusičnanů nebo 30 naopak uhlíkatých látek. Tak například se uvádí, že přídavek cukru výrazně snižuje četnost i intenzitu náhlých vypěnění. Má se za to, že tento jev lze teoreticky vysvětlit tím, že náhlá vypěnění jsou způsobena uvolněním kyslíku při změně oxidačního stupně přechodových prvků z vyššího na nižší. Nicméně, vzhledem k tomu, že tento postup vyžaduje použití redukčních činidel a centra tvorby bublin, může být tavící zóna přeoxidovaná. Zahájení procesu by tudíž 35 mohlo proběhnout explozivně, což by mělo za následek zastavení tavícího procesu, ucpání vsázkového otvoru a nadměrné množství odplynu.

V US patentu č. 4 528 014 (Heimerl) je popsáno zařízení pro výrobu skleněných kapek z roztaveného skla, které obsahuje radioaktivní odpady. Odkapávací trysky jsou uspořádány 40 podél okraje uzávěru dna trubkového dílu. Sklo vystupuje tryskami ve formě kapek. Rychlost tvorby kapek skla je závislá na hladině taveniny.

Problémem, který je spojen s vytvářením kapek podle Heimerlova patentu, je, že jejich malá velikost má za následek velmi vysoký poměr povrchu k objemu u produktu. Tento vysoký poměr 45 povrchu k objemu je při ukládání nebezpečného odpadu nevhodný.

Podstata vynálezu

Podstata způsobu vitrifikace materiálů do silikátu podle vynálezu spočívá v tom že se při něm:

zahřívá silikátová tavenina v peci pro tavení skla průchodem elektrického proudu taveninou mezi alespoň dvěma elektrodami, přičemž se udržuje teplota taveniny nad teplotou rozkladu materiálů,

-3 CZ 282776 B6 vytváří clona plynových bublin v tavenině přes podstatnou část cesty, kterou prochází proud mezi alespoň dvěma elektrodami, čímž se zvyšuje hustota energie taveniny v oblasti clony plynových bublin, do pece nad taveninu se dodávají materiály tak, aby dopadaly na taven inu, přičemž dochází kjejich zatavení do silikátu, a roztavený silikát se odebírá z pece při teplotě alespoň 900 °C.

Roztavený silikát se výhodně odebírá z pece otvorem pro odebírání skloviny u dna pece a do odebíracího otvoru, na který je dále připojen přívod bublin, se vhánějí bubliny, vytvářející účinný vztlak, kteří'je schopen taveninu vytlačovat ven z pece.

Je výhodné, jestliže se odebíraný roztavený silikát dále tvaruje na tělíska kulovitého tvaru o minimálně dvou velikostech, přičemž průměr menších tělísek je menší než polovina průměru větších tělísek.

Kulovitě tvarovaný silikát se výhodně tepelně temperuje chlazením na povrchové tlakové napětí vyšší než 35 MPa.

Z proudu odebíraného roztaveného silikátu se výhodně jeho přerušováním odsekávají hrudky a tyto hrudky se uvádějí do kontaktu s chladným povrchem za vzniku bochánků, které mají alespoň jednu rovinnou část povrchové plochy, které jsou dostatečně vyžíhány. aby se v průběhu skladování nerozpadly a které mají hmotnost alespoň 2 g, přičemž náhodné naskládané bochánky zaujímají více než 70 % objemu.

Zpracovávané materiály výhodně zahrnují materiály obsahující azbest, zejména odpadní, infekční odpad, toxické materiály, zejména odpadní, nebo radioaktivní odpad s nízkou úrovní radioaktivity.

Dále je výhodné, jestliže v oblasti taveniny, definované clonou plynových bublin, je objem plynové fáze v rozmezí 10 až 60 % objemových, přičemž plynem je výhodně vzduch, zejména předehřátý, nebo kyslík.

Clona plynových bublin je zhruba stejně vzdálena od uvedených alespoň dvou elektrod, popřípadě se vytváří v tavenině pod alespoň dvěma elektrodami nebo se v tavenině vytváří víceclon plynových bublin.

Je výhodné, jestliže roztavený silikát se odebírá z pece při teplotě nad 1000 °C.

Materiály obsahující azbest se přednostně dodávají do pece v uzavřených plastových pytlích.

V případě, že materiály obsahující azbest zahrnují sádru se poté, co sádra se dehydratuje na síran vápenatý, který- se hromadí na povrchu taveniny, přidávání materiálů periodicky přerušuje, čímž se oblast nad taveninou vyhřívá na více než asi 900 °C, přičemž se nahromaděný síran vápenatý' odstraňuje z povrchu taveniny.

V případe, že materiály obsahující azbest zahrnují železné kovy, se silikátová tavenina dále zahřívá za oxidačních podmínek postačujících k dosažení poměru Fe²* k celkovému oxidovanému železu nižšího než 0,1.

Vodivost vrstvy síranové pěny, nahromaděné na povrchu taveniny, se výhodně narušuje clonou plynových bublin.

-4 CZ 282776 B6

Podle vynálezu se dosahuje nej efektivnějšího a pro obsluhu a prostředí bezpečného zpracování biologicky rizikových materiálů, jako jsou azbest obsahující materiály (ACM), tím, že se s nimi manipuluje během příjmu, skladování a vnášení do pece v uzavřených pytlích. Americké 5 ministerstvo dopravy požaduje, aby ACM byly už od místa, kde se s nimi pracuje, zabaleny v plastových pytlích. Tyto pytle je nutno vkládat do druhých pytlů - dvojité pytlování.

ACM jsou proto dopravovány na místo vitrifikace dvojitě pytlované. Tyto pytle se ukládají do kontejnerů, aby se zabránilo jejich poškození při přebírání, skladování a v podávacím zařízení.

Lze též ukládat dvojitě pytlované ACM do kontejnerů na místě, kde se stávají nežádoucími, a dopravovat nákladním vozem na místo vitrifikace. V každém případě se ACM vyskytují v podniku, kde se provádí vitrifikace v kontejnerech. Kontejnery se mohou převážet z místa na místo. V každém kontejneru lze uložit více než jeden pytel ACM.

Kontejnery se vkládají přímo do taviči pece, nebo se odebírají a ukládají ve skladovacím prostoru. Skladovací prostor se podobá běžnému kontejnerovému skladu, v němž se s uvedenými kontejnery obsahujícími dvojitě pytlované ACM, manipuluje buď ručně, poloautomaticky, nebo automaticky. Přebírání, skladování a dopravování ACM tak probíhají v čistotě a opatření, která se vyžadují při manipulaci s těmito látkami, není nutno používat. Přímé dodávání dvojitě 20 pytlovaných ACM do pece má ve srovnání se skladováním ACM v silu například tu výhodu, že zabraňuje ztvrdnutí vlhkého konstrukčního materiálu, obsahujícího azbest. V silu je možné, že obsah porušených či zničených pytlů s ACM se smísí a vzhledem k vysoké koncentrací cementového materiálu vytvoří beton.

Jelikož šroubový dopravník není dobře přizpůsoben pro ocelové konstrukční díly, které se vyskytují společně s ACM v odpadu, mohou se dodávat ze sila tímto dopravníkem pouze vsázkové materiály jako sloučeniny alkalických kovů, zejména oxidy a uhličitany, střepy, oxid boritý. Azbest neobsahující materiál je obsluhou kontrolován a je již nakupován ve formě, která je vhodná pro šnekové dopravní zařízení, zatímco ACM přichází z místa odstraňování 30 v dvojitých pytlích a je skladován v kontejnerech.

Kontejnery dvojitě pytlovaných ACM. popela z lékařského odpadu, toxických materiálů nebo slabě radioaktivního odpadu se přivádějí k plnícímu otvoru pece buď po předchozím skladování, nebo s výhodou se dopravují přímo k peci.

Ve výhodném provedení podle vynálezu se zavřené dvojité pytle s ACM přímo vsypávají do skelné taveniny v peci. Dveře pece se otevřou a působením podtlaku v peci nebo mechanickým způsobem se celý pytel ACM dostane do pece. Při zvýšené teplotě dosáhne plast, který tvoří dvojitý pytel, teploty vzplanutí a shoří, přičemž se přímo dostanou ACM do kontaktu s taveninou to skla. K tavenině se periodicky přidávají čisté vsázkové chemikálie.

Ke skelné tavenině v peci se přidávají tavidla, aby umožňovala tavení při asi 1150 °C (± 100 °C) a aby bylo schůdné použití elektrod z chromové slitiny, jako je slitina na bázi niklu s obsahem 16% chrómu a 7 % železa s obchodním označením INCONEL, známá také jako slitina 600, 45 které umožňuj í pracovat za oxidačních podmínek s využitím zavádění plynu, jako je vzduch nebo kyslík, do taveniny, aby došlo k oxidační reakci s železem a jinými zbytky kovů. Oxidační podmínky lze definovat jako postačující k dosažení poměru Fe²’ k celkovému oxidovanému železu nižšího než 0,1, výhodně nižšího než 0,05, tak, aby množství přítomného Fe'* bylo menší než 10 % mol. celkového oxidovaného železa.

Zaváděním plynu se podporuje míchání, což odstraňuje nutnost předmíchávat složky kmene aurvchluje rozpouštění lámavějších částí ACM, toxických materiálů či radioaktivního odpadu. Kvslík spálí plast, dřevo a další organické látky obsažené v azbestovém odpadu, toxických materiálech nebo v radioaktivním materiálu, přičemž velké bubliny plynu pohlcují malé bubliny

- 5 CZ 282776 B6 v tavenině a tím zabraňují nekontrolovanému hromadění pěny na hladině taveniny a vypěnění uvnitř této taveniny.

Na závěr a jako nejdůležitější je třeba uvést, že bubliny plynu zmenšují vrstvu taveniny skla.

kterou prochází proud, což naopak zvyšuje elektrický odpor a tak je větší přenos energie při konstantním proudu. To má za následek vznik vysoce oxidativní a horké zóny pod místem, kde se odpady ACM, popel ze zdravotnického odpadu, toxický materiál nebo radioaktivní odpad uvádějí do pece. Tím se urychluje konverze hořčíku a křemíku spolu s jejich kyslíky v ACM na složky skleněné taveniny, zejména pokud je v ACM přítomno velké množství konstrukcí a jiných 10 trosek.

Neotevřené pytle, například s ACM, toxickými materiály nebo radioaktivním odpadem se přidávají do roztaveného skla. Promíchávaná oxidativní skleněná tavenina má silné rozpouštěcí účinky. Roztavené sklo spálí organické složky odpadu a v případě ACM odpaří doplněnou vodu. 15 která se dostane do ACM při odstraňování a také chemicky vázanou vodu. Pohyb taveniny v peci umožňuje pomalu ponořovat i těžké odpady, jako kov, cihly atd. proti proudu horkého vzestupného toku a urychluje jejich rozpad. Materiál nižší hustoty je unášen směrem k okrajům vany a dolů s prouděním v tavenině. Tavenina zalévá odpad a zvyšuje tím přestup tepla a chemickou rozpustnost.

Rychlým uvolňováním hydratační vody z ACM ze stavebních či konstrukčních odpadů tyto materiály explodují, rozpadají se na prášek a odpadá potřeba mechanického drcení. Tavidla přidávaná na vrchol každé várky ACM udržují zhruba takové složení kapaliny, aby viskozita byla < 10 Pas při 1100 °C, což umožňuje aby zpracování ACM probíhalo dostatečné efektivně.

Nerozpuštěná tavidla jsou vůči zlomkům ACM ještě agresivnější než tavenina.

Po proběhnutí reakce jsou silikáty, oxid hořečnatý, oxidy železa, oxid hlinitý, oxid sodíku a mnohé další oxidy rozpuštěny v tavenině. Uhlík, dusík a voda z organických podílů odcházejí jako součást odplynu a sírany plavou na povrchu taveniny jako vrstva síranové pěny, ve které 30 většinou převládá CaSO₄ (závisí to na poměru Ca'7Mg” a obsahu dalších kationtů v tavenině).

V ty pickém případě se rozpustí v tavenině kolem 1 až 2 % S0₄. Do asi 5 % se zachytí v tavenině jako nerozpuštěné krystaly a vypouští se drenážním otvorem ve dně vany. Veškerý další CaSO₄ z odpadu se shromažďuje na povrchu roztavené skloviny v podobě vrstvy síranové pěny. Pokud odpad obsahuje převážně materiály s nízkou hustotou, jako je tomu v případě ACM, sádry', 35 trosky ze suché zdi, omítku (což jsou všechno odpady s vysokým podílem CaSO₄), hromadila by se síranová pěna na povrchu až by došlo k ucpání. Proto pokud se nashromáždí takové množství, které ovlivňuje činnost pece, uvede se v činnost cyklus pro odstraňování síranové pěny. Přísun do pece se dočasně zastaví (tj. jak odpadů tak ostatních přidávaných látek, tavidel apod.), což způsobí, že teplota na povrchu roste. Někdy je nutno též použít ohřevu shora (vyhřívací prvky 40 nad hladinou roztavené skloviny v peci) aby se urychlilo zahřátí materiálu nad hladinou skloviny nad teplotu rozkladu veškerých odpadů (tj. T > 900 °C). Takovýto vzrůst teploty rozloží odpady v prostoru nad taveninou a na jejím povrchu.

Jakmile je teplota nad hladinou skloviny vyšší než teploty rozkladu všech odpadů, lze považovat 45 za jisté, že všechen azbest v síranové pěně a v povlaku se již rozložil. V tomto okamžiku se otevře horní vypouštěcí otvor (tento otvor je umístěn zhruba na úrovni hladiny roztavené skloviny), což umožní odstranění síranové pěny nad sklovinou. V průběhu této operace je možno přidávat do pece neodpadový materiál. Účinnost se může zvýšit stahováním povlaku síranové pěny. Jakmile je odstraňování síranové pěny skončeno, horní vypouštěcí otvor se uzavře a 50 pokračuje se v normálním zpracovávání odpadu.

Při procesu podle vynálezu je kontrola hladiny síranů v tavícím prostoru mimořádně důležitá, aby se minimalizovala koroze. Při zahřívání se očekává, že sírany se budou shromažďovat v kapalné vrstvě síranové pěny nad sklovinou. K tomu dále napomáhá vháněný

-6CZ 282776 B6 a probublávající vzduch, který urychluje oddělování této vrstvy od hlavního podílu roztavené skloviny. Za přítomnosti vyšších množství síranů, které mohou tvořit až kolem 10 % z celkového složení kmene, lze očekávat při přidávání složek v průběhu kontinuálního provozu tavící zóny velmi rychlý růst tloušťky této vrstvy.

V takovém případě postup popsaný Sorgem et al. naráží na velmi vážné obtíže. Vzhledem ktomu, že postup je založen na použití tavící vany, která je opatřena pouze jedním otvorem pro vypouštění roztavené skloviny, jedinou cestou pro odstranění síranů a chloridů je rozložení těchto látek jejich vypouštění spolu s odcházejícím plynem. V případě, že se zpracovává takový 10 druh odpadu, v němž jsou koncentrace látek tvořících síranovou pěnu vysoké, proces se neúnosně zpomalí a velmi značně rostou náklady, protože odcházející plyn vyžaduje úplné odstranění velkého množství znečišťujících látek (SCE, HC1) před tím než může byt vypouštěn do ovzduší. Dále nutnost rozložit sírany a chloridy za účelem jejich odstranění má ze následek, že je nezbytné vést proces při teplotě taviči zóny kolem 1400 °C, což zkracuje životnost tavícího 15 zařízení.

Při provedení podle vynálezu je taviči vana vybavena zvláštním vypouštěcím otvorem nebo trubkou, která umožňuje odstraňování vrstvy síranové pěny nezávisle na vypouštěcím kanálu, používaném pro vypouštění roztavené skloviny z pece. To umožňuje kontrolovat tloušťku 20 síranové pěny a zabránit jejímu nadměrnému zvětšení, které by mohlo zpomalovat taviči proces a dokonce poškodit zařízení, používané k tavení. Dále to umožňuje oddělit vrstvu síranové pěny a získat ji v kapalné podobě aniž by se musely rozkládat sírany a chloridy, které jsou v ní přítomné a vyžadují velké a drahé zařízení pro čištění odcházejících plynů. Závěrem je třeba uvést, že popsané vylepšení umožňuje provozovat taviči zařízení při poměrné nízkých teplotách, 25 s výhodou mezi 1050 a 1250 °C, čímž se snižují energetické náklady a zvyšuje se doba životnosti tavící pece.

Hladina silikátové taveniny se udržuje v takové výši, aby sklovina stále pokrývala elektrody. Hladina skloviny se udržuje tak, aby nad elektrodami (včetně vodičů) byla ještě její výška 30 alespoň 5 % výšky elektrod. Pokud se vysoce vodivá vrstva síranové pěny, kterou tvoří roztavené soli jako Na^SOa rozvine a pokryje povrch skloviny, může způsobit mezi elektrodami zkrat. Udržováním výšky hladiny roztavené skloviny alespoň o 5 % větší než je vý ška elektrod, se tento efekt omezuje na přijatelnou míru.

Vynález předpokládá použití ohřevu Joulovým teplem, tedy způsobem, při němž prochází elektrický proud roztavenou sklovinou a vzhledem k odporu skloviny dochází k zahřívání v místě, kde je ohřev v tavenině nejvíce potřebný. Pokud je v tavenině požadováno oxidační prostředí, je výběr materiálu pro elektrody omezen na takové materiály, které nejsou snadno oxidovatelné, jako platina nebo slitiny s vysokým obsahem chrómu a výhodně slitiny typu jako 40 je INCONEL.

INCONEL má stejně jako jiné kovy limitovanou hodnotu proudu na jednotku plochy, přičemž při zvýšení proudové hustoty nad tuto limitní hodnotu se projevuje výrazná koroze. Přesná hodnota proudu záv isí na teplotě rozhraní elektroda/sklovina, redox podmínkách předpokládané 45 životnosti zařízení. Dobré výsledky lze získat při hodnotách pod 7,75 A/cnr, výhodně pod

3,1 A/cm² a ještě výhodněji méně než 1,55 A/cm². Výkonnost tohoto typu pece je omezena příkonem energie, který lze dodávat do taveniny. Konstantní zahřívání (hustota energie) vytváří v tavenině teplotní profil, který lze znázornit parabolickou křivkou s maximem uprostřed. Vyšší teplota v centru způsobuje pokles odporu a přenosu tepla, což jsou jevy, které naopak snižují 50 maximální teplotu. Zavádění bublin plynu, které jsou elektricky nevodivými dutinami, do roztavené skloviny. jednak zmenšuje oblast, kterou prochází elektrický proud, a dále zvyšuje elektrický odpor roztavené skloviny. Jestliže se přívod energie uspořádá tak, aby byl konstantní dodávaný proud (takové provedení je výhodnější než provedení při konstantním napětí), má

- 7 CZ 282776 B6 zvýšení odporu za následek vzrůst hustoty dodávané energie a tak i teploty a vytvoří se vysoce oxidující horká oblast, do které se vkládá odpadový materiál.

Vzhledem k tomu, co bylo uvedeno, je třeba za účelem zvýšení hustoty energie v oblastech, obsahujících bubliny, uplatnit efekt zvýšení odporu v sérii, což se dá dosáhnout v podstatě kompletní clonou bublin mezi elektrodami. Pro dosažení tohoto efektu je třeba umístit poblíž dna pece trubici nebo několik trubic, přičemž trubice mají množství výstupních otvorů, a to umožňuje zavádět plyn ve formě alespoň jedné plynové clony. Objem bublin v plynové cloně, vytvářené v tavenině uvedenými trubicemi, představuje 10 až 60 %, výhodně 15 až 40 % a ještě ío výhodněji 20 až 30 % objemu plynu v tavenině. Tím se dosáhne maximálního příkonu tepelné energie a optimálního teplotního profilu v tavenině. Dále procházející bubliny vytvářejí prázdný prostor v jakékoliv vodivé vrstvě síranové pěny a tím zabraňují do jisté míry krátkému spojení v této vrstvě. Bubliny účinně zvyšují odpor této vrstvy (pokud je přítomna) a v případě potřeby zvyšují hustotu energie ve skle.

Pokud v určité oblasti bubliny zabírají 33 % objemu taveniny, má to za následek zvýšení energie o 50 % a vyšší teplota této oblasti způsobí vzhledem k výraznému snížení hustoty pohyb směrem vzhůru. Tento pramen horké taveniny je místem, kde se do taveniny přidávají čerstvé odpady. Přidáváním materiálu do taveniny se nahoře tvoří studená čepice. Jak se tato čepice ponořuje do 20 taveniny, působí na odpad horká, vysoce oxidativní a vysoce korozivní tavenina. Odpad se oxiduje vzduchem při 1150 °C, což je teplota dostatečně vyšší než teploty vzplanutí jednotlivých složek. Kapalná a chemicky vázaná voda se okamžitě vypaří a mechanicky narušuje mnohé struktury, přítomné v odpadu. Inversní teplotní gradient na horním rozhraní (vrchol taveniny spodek studené čepice) způsobuje turbulentní proudění, které urychluje působení roztavené 25 skloviny na odpad. Tavenina pohlcuje odpad a při tom se kladně uplatňují síly povrchového napětí a působí na tento odpad.

Dále ACM odpady se podle vynálezu zcela přemění a zdravotnický odpad se zcela zničí. Odpady se také imobilizují a zneškodní tím, že se změní ve sklo. Sklo, které tak vzniká je odolné proti 30 rozpouštění či rozpty lování toxických látek, které v něm popřípadě ještě zůstaly, ale může byt zpracováno na částečky vhodné velikosti a tvarováno jako stavební materiál, například se může použít jako plnivo do betonu.

Infekční nemocniční odpad, nazývaný někdy red bag waste, obsahující proměnlivé množství kontaminovaných papírových výrobků na jedno použití, krev, tkáň, části těl lidí nebo zvířat, svorky, znečištěné nástroje a další potenciálně infekční nemocniční zbytky, je uložen v plastových pytlích v kartónových krabicích pro přenášení. Krabice se shromažďují na určených místech a pak nakládány a nákladními auty sváženy do vitrifikačního závodu. Tam se ukládají ve skladišti dokud nejsou zpracovány. Krabice s odpadem se podle potřeby přepravují do spalovny, to kterou je obchodně dostupné, vysoce účinné, dvoukomorové spalovací zařízení. Do spalovacího prostoru se dávají celé neotevřené krabice pomocí automatického podávacího zařízení, které zároveň odděluje spalovací zařízení od okolního prostředí. Odpad se požadovanou dobu spaluje při udržované teplotě ve spodní komoře spalovny, přičemž teplo se dodává spalováním odpadu a spalováním plynu nebo jiného paliva a vystupující částice odpadu se spalují v druhé komoře s dobou zdržení několik sekund při teplotě kolem 950 °C. Veškerý materiál, který z tohoto prvního spalovacího stupně zbývá, se uvádí přímo do roztavené skloviny v peci.

Podle jednoho provedení se plyn, který odchází z horní komory spalovny, vede do Venturiho cyklonového separačniho hořáku. Cyklon účinně odstraní ze spalin létavý popílek a zajistí, že 50 všechny patogenní zárodky se vysokou spalovací teplotou zničí. Horký létavý popílek, který se sbírá v cy klonu, se přivádí vhodným tempem do tavící pece pomocí šnekového podavače nebo se tam dopraví jiným vhodným způsobem. Pokud je třeba, popílek se může shromažďovat a po zchlazení ukládat do zásoby. Zásobní popílek se pak může přidávat do taviči pece později.

- 8 CZ 282776 B6

Odcházející plyn se dále podrobí suchému či mokrému čištění a filtraci, aby se zabránilo úniku veškerých rizikových emisí, přičemž dojde k případné neutralizaci kyselin, vznikajících v primárním spalování například z plastů. V použitém zařízení následují po pračce vysoce účinné absolutní filtry (high efficiency particulate absolute filter, HEPA), které zachytí veškeré částice, 5 které nebyly odstraněny v cyklonu. Když se filtry zaplní, uvádějí se do spalovacího stupně, a tak nepředstavují nebezpečí jako sekundární odpad. V normálním provedení se odebírá popílek u horkého dna shromažďovacího prostoru a dopravuje se dle potřeby do tavící zóny.

Joulovým teplem elektricky vyhřívaná pec, v které je roztavená sklovina neustále probublávána, 10 umožňuje uvádět do taveniny popílek přímo, bez nutnosti přípravy jakéhokoli premixu s jinými surovinami a bez nutnosti popílek kalcinovat za účelem spálení zbytkového uhlíku. Oba proudy se přivádějí do roztavené skloviny a popřípadě se vyskytují ve skelném výsledném produktu.

Odcházející spaliny, které jsou zbaveny prachu po průchodu Venturiho zařízením, ale ještě 15 obsahují znečišťující příměsi jako dusík, oxid siřičitý a chlor, se vedou přes vodní rozprašovací pračku a přes vysoce účinný mlhový odlučovač (high efficiency mist eliminator, HEME) a na závěr přes filtry HEPA.

Taviči zařízení, používané při způsobu vitrifikace podle vynálezu, je speciální pec, schopná 20 zpracovat velké množství popela, současně účinně působící na jeho chemické složení. Přestože popel může obsahovat i 5 až 10 % uhlíku, přivádí se do pece jako jedna ze složek nepředmíchaného kmene. Nesmíšený kmen se zpracovává pomocí kombinace opatření, a to promícháváním roztavené skloviny, udržováním vysoce oxidačních podmínek a vysokou teplotou. Zbytky zdravotnického odpadu ze spalovací jednotky se přidávají do středu tavící vany, 25 v němž se udržuje vysoce oxidační prostředí. To zajišťuje oxidaci všech zbytků kovů a uhlíkatého materiálu. Jak míchání, tak udržování vysoce oxidačního prostředí se zajišťuje stálým proháněním proudu vzduchových nebo kyslíkových bublin taveninou. Zeskelňující přísady, jako skleněná frita, oxid křemičitý', například v podobě písku, tavidla, jako například alkalické oxidy a oxidy nebo uhličitany kovů alkalických zemin, střepy nebo oxid boritý, včetně různých 30 kombinací těchto látek, se přidávají do roztavené skloviny proto, aby umožnily vyrobit křemičité sklo tavením při teplotě mezi asi 900 a asi 1250 °C, výhodně mezi asi 1000 a asi 1250 °C, ještě výhodněji mezi asi 1100 a asi 1250 °C. Takových teplot lze dosáhnout použitím elektrického ohřevu.

V peci se tímto způsobem přeměňují zbytky zdravotnického odpadu na netoxické sklo. Veškerý' materiál, který existuje při teplotě taveniny v krystalické podobě, se obklopí sklem.

V peci se tedy přemění ACM, infekční odpad, toxické materiály a radioaktivní odpad na vitrifíkovanou netoxickou skelnou keramiku. Vhodná pec má alespoň dva, výhodně tři 40 vypouštěcí otvory nebo odtoky. Při normálním provozu se sklo odebírá vypouštěcím otvorem pod hladinou roztavené skloviny. Mezi výpusti patří spodní odtok a horní odtok a vývod pomocí vztlaku vzduchu, sloužící vypouštění skla jako hlavní zdroj.

Podle jednoho provedení vynálezu je spodním odtokem trubkový průchod dnem taviči vany. 45 Vývod pomocí vztlaku vzduchu vypouští nejlépe homogenizované části taveniny, takže produktem je nejlepší sklo. Je výhodné, aby vývod pomocí vztlaku vzduchu byl umístěn nad spodním otvorem, což umožní akumulovat na dně vany nerozpuštěný materiál s vyšší hustotou než má roztavená sklovina. Periodicky se odebírají ze dna úlomky s použitím spodního vypouštécího otvoru. Kousky kovů (např. železa, olova) mohou být tak velké, že nestačily 50 zoxidovat při propadání taveninou, a proto mohou být ještě zoxidovány konvekčními proudy, tvořícími se v taveniné. Úlomky, které se pak ještě hromadí na dně vany pece, lze odebrat pomoci spodního vypouštécího otvoru vypuštěním. Sklo, odebírané buď odtokem pomocí vztlaku vzduchu, přepadovým výpustním otvorem, odsávacím otvorem, nebo výpustním otvorem ve dně nebo oběma způsoby, se vede do zařízení, kde se mu dává tvar kuliček nebo alespoň

-9CZ 282776 B6 přibližně kulovitý a kde se sklo prudce ochlazuje, přičemž produktem jsou alespoň dvě velikosti zhruba kulovitých částic, z nichž menší kuličky mají objem od asi poloviny do asi jedné třetiny velkých kuliček. Kuličky se zchladí takovou rychlostí, aby byly vytemperované a měly hodnotu povrchového tlakového napětí větší než asi 20 MPa, výhodně větší než 35 MPa a nejvýhodněji 5 nad 48 MPa.

Skleněné kuličky se mohou používat jako plnivo, například do betonu ve stavbách, sestávají z alespoň dvou velikostí kulovitě tvarovaných skleněných částic, tvořených vysoce hořečnatým křemičitým sklem (obsah MgO > 10 % hmotnostních). Vzniklá kulovitá tělíska mají povrchové ío tlakové teplotní pnutí vyšší než 35 MPa.

Pokud se vyrobí všechny kuličky stejné velikosti, lze jimi při použití jako plniva vyplnit pouze asi 60 % prostoru. Mezery, ponechané při takovémto vyplnění částicemi stejné velikosti, jsou příliš malé pro vyplnění kuličkami téže velikosti, nicméně malé kuličky se do nich vejdou. Proto 15 pokud se použijí kuličky s objemem menším než asi polovina první použité velikosti, mezery se vyplní. Jiné provedení využívá kuliček o průměru, který je menší než asi jedna polovina kuliček první použité velikosti.

Jiným způsobem, jak zvýšit skladnost frakce je vyrobit takzvané bochánky. Bochánky 20 vznikají při dopadu kapky roztavené skloviny na studený povrch. Mají na jedné straně rovný povrch, vzniklý kontaktem se studeným povrchem a na druhé straně zakulacený povrch v důsledku působení přirozeného povrchového napětí při volném chladnutí. Tak vznikne tvar podobný zploštělé polokouli nebo zploštělému vejci. Kulatá strana může být pochopitelně také zarovnána, aby se zvýšila skladovatelnost.

Aby se vytvořil z uvedené hmoty bochánek o hmotnosti větší než 2 gramy, je třeba proud skloviny vytékající z pece sekat. Když roztavená sklovina vytéká, má spíše sklon tvořit souvislý proud než kapky. Odseknutá část proudu se obvykle nazývá dávka skloviny nebo kapka skloviny. Tyto dávky mohou kapat na soustavu válců, kde tvoří skleněné kuličky, nebo na 30 studenou plochu, kde z nich vznikají bochánky a nebo z nich mohou být formována tělesa nejrůznějších tvarů.

Dalším úkolem vynálezu je minimalizovat povrch skla vystavený vůči okolí v případě, že je sklo radioaktivní nebo obsahuje rizikové chemické látky. Snížení plochy povrchu zvětšením velikosti 35 bochánků se může minimalizovat potenciální riziko narušení nebo vymývání skla vodou. Proto by měl mít každý bochánek hmotnost nejméně 2 gramy, výhodně přes 5 gramů a ještě výhodněji přes 10 gramů. Jestliže se sklo nežíhá, roztrhne se na malé kousky, které budou mít opět velký poměr povrchu k objemu. Tudíž sklo musí mít hmotnost pod 150 gramů, výhodně pod 50 gramů. Pro některá složení skla by měla být hmotnost pod 20 gramů.

Bochánky mají při skladování vysokou hustotu, jelikož mají v celku plochý tvar. Pro srovnání, bedna, vyplněná skleněnými kuličkami zhruba stejného průměru má hmotnost 9 kg zatímco stejná bedna vyplněná bochánky má hmotnost 13,5 kg. V jiném případě bylo dosaženo kolem 75 % sypné hmotnosti vytvarováním skla do bochánků o zhruba stejném objemu jednoho 45 bochánku kolem 0.88 cm³ a hmotnosti kolem 2,1 g. Zmenšení skladovacího prostoru pod 70 % lze dosáhnout jen u nestejně velkých bochánků a není možné jej dosáhnout při dvou velikostech náhodným skládáním.

Rychlým symetrickým ochlazováním skleněných těles se jejich vnější povrch snaží smrštit 50 zatímco střed má stejné nebo opačné napětí. Vzhledem k tomu, že sklo se obvykle poruší pokud vznikne povrchové napětí, je třeba při rychlejším ochlazováni sklo před porušením, vzniklým tímto smršťovacím efektem, chránit.

- 10CZ 282776 B6

Běžné složení skla je 5 až 25 % MgO, 30 až 50 % SÍO2.10 až 30 % Na₂O, 5 až 20 % CaO a 5 až 15 % Fe₂O₃. Výhodné provedení představuje následující složení: 10 až 20 % MgO, 35 až 45 % SiO₂, 10 až 25 % Na₂O, 5 až 15 % CaO a 5 až 15 % Fe₂O₃.

Přehled obrázků na vvkrese

Vynález je blíže popsán v souvislosti s připojenými obrázky.

Obr. 1 představuje schéma kontejnerového dopravního systému do sklářské taviči pece, která má výstupy a zařízení pro výrobu skleněných kuliček.

Obr. 2 je příčný řez alternativním provedením v místě přímky 2-2 na obr.I

Obr. 3 je schéma znázorňující proces vitrifikace infekčních odpadů.

Obr. 4 je řez elektrickým tavícím zařízením v malém měřítku.

Obr. 5 je řez elektrickým tavícím zařízením v malém měřítku při pohledu zezadu.

Příklady provedení wnálezu

Při popisu výhodných provedení vynálezu, která jsou také zobrazena na připojených obrázcích, se používá specifické terminologie pro co možná nejvýstižnější objasnění vynálezu. To však neznamená, že by byl vynález touto terminologií omezen a je třeba chápat každý specifický termín tak, že zahrnuje všechna synonyma a technické ekvivalenty, které fungují podobným způsobem a splňují podobný účel.

Přiložená vyobrazení všeobecně, a zejména obr. 1 a 2, znázorňuji způsob vitrifikace odpadů, jako azbestového odpadního odpadů materiálu, toxických materiálů nebo radioaktivního odpadu.

ACM pocházejí obvykle z vláknitých azbestových trub nebo jiných izolací obsahujících pletivovou výztuž, jiné kovové části, plasty a různé další trosky vznikající při asanaci, většinou s přídavkem vody, která se používá pro snížení prašnosti a jsou uložena v pytlích 24, z nichž každý je obvykle ještě vsunut do dalšího pytle. Pytle se dopravují uzavřenými nákladními auty na místo vitrifikace. Pro bezpečnost dělníků a pro snížení nákladů se pytle mimo pec nikdy neotevírají. Pytle se vy kládají z nákladních aut do dopravníkových násypek nebo do kontejnerů £ s přiklápěcími uzávěry. Každá násypka může nést jeden pytel nebo několik pytlů. Násypky se dopravují do skladovacího prostoru, kde se ukládají dokud je třeba ve skladu, který je výhodně vysoce automatizován.

Je zřejmé, že podobně kontejnerizované toxické či radioaktivní odpady jsou přizpůsobeny pro dopravu pomocí násypek L Alternativně se toxický nebo radioaktivní odpad nakládá přímo do násypek 1, bez kontejnerizace.

Pokud je to potřeba, násypka 1 se automaticky dopraví dopravníkem 2 do pece a pytle 24, které jsou v ní uloženy, nebo její obsah, se automaticky vsypou do pece vstupem 3. Tento vstup je vybaven hermetizačním zařízením 4, které podtlakem očistí pytle a případné nečistoty z nich nasaje do vstupního otvoru 5 taviči pece. Vstupní oblast je chlazena cirkulující vodou v prostoru 6, aby se zabránilo roztavení pytlů nebo jejich obsahu a jejich přilepení a uvíznutí. Pytle padají na povrch roztavené skloviny.

-11CZ 282776 B6

V peci je předem již přítomna várka skla 32 z předchozí operace a má relativně chladnou čepici” 7, sestávající z neroztavených ACM nebo odpadních materiálů a urychlovače tavení. Urychlovač tavení, který sestává převážně z roztoku NaOH, se dávkuje na povrch studené čepice dávkovacím zařízením 8.

Tavení se provádí ohřevem Joulovým zahříváním. Ploché obdélníkové vysoce niklem legované chromové elektrody 9, jako například elektrody ze slitiny INCONEL jsou umístěny ve dvou protilehlých stěnách pece a proud prochází mezi nimi taveninou. Je zřejmé, že lze použít více než dvou elektrod při různě uspořádané peci, jako například při trojúhelníkovém tvaru vany, kdy se používá tří elektrod, a podobně.

Taveninou prochází takový proud, který je dostatečný k udržení teploty přibližně kolem 1150 °C. Stěny vany 10 jsou z keramiky s vysokým obsahem chrómu, která je odolná proti narušení roztavenou sklovinou při provozní nebo nižší teplotě.

U dna vany je umístěna vodorovná trubka, perforovaná množstvím otvorů, která má délku větší než je délka půdorysného průmětu elektrod a je umístěna zhruba v prostředku mezi elektrodami. Vháněním vzduchu nebo kyslíku touto trubicí vzniká v tavenině clona. V oblasti 12, která obsahuje bubliny, se ve srovnání s oblastmi, kde nejsou přítomny bubliny, tvoří více tepla, neboť má větší odpor.

V důsledku postupu bublin směrem vzhůru a v důsledku toho, že vyšší teplotu má sklovina obklopující bubliny, je ve středu tavícího prostoru horký promíchávaný proud, který- rozrušuje spodní část studené čepice a urychluje intenzivní oxidaci, rozpouštění a inkorporaci neroztaveného materiálu do taveniny. Jak se odpad zahřívá a zamíchává do taveniny horkým proudem skloviny, dochází ke spálení plastových pytlů, popřípadě kontejnerů a veškerého dalšího organického materiálu vlivem bublin vzduchu, procházejících taveninou.

Kovové objekty v odpadu se ve značné míře oxidují vzduchem, neboť jsou zahřívány horkou sklovinou. Oxidovaný materiál se rozpouští v tavenině s výjimkou některých velkých kusů, které se propadnou sklovinou až na dno a úplně nezreagují. Tyto kusy se pomalu shromažďují na dně vany. Vlhkost a veškeré plynné produkty rozkladu odpadů se odtahují otvorem 13, přičemž se udržuje v prostoru pece mírný podtlak vůči okolí pomocí ventilátoru ,14.

Odtahované plyny se čistí v pračce 15 a filtrem 16, aby se přeměnily na plyny, které je možno vypouštět do ovzduší a jsou přijatelné z hlediska ochrany životního prostředí. Monitorovací zařízení 17 pojišťuje, aby vypouštěné plyny měly složení, vyhovující normám.

Normální vypouštění roztaveného odpadu se reguluje vzduchovým mostem 18. Vstup 19 vzduchového mostu je pod úrovní vodorovné trubky 11 a je od ní dobře oddělen. Vzduchový most funguje na principu regulace efektivní hustoty skloviny zaváděním bublin vzduchovou trubicí 20 do trubky vzduchového mostu. Tyto bubliny působí vztlakem na sklovinu a vytlačují ji směrem vzhůru a ven z pece.

Výtokovou trubicí 21 taviči pece se vede sklovina do kuličkovacího stroje 22. Tento stroj odsekává dávky skloviny definované velikosti a tvaruje z nich známým způsobem skleněné kuličky alespoň dvou různých velikostí nebo bochánky 23 a skládá je do sběrného zásobníku (není znázorněn).

Periodicky se vypouštějí neroztavené úlomky, které se shromažďují na dně vany. Před touto operací se zastaví přidávání odpadu a zapnou se v peci horní vyhřívací elementy 25, aby minimální teplota v tavenině byla větší než asi 1000 °C. Pak se ponechá pec vyrovnat po dobu 4 hodin, aby se zajistilo, že všechny odpady v tavenině se rozložily. Spodní výtok 26 se pak nechá zahřát snížením chlazení v chladicích hadech 27 natolik, aby vytékala sklovina minimální teplota v tavenině byla větší než asi 1000 °C. Pak se ponechá pec vyrovnat po dobu 4 hodin, aby se zajistilo, že všechny odpady v tavenině se rozložily. Spodní výtok 26 se pak nechá zahřát snížením chlazení v chladicích hadech 27 natolik, aby vytékala sklovina kontrolovanou rychlostí. Sklovina se nechá spolu s nahromaděnými kousky vytékat tak dlouho, až prakticky žádné úlomky neobsahuje. Sklo s neroztavenými úlomky se ochlazuje a odváží. Po ukončení vypouštění se horní vyhřívací elementy 25 vypnou, chladicí hady 27 se uvedou do činnosti a zahájí se opět normální provoz.

Při obměněném provedení se po vyčištění dna od úlomků výstup přepojí na vypouštěcí otvor 31 a směruje se do kuličkovacího stroje 22.

Periodicky nebo pokud je v ACM velké množství sádry, pak pokaždé když je to nutné, se stahuje pěna z horního prostoru pece. Jestliže detektor 28 indikuje, že na povrchu studené čepice se nahromadilo příliš velké množství materiálu, přísun odpadu se zastaví. Horní vyhřívací elementy 25 se v takovém případě zapnou a povrch taveniny se zahřeje na cca 1000 °C. Zhruba při této teplotě se pak tavenina udržuje po dobu alespoň jedné hodiny, výhodně po dobu 4 hodin, aby se rozložily odpady nahromaděné ve studené čepici, zejména asbestová vlákna. Horní otvor 29 se pak nechá zahřát omezením chlazení v chladicích hadech 30. Sklovina se potom vypouští dokud se neodstraní materiál na povrchu. Sklo včetně a neroztavené zbytky se pak ochladí a odstraňuje.

Obr. 2 který· znázorňuje obměněné provedení způsobu podle vynálezu. Na tomto obrázku jsou znázorněny tři vodorovné trubky i 1, umístěné mezi opačnými elektrodami 9. Každá z těchto vodorovných trubek je perforována množstvím otvorů 33 pro vytvoření clony vzduchových bublin vháněním vzduchu do trubek 11. Použitím tří vodorovných trubek v 11 se vytvoří tři vzduchové clony čímž vzniknou ve skiovině turbulentní síly a napomáhá to zahřívání taveniny.

Na obr. 3 je infekční zdravotnický odpad 31, uložený v kartónových krabicích 33, přenášen dopravníkem 34 do zařízení pro primární spalováni nebo do spalovny 36. Popel na dně spalovny 36 se přenáší přivádécím otvorem 38 do pece 40 pro tavení skla. Pec 40 pro tavení skla je shodná s pecí zobrazenou na obr. 1 a přiváděči otvor 38 by vedl k otvoru 3_na obr. 1, kterým prochází odpad za účelem zpracování ve sklářské tavící peci 40. Popel, který vzniká ve spalovně 36 se vede potrubím 42 do vyhřívaného cyklonového separátoru 44. Částice popela se v tomto zařízení oddělí a otvorem 46 se přivádějí do sklářské pece 40 spolu s popelem ze dna, přenášeným otvorem 38 ze spalovny 36. Plyny a jemné částice, které projdou cyklonovým oddělovačem 44 se přivádějí potrubím 48 do vypírací jednotky 50, kterou projdou pouze emise, jak naznačuje šipka 52, které se dále vedou potrubím 54 a které jsou menší než limity EPA.

Vitrifikovaný popel, který se vloží do pece 40 je unášen nahoru od dna pece a zapracovává se do skleněných kuliček nebo bochánků 23. Odtah a zpracování plynů, odcházejících z pece 40 je stejný jako zařízení, které je podrobně popsáno pro tento účel pro pec. znázorněnou na obr. 1.

Na obr. 1 je znázorněno provedení vynálezu, kdy se do tavící zóny přidává kromě obsahu násypek 1 a pytlů 24 ve významném množství popel ze dna spalovny zdravotnických odpadů nebo létavý popílek ze spalovny zdravotnických odpadů a dále se tam dávkují sklotvomé přísady a aditiva. Proudy odpadu se uvádějí do tavící zóny bud’ odděleně, nebo po smísení a mohou byt přidávány přímo ze spalovny pro dosažení vyšší energetické hospodárnosti, jak je znázorněno na obr. 3 nebo po vychladnutí a/nebo skladování. Může se také přidávat popel dovážený z jiné spalovny nebo spaloven, lokalizovaných v jiném místě. V takovém případě se sestává tento přidávaný popel z popela ze dna spalovny a z polétavého popílku a je dodáván do sklárny nákladními auty. V takovém případě se nákladní vozy vykládají do zásobníků a dle potřeby se v běžném míchacím zařízení k nim přidávají sklotvomé přísady a složky kmene. Směs popela se sklotvomými přísadami se přidává do tavící zóny pomocí šnekového dopravníku nebo jiným vhodným dopravníkem. Alternativně se dá popel vsypávat přímo do pece oddělené jiným otvorem než jakým se přidává kmen.

- 13 CZ 282776 B6 vynálezu. Pec má v místě povrchu čtvercový průřez o straně 15 cm. Při normálním provozu je hloubka vany asi 15 cm.

Vana je vytvořena z žáruvzdorných cihel a tato vyzdívka 103 je spojena aluminovou 5 žáruvzdornou hmotou (není zobrazeno). Vana je obklopena izolací 102 z materiálu obsahujícího žáruvzdorná vlákna a její vnější obal 111 tvoří ocelový plech.

V tavícím prostoru jsou umístěny dvě ploché elektrody 104 ze slitiny INCONEL, které jsou asi 14,5 cm široké a 10 cm vysoké. Každá z nich je připojena k elektrickému zdroji (není znázorněn) io přes přípojnici 105, která prochází žáruvzdornou vyzdívkou 103, antikorovou ocelovou nádrží (není znázorněna), izolací 102 z vláknité hmoty a vnějším obalem 111. Přípojnice 105 je elektricky izolována vůči nádrži a obalu vhodnou žáruvzdornou keramikou (není znázorněna). Horní hrany elektrod jsou umístěny ve výšce 14 cm od dna taviči vany.

V blízkosti dna vany uprostřed podél středové přímky mezi elektrodami 104 je umístěna probublávací trubka 110 z INCONELU s množstvím otvorů po celé její délce. Probublávací trubka prochází ven z taviči zóny podobným způsobem jako přípojnice 105 a venku je připojena na zdroj stlačeného vzduchu (není znázorněn). Vypouštěcí trubice 109 vychází ze dna směrem dolů. Prochází ven podobným způsobem, jako přípojnice 105. Na konci je tato vypouštěcí 20 trubice uzavřena šoupátkovým ventilem 108.

Trubka 115 pro odebírání skla prochází stěnou pece nad vyzdívkou 103 a zasahuje dolů do roztavené skloviny 106, přičemž končí asi 2 cm nad dnem vany. Vodorovná část této trubky, která je mimo taviči zónu, je opatřena elektrickým vyhříváním. Tato trubka je zaústěna do 25 utěsněné nádoby 117. v kterém lze vyčerpat vzduch pomocí vakuovacího vývodu 116. který je připojen na vývěvu (není znázorněna).

Trubka 113 pro odebírání síranové pěny prochází stěnou tavícího prostoru také nad vyzdívkou 103 podobně jako trubka 115 pro odebírání skla avšak končí již asi 1,3 cm nad úrovní horních 30 hran elektrod 104. Tato trubka 113 je připojena také k evakuovatelné nádobě (není znázorněna) podobným způsobem jako trubka 115.

Zbývající volný prostor 118 nad taveninou je vyhříván žáruvzdorným tepelným radiátorem obsahujícím karbid křemíku (není znázorněn), připevněným k stropní části. Strop tavícího 35 prostoru je opatřen vývodem 100 a oknem 112. Toto okno se dá otevřít a tím umožňuje vizuální kontrolu povrchu taveniny a dále se toto okno používá pro dávkování materiálu do taviči zóny. Je uzavhratelné poklopem (není zobrazen).

Tavení se zahajuje zahříváním skleněného odpadního materiálu v tavící vaně pomocí stropního 40 tepelného radiátoru. Po dosažení teploty skla 106 asi 600 až 700 °C, podle jeho vodivosti, se přivede napětí na elektrody a Joulovým teplem skla 106 se sklo dále zahřívá ve stále se zvyšující míře jak teplota a elektrická vodivost skla rostou. Předpokládaná provozní teplota v tavícím prostoru je asi 1150 °C.

Připojením tlakového vzduchu na probublávací trubici 110 začnou procházet sklovinou bubliny 107. Tím se změní proud, procházející mezi elektrodami při konstantním napětí vlivem změny elektrického odporu taveniny. Materiál se pak přidává do tavící zóny oknem 112 až hladina roztavené skloviny vystoupí do požadované výše.

Pokud je potřeba sklo odebrat, trubice 115 se vyhřeje pomocí odporového vyhřívaciho zařízení

114 a zapojí se odsávání vzduchu z nádoby 117 vakuovacím otvorem 116. Působením tlakového rozdílu přetéká sklovina do nádoby dokud se nezastaví odsávání nebo dokud se nenaplní nádoba. Pokud vznikne na povrchu skloviny vrstva síranové pěny, nebo se do procesu sírany nezbytně

- 14 CZ 282776 B6 rozdílu přetéká sklovina do nádoby dokud se nezastaví odsávání nebo dokud se nenaplní nádoba. Pokud vznikne na povrchu skloviny vrstva síranové pěny, nebo se do procesu sírany nezbytně musejí přivádět v souvislosti s procesem zpracování odpadu, lze je odebrat pomocí trubky 113 podobným způsobem, jako při odebíráni skloviny trubkou 115.

Alternativně lze vypouštět sklovinu z tavící vany výtokem 109 ve dně. Provádí se to otevřením šoupátkového ventilu 108 přičemž se výtok 109 zahřívá dokud sklovina 106 vytéká. Vytékání skloviny lze zastavit nebo regulovat pomocí šoupátkového ventilu 108 a tím, že se výtok nechá chladnout. Výtok 109 ve dně se používá zejména pro úplné vyprázdnění tavící vany.

Podle jednoho příkladu provedení se shora popsané taviči zařízení použilo pro roztavení střepů s přídavkem chrómu, který- byl přidán do skloviny pro simulaci ACM. toxických materiálů, radioaktivního odpadu nebo zdravotnického odpadu, přičemž výsledná sklovina měla například toto složení:

Složka

Hmotnost %

SiO₂41

Ba₂O₃ 13

Na₂O₃............................................................................ i1

Fe₂O₃12

K₂O3

Li₂O3

ZrO₂3

Al₂O₃2

P₂Ó₅2

MgO1

MnO₂1 další složky8

Uvedené další složky sestávají z proměnlivých množství oxidů kovů, kovů vzácných zemin, alkalických kovů a kovů alkalických zemin, oxidů chrómu a oxidů přechodových kovů.

Tavící vana byla naplněna do výšky asi 10 cm směsí střepů s boraxem, která poskytla shora uvedené jmenovité složení skloviny. Tavící zóna byla vyhřátá na přibližně 660 °C pomocí odporového vyhřívacího elementu obsahujícího karbid křemíku (není zobrazen) umístěného v prázdné části 118 tavícího prostoru nad taveninou. Teplota byla měřena termočlánkem umístěným v roztavené sklovině (není zobrazen). Při této teplotě skleněné střepy změkly a začaly se mísit s boraxem. Poté se přivedlo na elektrody napětí, přičemž dostupné maximum napětí bylo asi 40 V. Počáteční proud, který procházel sklovinou byl kolem 2,5 A.

S rostoucí teplotou vzrůstala vodivost a proud a růst teploty se urychloval. Příkon elektrod byl omezován tepelným regulátorem (není zobrazen), který zajišťuje horní hranici přiváděného proudu. Při nižších teplotách byl elektrický odpor taveniny vyšší a tak se používalo vždy maximálního napětí na elektrodách. Tlak vzduchu byl přiváděn do probublávací trubice 110 neustále, aby se zabránilo vyplnění této trubice sklovinou a případnému zacpání.

Když se sklovina 106 roztavila, bylo možno pozorovat jak bubliny, pomalu stoupající taveninou, vycházejí na jejím povrchu. Když teplota vzrostla na asi 700 °C, bubliny projevovaly tendenci se shlukovat pod hladinou a vystupovaly na povrch jako jednotlivé velké bubliny poblíž středu povrchu taveniny. Bylo zjištěno určité kolísání proudu při konstantním přiváděném napětí, což lze považovat za následek prostupu bublin, které mají vliv na elektrický odpor taveniny a na cestu, kterou prochází touto taveninu elektrický proud mezi elektrodami 104.

- 15 CZ 282776 B6

Teplota skloviny vzrostla na 1150 °C a byla dále udržována regulátorem. Při této teplotě bylo možno přívod bublin lehce snížit, aby se získala jedna oblast, kde dochází ke slučování bublin a v které vycházejí tyto bubliny o průměru kolem 5 cm na povrch nebo několik takovýchto oblastí. Ustálená hodnota proudu při této teplotě je kolem 100 A při asi 15 V.

Střepy s boraxem byly přidávány do taveniny dokud nebyly elektrody 104 ponořeny. Po krátké homogenizaci skloviny se malá část odebrala trubicí 115.

Vyhřívací zařízení 114 se při tom použilo k zahřátí této trubky 115 na teplotu asi 1000 °C io měřenou termočlánkem (není zobrazen) uvnitř tavícího prostoru, asi 8 cm od zdi. Poté se připojilo odsávání vakouvacím vývodem 116 a okamžitě bylo odebráno malé množství skla do nádoby 117. Tok byl zastaven tak, že byla sklovina ponechána ztuhnout v trubici. V tomto okamžiku byly přidány do taveniny další střepy a borax, aby se její hladina zvýšila až k trubce 113 pro odstraňování síranové pěny. Pak bylo do tavícího prostoru přidáno 400 g práškového 15 síranu sodného, který vytvořil vrstvu 101 síranové pěny o tloušťce asi 6 mm. Vodivost síranové pěny byla mnohem vyšší než vodivost skloviny. Horní hranice kontrolovaná regulátorem proudu, se dosahovala při relativně nízkém napětí.

Teplota ve sklovině začala klesat, neboť větší část proudu procházela vrstvou síranové pěny a 20 nikoliv sklovinou, takže do skloviny se začal dodávat elektrodami nižší příkon tepelné energie.

Horní hranice proudu byla nastavena vyšší, tedy z dosavadních 75 A na 135 A při 21 V a teplota skloviny začala pomalu stoupat. Při tom bylo množství dodávaných bublin nulové.

Poté bylo množství bublin zvýšeno na asi 120 bublin za minutu. Proud zůstal na hodnotě 135 A, 25 ale napětí bylo nutno zvýšit na 24 V. Bubliny viditelně rozrušovaly vrstvu síranové pěny čímž zabraňovaly krátkému spojení mezi elektrodami. Elektrický odpor mezi elektrodami se výrazně v této situaci zvýšil.

V tomto okamžiku začala teplota skloviny rychle růst a dosáhla teploty 1150°C, při růstu 30 o 50 °C za asi 5 minut. To ukazuje, že nebezpečný efekt krátkého spojení v důsledku síranové pěny se dal překonat vháněním bublin, a že probublávání bylo schopno zvýšit elektrický' odpor taveniny a zvýšit příkon dodávaný do skloviny při konstantním proudu.

Trubice 113 pro odstraňování síranové pěny byla zahřáta na teplotu asi 950 °C pomocí 35 odporového zahřívacího zařízení 114, které je na ní umístěno. Teplota byla měřena termočlánkem (není zobrazen) poblíž vnější stěny taviči vany. Místo spojení této trubice s uzavřenou nádobou bylo zahříváno pomocí dvou propanových hořáků aby se teplota v tomto místě zvýšila na asi 470 °C. Poté se začal odsávat z této uzavřené nádoby vzduch přes vakuovací výstup (bylo to prováděno podobně jako odebírání skla, avšak druhá trubka není znázorněna na 40 obr. 4).

Vrstva síranové pěny se začala ihned přečerpávat do uzavřené nádoby a v tom se pokračovalo tak dlouho, dokud hladina v tavícím prostoru nepoklesla ke konci trubice pro odsávání síranové pěny. V tomto okamžiku byl odebrán malý vzorek skloviny. Tento vzorek byl černý a lesklý a po 45 ochlazení neobsahoval žádný podíl síranové pěny. Hmotnost materiálu, odebraného do uzavřené nádoby byla asi 394 g, což je hodnota blízká množství přidaného síranu sodného.

Zkraty mezi elektrodami se po předchozích opatřeních už neprojevovaly ani když bylo sníženo probublávání, které předtím přerušovalo povrch taveniny. Tím bylo prokázáno, že síranová pěna 50 spolu s doprovodnými nežádoucími jevy se dá jednoduše a v podstatné míře odstranit.

Vynález byl shora popsán a pro odborníky v oboru jsou nasnadě četné modifikace takového charakteru, že nevybočují ze základní myšlenky vynálezu, jak je definována v připojených patentových nárocích.

Claims (31)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob vitrifikace materiálů do silikátu, vyznačující se tím, že se při něm zahřívá silikátová tavenina v peci pro taveni skla průchodem elektrického proudu taveninou mezi alespoň dvěma elektrodami, přičemž se udržuje teplota taveniny nad teplotou rozkladu materiálů, vytváří se clona plynových bublin v tavenině přes podstatnou část cesty, kterou prochází proud mezi alespoň dvěma elektrodami, čímž se zvyšuje hustota energie taveniny v oblasti clony plynových bublin, do pece nad taveninu se dodávají materiály tak, aby dopadaly na taveninu. přičemž dochází k jejich zatavení do silikátu, a roztavený silikát se odebírá z pece při teplotě alespoň 900 °C.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že roztavený silikát se odebírá z pece otvorem pro odebírání skloviny u dna pece a do odebíracího otvoru, na který je dále připojen přívod bublin, se vhánějí bubliny, vytvářející účinný vztlak, který je schopen taveninu vytlačovat ven z pece.
3. 3. Způsob podle nároku I, vyznačující se tím, že z použité pece pro tavení skla se výpustním otvorem periodicky odstraňují úlomky z taveniny, které se shromažďují u dna.
4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že odebíraný roztavený silikát se dále tvaruje na tělíska kulovitého tvaru o minimálně dvou velikostech, přičemž průměr menších tělísek je menší než polovina průměru větších tělísek.
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že kulovitě tvarovaný silikát se tepelně temperuje chlazením.
6. 6. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že kulovitě tvarovaný silikát se chlazením upravuje na povrchové tlakové napětí vyšší než 35 MPa.
7. 7. Způsob podle nároku I, vyznačující se tím, že z proudu odebíraného roztaveného silikátu se dále jeho přerušováním odsekávají hrudky a tyto hrudky se uvádějí do kontaktu s chladným povrchem za vzniku bochánků, které mají alespoň jednu rovinnou část povrchové plochy.
8. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že bochánky jsou dostatečně vyžíhány, aby se v průběhu skladování nerozpadly.
9. 9. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že bochánky mají hmotnost alespoň 2 g.
10. 10. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že bochánky mají hmotnost mezi asi 2,0 a 150 g.
11. 11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že bochánky mají hmotnost mezi asi 2 a 50 g.

    - 17 CZ 282776 B6
12. 12. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že náhodně naskládané bochánky zaujímají více než 70 % objemu.
13. 13. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiály zahrnují materiály obsahující azbest.
14. 14. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiály zahrnují infekční odpad.
15. 15. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiály zahrnují toxické materiály.
16. 16. Způsob podle nároků 13 nebo 15, vyznačující se tím, že materiály jsou odpadní.
17. 17. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že materiály zahrnují radioaktivní odpad s nízkou úrovní radioaktivity.
18. 18. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v oblasti taveniny, definované clonou plynových bublin, je objem plynové fáze v rozmezí 10 až 60 % objemových.
19. 19. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že v oblasti taveniny, definované clonou plynových bublin, je objem plynové fáze v rozmezí 15 až 40 % objemových.
20. 20. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že v oblasti taveniny, definované clonou plynových bublin, je objem plynové fáze v rozmezí 20 až 30 % objemových.
21. 21. Způsob podle nároku 1. vyznačující se tím, že plynem je vzduch.
22. 22. Způsob podle nároku 21, vyznačující se tím, že plynem je předehřátý' vzduch.
23. 23. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že plynem je kyslík.
24. 24. Způsob podle nároku I, vyznačující se tím, že clona plynových bublin je zhruba stejně vzdálena od uvedených alespoň dvou elektrod.
25. 25. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že clona plynových bublin se vytváří v tavenině pod alespoň dvěma elektrodami.
26. 26. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se v tavenině vytváří více clon plynových bublin.
27. 27. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že roztavený silikát se odebírá z pece při teplotě nad 1000 °C.
28. 28. Způsob podle nároku 13„ vyznačující se tím, že materiály obsahující azbest se dodávají do pece v uzavřených plastových pytlích.
29. 29. Způsob podle nároku 13. vyznačující se tím, že materiály obsahující azbest zahrnují sádru a poté, co sádra se dehydratuje na síran vápenatý·, který se hromadí na povrchu

    - 18 CZ 282776 B6 taveniny, se přidávání materiálů periodicky přerušuje, čímž se oblast nad taveninou vyhřívá na více než asi 900 °C, přičemž se nahromaděný síran vápenatý odstraňuje z povrchu taveniny.
30. 30. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že materiály obsahující azbest 5 zahrnují železné kovy, přičemž se silikátová tavenina dále zahřívá za oxidačních podmínek postačujících k dosažení poměru Fe’’ k celkovému oxidovanému železu nižšího než 0,1.
31. 31. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodivost vrstvy síranové pěny, nahromaděné na povrchu taveniny, se narušuje clonou plynových bublin.