CZ29300U1 - Zařízeni na odstraňovánítěžkých kovů a metaloidů z kontaminovaných zemin termální desorpcí - Google Patents
Zařízeni na odstraňovánítěžkých kovů a metaloidů z kontaminovaných zemin termální desorpcí Download PDFInfo
- Publication number
- CZ29300U1 CZ29300U1 CZ2015-31894U CZ201531894U CZ29300U1 CZ 29300 U1 CZ29300 U1 CZ 29300U1 CZ 201531894 U CZ201531894 U CZ 201531894U CZ 29300 U1 CZ29300 U1 CZ 29300U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- inert gas
- desorption
- metalloids
- heavy metals
- chamber
- Prior art date
Links
- 238000003795 desorption Methods 0.000 title claims description 44
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims description 42
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims description 23
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 title claims description 16
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 title claims description 16
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 27
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 21
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims description 20
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 4
- 238000010923 batch production Methods 0.000 claims 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 5
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 1
- RCTYPNKXASFOBE-UHFFFAOYSA-M chloromercury Chemical compound [Hg]Cl RCTYPNKXASFOBE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229960002523 mercuric chloride Drugs 0.000 description 1
- LWJROJCJINYWOX-UHFFFAOYSA-L mercury dichloride Chemical compound Cl[Hg]Cl LWJROJCJINYWOX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
Oblast techniky
Technické řešení se týká zařízení na odstraňování těžkých kovů a metaloidů z kontaminovaných 5 zemin termální desorpcí.
Dosavadní stav techniky
Termální desorpce je ověřená technologie založená na ohřevu zemin nebo sedimentů, během kterého dochází k vytékání v nich přítomných organických látek, které mají nebezpečné vlastnosti a zemina nebo sedimenty se tak těchto organických látek zbaví, v případech, že takové látky 10 by se mohly během zahřívám rozkládat na produkty, které jsou nebezpečnější než původní organické látky, probíhá proces ohřevu v inertní atmosféře. Tento způsob ohřevu se nazývá nepřímým ohřevem. Proces probíhá tak, že zemina nebo sedimenty s organickými látkami jsou zahřívány v desorbéru, což je válcová nebo hranolovitá komora, jejíž vnější stěny nebo vnitřek jsou ohřívány tak, že teplo přestupuje do zeminy nebo sedimentu a způsobuje odpaření organické látky. Komo15 rou proudí inertní plyn, který odnáší páry odpařených organických látek z komory do kondenzátoru, kde organické látky a případná vlhkost parciálně nebo úplně kondenzují. Inertní plyn s případnými nezkondenzovanými organickými látkami odcházejí z kondenzátoru do zařízení, kde se organické látky zachytí nebo rozloží a inertní plyn se může recyklovat do komory. Termální desorpce nebyla doposud užívaná k odstranění kovů. Princip termální desorpce s nepřímým ohře20 vem je všeobecně známý, zde uvádíme jen nejznámější popisy: J. S. Ligty et al (1988) Characterization of thermal desorption phenomena for cleanup of contaminated soil. Nuclear and Chemical Waste Management 8, 225-232, FRTR Remediation technology screening matrix and reference guide, version 4,4.25 Thermal desorption https://frtr.gov/matrix2/section4/4-26.html; Midwesthttp://www.midwestsoil.com/thermal-desorption-systems/525d-thermal-desorption-unit/soil remediation: http://www.midwestsoil.com/thermal-desorption-svstems/525d-thermal-desorption- unit/. Všechna doposud publikovaná pracovní schémata sestavení uspořádání termální desorpce vycházejí z materiálů publikovaných EPA, která je nejvíce renomovaná instituce, podle které se nepřímo řídí všechny schvalovací procesy příslušných environmentálních regulačních úřadů při zavádění procesů termické desorpce v různých modifikacích na celém světě, viz EPA Enginee30 ring Bulletin: Thermal Desorption Treatment (EPA/540/2-91 /008, May 1991.
Termální desorpce nebyla doposud cíleně použitá pro separace těžkých kovů, nebo jejich oxidačních sloučenin, ze zemin. Důvodem je, že při ní může při teplotě přes 400 °C u některých silně kontaminovaných zemin, zejména tzv. brownfieldů, které jsou typicky kontaminovány organickými polutanty i těžkými kovy, docházet i k úniku těžkých kovů, zejména oxidačních forem rtuti, 35 kadmia a metaloidů (arsenu) v odcházejících organických parách z jednotky termální desorpce, a to přímo do atmosféry, kde působí toxicky.
Podstata technického řešení
Podstata technického řešení zařízení pro odstraňování těžkých kovů a metaloidů z kontaminovaných zemin termální desorpcí spočívá v tom, že obsahuje vyhřívanou desorpční část s přívodem 40 inertního plynu, vstupem kontaminované zeminy a s výstupním koncem pro odvod par desorbovaných látek a inertního plynu, přičemž odvod par desorbovaných látek a inertního plynu z výstupního konce je přímo napojen na vyhřívanou komoru se sorbentem těžkých kovů a metaloidů.
Následuje popis dalších možných provedení technického řešení, které jeho podstatné znaky dále rozvíjejí nebo konkretizují.
Desorpční část a komora jsou umístěny v jedné nádobě a jsou odděleny přerušenou vnitřní přepážkou s otvorem pro odvod par desorbovaných látek a inertního plynu do komory.
Desorpční část je opatřena šnekovým dopravníkem pro dopravu kontaminované zeminy od vstupu kontaminované zeminy a přívodu inertního plynu k výstupnímu konci, který je napojen
CZ 29300 UI jednak na komoru pro sorbent těžkých kovů a metaloidů s odvodem par desorbovaných látek a inertního plynu a jednak na vývod dekontaminované zeminy.
Podle technického řešení je záchyt sloučenin kovů v adsorbéru bezprostředně situován na výstupu par z termálního desorbéru a to přímým spojením s desorbérem do jednoho zařízení při zahřívání sorbentu. Tím dochází k záchytu par desorbovaných látek chemisorpcí v adsorbéru, při vyloučení toho, aby vzniklé páry při chemisorpci kondenzovaly, a to i parciálně. Řešení zamezuje tomu, aby kondenzované sloučeniny organických látek obsazovaly aktivní reakční místa na sorbentu a aby kovy unikaly se zbylými organickými látkami dále do zařízení na odstraňování organických látek, kde by jejich přítomnost byla nežádoucí. Konstrukce zařízení podle technického řešení tak zamezuje parciální kondenzaci, ke které jinak dochází i při spojení desorbéru a sorbentu například tepelně izolovanou různě dlouhou trubkou, kdy nelze parciální kondenzaci zcela zabránit.
Objasnění výkresů
Na připojeném výkrese jsou schematicky znázorněna možná provedení zařízení podle technického řešení. Na výkrese značí: Obr. 1 pohled na zařízení pracující ve vsádkovém režimu. Obr. 2 pohled na zařízení pracující v kontinuálním režimu. Součásti zařízení na obrázcích, které mají stejnou íimkci a slouží stejnému účelu, mají také stejné vztahové značky.
Příklady uskutečnění technického řešení
Příklad 1- zařízení
Zařízení ve vsádkovém provedení podle Obr. 1 je tvořeno vertikálně umístěnou desorpční částí 1 válcového nebo hranolovitého tvaru, s přívodem 6 inertního plynu na spodu a vstupem 10 pro kontaminovanou zeminu na vrchu a dále výstupním koncem 7 v horním prostoru pro výstup inertního plynu a par desorbovaných látek. Desorpční část 1 je dále vybavená vnitřním tepelným výměníkem 9. V úrovni výstupního konce 7 je situován otvor pro odvod desorbovaných par a inertního plynu ve směru šipky 5 směřující do paralelní vertikálně situované komory 2 pro sorbent 4 těžkých kovů a metaloidů rovněž válcového nebo hranolovitého tvaru. Komora 2 je též vybavena vnitřním tepelným výměníkem 9. Desorpční část 1 a komora 2 mají ještě společný vnější tepelný výměník 8. Na spodu komory 2 je společně umístěn výstup 11 dekontaminované zeminy a odvod par desorbovaných látek a inertního plynu.
Zařízení podle obr. 1 může být též tvořeno jednou nádobou s válcovým vertikálním vnitřním prostorem, který je rozdělen přepážkou umístěnou pod stropem nádoby na dvě sekce tak, že sekce desorpční části 1 se vstupním koncem s přívodem 6 inertního plynu na spodu sekce a výstupním koncem 7 na vrcholu sekce je nad přepážkou přímo spojena s druhou sekcí představující komoru 2 pro sorbent těžkých kovů a metaloidů.
Popsaná zařízení fungují tak, že do desorpční části 1 se nejdříve vloží vstupem 10 vsádka kontaminované zeminy 3. Po vložení vsádky se současně zahájí působením vnitřního tepelného výměníku 9 a/nebo vnějšího tepelného výměníku 8 ohřev zeminy a sorbentu a přívodem 6 inertního plynu umístěným spodu desorpční části 1, se zahájí průtok inertního plynu. Směs organických par a těžkých kovů, které jsou v ní obvykle přítomné ve formě aerosolů, stoupá po odpaření z kontaminované zeminy 3 spolu s inertním plynem do výstupního konce 7, kde otvorem v horním prostoru desorpční části 1 vstupuje do komory 2 pro sorbent 4 těžkých kovů a metaloidů. Těžké kovy jsou zachyceny chemickou reakcí se sorbentem 4.
V dalším možném kontinuálním provedení podle Obr. 2 obsahuje zařízení horizontální válcovou desorpční část 1 na jejímž vstupuje situován přívod 6 inertního plynu a vstup 10 pro kontaminovanou zeminu. Desorpční část 1 je dále vybavena šnekovým dopravníkem 12 a opatřena vnějším tepelným výměníkem 8. výstupní konec 7 desorpční části 1 je napojen jednak přímo na vrchní vertikálně umístěnou komoru 2 válcového nebo hranolovitého tvaru pro sorbent 4 těžkých kovů a metaloidů v kontaminované zemině a dál na ní navazujícím odvod 11a par desorbovaných látek a inertního plynu a jednak na spodní vertikálně umístěný výstup 11b dekontaminované zeminy 3.
CZ 29300 UI
Komora 2 je stejně jako ve vsádkovém provedení opatřena vnějším tepelným výměníkem 8 a vnitřním tepelným výměníkem 9.
Zařízení funguje tak, že kontaminovaná zemina 3 je přiváděna kontinuálně vstupem 10 a inertní plyn přívodem 6 do desorpční části L Sediment kontaminované zeminy 3 je v desorpční části 5 dopravován šnekovým dopravníkem 12 k výstupnímu konci 7, kde je dekontaminovaná zemina 3 odváděna výstupem 11b. Během pohybu v desorpční části 1 je kontaminovaná zemina 3 ohřívána vnějším tepelným výměníkem 8. Páry a inertní plyn odcházejí z výstupního konce 7 desorpční ' části 1 do komory 2, kde procházejí přes sorbent 4 a posléze vystupují zbavené těžkých kovů odvodem Ha. Komora 2 je ohřívaná vnějším výměníkem tepla 8 a/nebo vnitřním výměníkem ίο tepla 9.
Příklad 2- aplikace zařízení
Do desorpční části zařízení, které je tvořeno vertikální válcovou komorou o průměru 30 mm a vně vyhřívanou na 400 °C je vložena písčitá zemina o hmotnosti 80 g kontaminovaná rtutí v podobě chloridu rtuťnatého. Koncentrace rtuti v zemině byla 200mg/kg, tedy přesahující 15 přípustnou koncentraci Hg v zeminách průmyslově využívaných dle Metodického pokynu MŽP, jak je uvedeno v tab. 1.
Tabulka 1. Metodický pokyn MŽP 2013 - indikátory znečištění.
| Prvek | Zeminy průmyslově využívané (mg/kg) | Ostatní zeminy (mg/kg) | Podzemní vody (Mg/i) |
| As | 2,4 | 0,61 | 0,045 |
| Cd | 800 | 70 | 6,9 |
| Hg | 43 | 10 | 0,13 |
Do komory pro sorbent těžkých kovů a metaloidů, která je tvořena válcovou vertikální kolonou 20 o průměru 30 mm, těsně přilehlou ke koloně, která je desorpční části zařízení, přičemž obě kolony jsou propojeny otvorem, který je výstupním koncem desorpční části zařízení a vstupním koncem komory pro sorbent těžkých kovů, bylo vloženo 5 g sorbentu účinného pro chemisorpci Hg a spočívajícího v částicích aktivního uhlí s obsahem S na jeho povrchu, přičemž teplota zde udržovaná byla 170 °C. Do vstupního konce desorpční části zařízení byl přiváděn dusík 25 s průtokem 80 ml/min. Teplota desorpční části zařízení byla z laboratorní teploty zvyšována rychlostí 6 °C/min až do 400 °C. Po 20 minutách desorpce při 400 °C byla koncentrace Hg v zemině 3 mg/kg. Z látkové bilance analyticky zjištěného obsahu Hg v sorbentu a vstupních hodnot Hg v zemině byla určena účinnost desorpce Hg pomocí zařízení, které je předmětem tohoto užitného vzoru, jako 99 % a účinnost záchytu Hg jako 64 %. Do zařízení s parametry 30 popsanými v příkladu 1 byla vložena písčitá zemina o hmotnosti 80 g kontaminovaná chloridem rtuťnatým, s koncentrací rtuti 200 mg/kg. Do druhé části zařízení, tj. do komory pro sorbent těžkých kovů, bylo vloženo 15 g sorbentu účinného pro chemisorpci Hg a spočívajícího v částicích alumosilikátu s obsahem CaO a S na jeho povrchu, přičemž teplota zde udržovaná byla 170 °C. Teplota desorpční části zařízení byla z laboratorní teploty zvyšována rychlostí 35 6 °C/min až do 400 °C. Po 20 minutách desorpce při 400 °C byla účinnost desorpce Hg 99 % a účinnost zachycení Hg byla 100 %.
Claims (3)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Zařízení pro odstraňování těžkých kovů a metaloidů z kontaminovaných zemin termální desorpcí vsádkovým způsobem, vyznačující se tím, že obsahuje vyhřívanou de40 sorpční část (1) s přívodem (6) inertního plynu, vstupem (10) kontaminované zeminy a s výstupním koncem (7) pro odvod par desorbovaných látek a inertního plynu, přičemž odvod par desor . 2 CZ 29300 UI bovaných látek a inertního plynu z výstupního konce (7) je přímo napojen na vyhřívanou komoru (2) se sorbentem těžkých kovů a metaloidů.
- 2. Zařízení pro odstraňování těžkých kovů a metaloidů z kontaminovaných zemin podle nároku 1, vyznačující se tím, že desorpční část (1) a komora (2) jsou umístěny v jedné5 nádobě a jsou odděleny přerušenou vnitřní přepážkou s otvorem pro odvod par desorbovaných । látek a inertního plynu do komory (2).
- 3. Zařízení pro odstraňování těžkých kovů a metaloidů z kontaminovaných zemin termální » desorpcí kontinuálním způsobem, vyznačující se tím, že desorpční část (1) je opatřena šnekovým dopravníkem (12) pro dopravu kontaminované zeminy od vstupu (10) kontami-10 nované zeminy a přívodu (6) inertního plynu k výstupnímu konci (7), který je napojen jednak na komoru (2) pro sorbent těžkých kovů a metaloidů s odvodem (11a) par desorbovaných látek a inertního plynu a jednak na vývod (1 lb) dekontaminované zeminy.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-31894U CZ29300U1 (cs) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | Zařízeni na odstraňovánítěžkých kovů a metaloidů z kontaminovaných zemin termální desorpcí |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-31894U CZ29300U1 (cs) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | Zařízeni na odstraňovánítěžkých kovů a metaloidů z kontaminovaných zemin termální desorpcí |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ29300U1 true CZ29300U1 (cs) | 2016-03-22 |
Family
ID=55642994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-31894U CZ29300U1 (cs) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | Zařízeni na odstraňovánítěžkých kovů a metaloidů z kontaminovaných zemin termální desorpcí |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ29300U1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307007B6 (cs) * | 2016-09-06 | 2017-11-08 | DEKONTA, a.s. | Způsob dekontaminace zemin kontaminovaných uhlovodíky a těžkými kovy, zejména rtutí, a zařízení k provádění tohoto způsobu |
-
2015
- 2015-12-15 CZ CZ2015-31894U patent/CZ29300U1/cs not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ307007B6 (cs) * | 2016-09-06 | 2017-11-08 | DEKONTA, a.s. | Způsob dekontaminace zemin kontaminovaných uhlovodíky a těžkými kovy, zejména rtutí, a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3706684C2 (cs) | ||
| EP0663960B1 (en) | Method for removing mercury from contaminated soils and industrial wastes and related apparatus | |
| US6533842B1 (en) | Adsorption powder for removing mercury from high temperature, high moisture gas streams | |
| Ma et al. | Citric acid facilitated thermal treatment: an innovative method for the remediation of mercury contaminated soil | |
| US6589318B2 (en) | Adsorption powder for removing mercury from high temperature, high moisture gas streams | |
| US4864942A (en) | Process and apparatus for separating organic contaminants from contaminated inert materials | |
| Li et al. | Distribution and leaching characteristics of heavy metals in a hazardous waste incinerator | |
| Chang et al. | Treating high-mercury-containing lamps using full-scale thermal desorption technology | |
| Hung et al. | Simultaneous removal of PCDD/Fs, pentachlorophenol and mercury from contaminated soil | |
| Cunliffe et al. | De-novo formation of dioxins and furans and the memory effect in waste incineration flue gases | |
| CZ117994A3 (en) | Process and apparatus for removing volatile and semi-volatile contaminants from contaminated materials | |
| AU770768B2 (en) | Apparatus for separation of constituents from matrices | |
| CZ29300U1 (cs) | Zařízeni na odstraňovánítěžkých kovů a metaloidů z kontaminovaných zemin termální desorpcí | |
| KR101287990B1 (ko) | 오염토양 정화방법 | |
| Gin et al. | Kinetics and isotherm studies of heavy metal removals from electroplating wastewater using cassava peel activated carbon | |
| EP3118856A1 (en) | Radioactive decontamination device and decontamination method | |
| Zhao et al. | Utilization of recycled charcoal as a thermal source and adsorbent for the treatment of PCDD/Fs contaminated sediment | |
| Zhao et al. | Removal of PCDD/Fs from contaminated sediment and released effluent gas by charcoal in a proposed cost-effective thermal treatment process | |
| JP7653217B2 (ja) | 汚染土壌浄化方法 | |
| Zhao et al. | PCDD/F formation during thermal desorption of p, p′-DDT contaminated soil | |
| Sawai et al. | Temporal variations of accumulated cesium in natural soils after an uncharacteristic external exposure | |
| KR101542001B1 (ko) | 폐기물로부터의 수은 회수 공정 | |
| Zhao et al. | Successive self-propagating sintering process using carbonaceous materials: A novel low-cost remediation approach for dioxin-contaminated solids | |
| JP2013088401A (ja) | 廃棄物処理装置及び廃棄物処理方法 | |
| JP3692325B2 (ja) | 土壌浄化装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20160322 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20190923 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20221215 |