CZ310417B6

CZ310417B6 - Způsob dekontaminace nebezpečných látek ze dřeva a/nebo dřevěných materiálů

Info

Publication number: CZ310417B6
Application number: CZ2023-517A
Authority: CZ
Inventors: JaromĂr Daxner; Daxner Jaromír Mgr. et Mgr, Ph.D.
Original assignee: Průmyslově právní strategie, spol. s r.o.
Priority date: 2023-12-29
Filing date: 2023-12-29
Publication date: 2025-05-28
Also published as: CZ2023517A3; WO2025140755A1

Abstract

Způsob dekontaminace nebezpečných látek ze dřeva a/nebo dřevěných materiálů spočívá v tom, že se kontaminované dřevo a/nebo dřevěný materiál nadrtí na maximální velikost o 1000 cm3, poté se propláchne roztokem vody s draselným nebo sodným mýdlem a/nebo tenzidem a/nebo hydroxidem sodným a/nebo hydroxidem draselným a/nebo hydroxidem vápenatým v koncentraci 0,1 až 15 % hmotnostních a při teplotě min. 15 °C, přičemž celulóza a lignin obsažený ve dřevě a/nebo dřevěném materiálu absorbují směs vody s draselným a/nebo sodným mýdlem a/nebo tenzidem a/nebo hydroxidem sodným a/nebo hydroxidem draselným a/nebo hydroxidem vápenatým, a dojde ke změkčení vláken celulózy a ligninu a zároveň dojde k uvolnění toxických organických látek nebo těkavých anorganických látek, zejména ze skupiny polychlorovaných bifenylů, polycyklických aromatických uhlovodíků, arenů, alifatických sloučenin.

Description

Způsob dekontaminace nebezpečných látek ze dřeva a/nebo dřevěných materiálů

Oblast techniky

Technické řešení vynálezu se týká způsobu odstraňování toxických organických látek nebo těkavých anorganických látek zejména ze skupiny polychlorovaných bifenylů, póly cyklických aromatických uhlovodíků, arenů, alifatických sloučenin ze dřeva a/nebo dřevěných materiálů.

Dosavadní stav techniky

Z dosavadního stavu techniky je známo několik způsobů odstranění nebezpečných látek z pevných materiálů. Jedním z nich je spalování odpadního materiálu za vysoké teploty, avšak tento způsob je jednak velmi energeticky náročný a dále při spalování vznikající škodliviny unikají do ovzduší. Při spalování odpadů, obsahujících organické chlorované uhlíky mohou dokonce vznikat vysoce škodlivé látky, jako jsou např. dioxiny. Nevýhodou tohoto technického řešení je také to, že spolu s nebezpečnými látkami jsou spáleny kontaminované nosiče těchto nebezpečných látek, jsou-li organického původu, například dřevo.

U anorganických látek je potom dekontaminovaný zbytek po spalování vesměs tepelně přeměněn natolik, že není možné jeho opětovné použití. Dalším způsobem je odstranění škodlivých látek zahřátím kontaminovaného materiálu na teplotu, při které se kontaminanty odpaří, jejich páry jsou odvedeny do kondenzátoru, kde dojde k jejich zkapalnění. Variantně tento způsob dekontaminace popisují technická řešení US 5230167 A, US 5514286 A, CZ 1996-3781 A3, CZ 5751 Ul, CZ 2003-2717 A3, CZ 2004-609 A3.

Nevýhodou těchto technických řešení je dekontaminace při teplotách, kde díky přítomnosti kyslíku nebo vzduchu dochází k oxidaci materiálů, popřípadě se vázaný kyslík uvolňuje do atmosféry dekontaminačního zařízení. Při dekontaminaci organických tuhých látek, zejména dřeva dochází k zuhelnatění dekontaminované hmoty, popřípadě k jejímu vznícení. Další nevýhodou těchto technických řešení je nutnost pozvolného chlazení dekontaminovaného materiálu, aby v případě organických materiálů nedošlo k jejich zahoření a nutnost odstranění veškerých plynných složek z prostoru dekontaminačního zařízení, aby při jeho ochlazování nedošlo ke kondenzaci plynu zpět na dekontaminovaný materiál.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob dekontaminace nebezpečných látek ze dřeva a/nebo dřevěných materiálů, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kontaminované dřevo a/nebo dřevěný materiál se nadrtí na maximální velikost o 1000 cm³, které se poté propláchne roztokem vody s draselným nebo sodným mýdlem a/nebo tenzidem a/nebo hydroxidem sodným a/nebo hydroxidem draselným a/nebo hydroxidem vápenatým v koncentraci min. 0,5 % hmotnostních a při teplotě min. 15 °C, přičemž celulóza a lignin obsažený ve dřevě nebo dřevěném materiálu absorbují směs vody s draselným nebo sodným mýdlem a/nebo tenzidem a/nebo hydroxidem sodným a/nebo hydroxidem draselným a/nebo hydroxidem vápenatým, a dojde ke změkčení vláken celulózy a ligninu a zároveň dojde k uvolnění toxických organických látek nebo těkavých anorganických látek, zejména ze skupiny polychlorovaných bifenylů, póly cyklických aromatických uhlovodíků, arenů, alifatických sloučenin.

Je účelné, aby dřevo a/nebo dřevěné materiály byly dále proplachovány vodní parou o teplotě min. 100 °C, přičemž dochází k vymývání nebezpečných látek z otevřené struktury kontaminovaného dřeva a/nebo dřevěného materiálu.

- 1 CZ 310417 B6

Nebezpečné látky jsou poté spolu s vodní parou nebo jejím kondenzátem odváděny k dalšímu čištění.

Je výhodné, aby kontaminanty byly odstraněny pomocí filtrace a/nebo ultrafiltrace a/nebo reverzní osmózy a/nebo deemulgace.

Dále je výhodné, aby pro dekontaminaci byla použita sytá a/nebo přehřátá vodní pára.

Předložený způsob dekontaminace nebezpečných látek ze dřeva a/nebo dřevěných materiálů, podle tohoto vynálezu, představuje způsob dekontaminace materiálů při zachování jejich hmoty bez poškození jejich struktury, přičemž je rovněž dosaženo nízké energetické náročnosti celého procesu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad č. 1

Způsob dekontaminace nebezpečných látek ze dřeva a/nebo dřevěných materiálů podle předloženého vynálezu spočívá v tom, že se kontaminované dřevo a/nebo dřevěný materiál nadrtí na maximální velikost o 1000 cm³. Takto připravený kontaminovaný materiál se vloží do vertikálně orientované nádoby, výhodně válcové nádoby opatřené horním otevíratelným víkem a vstupy pro kapalinu a vodní páru a spodním otevíratelným víkem opatřeným uzavíratelnými otvory pro odvod kapaliny a vodní páry. Kontaminovaný materiál se propláchne roztokem vody s draselným mýdlem, přičemž koncentrace mýdla ve vodě je 0,5 % hmotnostních. Teplota vodní směsi je výhodně 22 °C.

Proplachování mýdelným roztokem probíhá po dobu 2 až 50 min.

Při proplachu kontaminovaného materiálu dochází k absorpci směsi vody s draselným mýdlem celulózou a ligninem obsaženým ve dřevě nebo dřevěném materiálu a tím dochází ke změkčení vláken celulózy a ligninu. Tím zároveň dochází k uvolnění toxických organických látek nebo těkavých anorganických látek, zejména ze skupiny polychlorovaných bifenylů, póly cyklických aromatických uhlovodíků, arenů, alifatických sloučenin.

Takto připravené dřevo nebo dřevěný materiál se začne proplachovat vodní parou o teplotě 110 °C, přičemž kontaminované dřevo a/nebo dřevěný materiál je exponováno vodní parou a ta z takto otevřené struktury vymyje nebezpečné látky a ty jsou spolu s vodní parou nebo jejím kondenzátem odváděny k dalšímu čištění.

Příkladně je možné použít směs vody se sodným mýdlem při koncentraci min. 0,5 % hmotnostních, výhodně je koncentrace 2 % hmotnostní.

Příklad č. 2

Způsob dekontaminace nebezpečných látek ze dřeva a/nebo dřevěných materiálů podle předloženého vynálezu spočívá v tom, že se kontaminované dřevo a/nebo dřevěný materiál nadrtí na maximální velikost o 1000 cm³. Takto připravený kontaminovaný materiál se vloží horizontální otáčivé nádoby s otevíratelnými víky opatřenými otvory pro přívod a odvod kapaliny.

Kontaminovaný materiál se propláchne roztokem vody s anionaktivním tenzidem na bázi alkylbenzensulfonátu, přičemž koncentrace tenzidu ve vodě je 3 % hmotnostní a hydroxidem sodným, přičemž koncentrace hydroxidu sodného je 1 % hmotnostní. Teplota vodní směsi je výhodně 35 °C.

-2CZ 310417 B6

Máchání kontaminovaného materiálu ve vodném roztoku tenzidu a hydroxidu sodného probíhá po dobu 2 až 50 min, výhodně 30 min.

Při proplachu kontaminovaného materiálu dochází k absorpci směsi vody s tenzidem celulózou a ligninem obsaženým ve dřevě nebo dřevěném materiálu a tím dochází ke změkčení vláken celulózy a ligninu. Tím zároveň dochází k uvolnění toxických organických látek nebo těkavých anorganických látek, zejména ze skupiny polychlorovaných bifenylů, póly cyklických aromatických uhlovodíků, arenů, alifatických sloučenin.

Po ukončení promývání je kontaminovaný materiál převeden do válcové vertikálně orientované nádoby opatřené horním otevíratelným víkem a vstupem pro vodní páru a spodním otevíratelným víkem opatřeným uzavíratelnými otvory pro odvod kapaliny a kondenzátu. Poté se dřevo nebo dřevěný materiál začne proplachovat vodní parou o teplotě 150 °C, přičemž kontaminované dřevo a/nebo dřevěný materiál je exponováno vodní parou a ta z takto otevřené struktury vymyje nebezpečné látky a ty jsou spolu s vodní parou nebo jejím kondenzátem odváděny k dalšímu čištění.

Příkladně je možné použít směs vody se sodným mýdlem při koncentraci min. 0,25 % hmotnostních, výhodně je koncentrace 2 % hmotnostní.

Příkladně je možné použít směs vody s hydroxidem sodným při koncentraci 2 % hmotnostní nebo s hydroxidem draselným při koncentraci 4 % hmotnostní nebo s hydroxidem vápenatým při koncentraci 3 % hmotnostní.

Průmyslová využitelnost

Způsob dekontaminace nebezpečných látek ze dřeva a/nebo dřevěných materiálů, podle předkládaného vynálezu, je možné efektivně, ekonomicky a zejména ekologicky využívat ve všech oblastech průmyslu, kde je potřeba průmyslové materiály recyklovat pro jejich likvidaci a/nebo pro jejich další využití.

Claims

1. Způsob dekontaminace nebezpečných látek ze dřeva a/nebo dřevěných materiálů, vyznačující se tím, že se kontaminované dřevo a/nebo dřevěný materiál nadrtí na maximální velikost o 1000 cm³, které se poté propláchne roztokem vody s draselným nebo sodným mýdlem a/nebo tenzidem a/nebo hydroxidem sodným a/nebo hydroxidem draselným a/nebo hydroxidem vápenatým v koncentraci 0,1 až 15 % hmotnostních a při teplotě min. 15 °C, přičemž celulóza a lignin obsažený ve dřevě nebo dřevěném materiálu absorbují směs vody s draselným nebo sodným mýdlem a/nebo tenzidem a/nebo hydroxidem sodným a/nebo hydroxidem draselným a/nebo hydroxidem vápenatým, a dojde ke změkčení vláken celulózy a ligninu a zároveň dojde k uvolnění toxických organických látek nebo těkavých anorganických látek, zejména ze skupiny polychlorovaných bifenylů, polycyklických aromatických uhlovodíků, arenů, alifatických sloučenin a dále se kontaminované dřevo a/nebo dřevěný materiál propláchne vodní parou o teplotě min. 100 °C, přičemž kontaminované dřevo a/nebo dřevěný materiál je exponován vodní parou a ta z takto otevřené struktury vymyje nebezpečné látky a ty jsou spolu s vodní parou nebo jejím kondenzátem odváděny k dalšímu čištění.

2. Způsob dekontaminace nebezpečných látek z pevných materiálů podle nároku 1, vyznačující se tím, že kontaminanty jsou odstraněny pomocí filtrace a/nebo ultrafiltrace a/nebo reverzní osmózy a/nebo deemulgace.

3. Způsob dekontaminace nebezpečných látek z pevných materiálů podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro dekontaminaci je použita sytá a/nebo přehřátá vodní pára.