CZ34117U1 - Zařízení pro dehalogenační detoxikaci a destrukci látek, tvořených halogenovanými aromatickými a/nebo cyklickými sloučeninami typu perzistentních organických látek - Google Patents
Zařízení pro dehalogenační detoxikaci a destrukci látek, tvořených halogenovanými aromatickými a/nebo cyklickými sloučeninami typu perzistentních organických látek Download PDFInfo
- Publication number
- CZ34117U1 CZ34117U1 CZ2020-37200U CZ202037200U CZ34117U1 CZ 34117 U1 CZ34117 U1 CZ 34117U1 CZ 202037200 U CZ202037200 U CZ 202037200U CZ 34117 U1 CZ34117 U1 CZ 34117U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- inlet
- outlet
- destructive
- contaminated
- detoxified
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 27
- 230000006378 damage Effects 0.000 title claims description 18
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 title claims description 17
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 title claims description 9
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 title claims description 7
- 150000001923 cyclic compounds Chemical class 0.000 title claims description 7
- 238000005695 dehalogenation reaction Methods 0.000 title claims description 7
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 claims description 39
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 30
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 claims description 20
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 claims description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 10
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 9
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 8
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 8
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 claims description 8
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 5
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 4
- 239000000852 hydrogen donor Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 claims description 2
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 150000004827 dibenzo-1,4-dioxins Chemical class 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 150000004826 dibenzofurans Chemical class 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 3
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical class 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- -1 zinc aluminate Chemical class 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910000003 Lead carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- NUHOHMVZUFXQGD-UHFFFAOYSA-N NN.OS(O)(=O)=S Chemical compound NN.OS(O)(=O)=S NUHOHMVZUFXQGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 230000000185 dioxinlike effect Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 231100000049 endocrine disruptor Toxicity 0.000 description 1
- 239000000598 endocrine disruptor Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021514 lead(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000012257 stirred material Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 231100000378 teratogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003390 teratogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910000010 zinc carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L zinc hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Zn+2] UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910021511 zinc hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940007718 zinc hydroxide Drugs 0.000 description 1
- JLYXXMFPNIAWKQ-UHFFFAOYSA-N γ Benzene hexachloride Chemical class ClC1C(Cl)C(Cl)C(Cl)C(Cl)C1Cl JLYXXMFPNIAWKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
- A62D3/40—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by heating to effect chemical change, e.g. pyrolysis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/04—Pesticides, e.g. insecticides, herbicides, fungicides or nematocides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
- A62D2101/20—Organic substances
- A62D2101/22—Organic substances containing halogen
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
Zařízení pro dehalogenační detoxikaci a destrukci látek, tvořených halogenovanými aromatickými a/nebo cyklickými sloučeninami typu perzistentních organických látek
Oblast techniky
Technické řešení se týká zařízení pro dehalogenační detoxikaci materiálů tvořených halogenovanými aromatickými a/nebo cyklickými sloučeninami, dále destrukci sloučenin, které jsou povahy polárních pesticidů nebo farmak s aromatickým, cyklickým nebo alifatickým skeletem, a/nebo materiálů obsahujících tyto sloučeniny. Toto zařízení je obzvláště vhodné pro detoxikaci polyhalogeno váných aromatických sloučenin, zejména vysoce toxických polychlorovaných bifenylů, dibenzo-p-dioxinů a dibenzofůranů, nepolárních pesticidů, jakož i sloučenin i jim podobných s polární strukturou, v půdách, uhlíkových sorbentech, odprašcích z metalurgie, čistění plynů, olejích, sedimentech i v různých vodách, včetně odpadních. Pro svůj postup je nazýván chemickou destrukcí pomocí speciálního měděného katalyzátoru, zkráceně CDC (Chemical Destruction using Copper).
Dosavadní stav techniky
Jedněmi z nejvíce perzistentních kontaminujících látek jsou polychlorované dibenzo-p-dioxiny, dibenzofurany a sloučeniny podobné dioxinům. Tyto sloučeniny jsou chemicky stabilními látkami, které je velmi obtížně odstranit z životního prostředí chemickými, tepelnými a biologickými procesy. Tyto sloučeniny jsou toxické, přičemž jsou klasifikovány jako teratogenní a karcinogenní látky. Tvoří se tepelnými procesy, například při spalování obecního, nemocničního, nebezpečného průmyslového i dalšího rizikového odpadu, při metalurgických procesech a při použití celé řady tepelných technologií nebo jsou vyráběny pro použití v energetickém průmyslu, v zemědělství a v jiných odvětvích.
Vedle těchto látek se v současnosti objevují jako kontaminanty sloučeniny, které mají povahu polárních pesticidů, nahrazující v současnosti zakázané nepolární látky. Další skupinu nebezpečných látek jsou farmaka, ať ve formě původních formulací nebo jejich metabolitů. Všechny jsou v životním prostředí nežádoucí, neboť mají vlastnosti endokrinních disruptorů, výraznou nebezpečnost díky rozpustnosti ve vodách a nebezpečí migrace do povrchových i podzemních zdrojů pitných vod. Dalším nebezpečím je obrovské množství obsolentních pesticidů, které dle odhadu UN FAO činí 0,5 mil. tun. Vedle toho je zatížením životního prostředí neustálá spotřeba v zemědělství, která jev Evropských zemích odhadována (např. z roku 2014) na 0,7 až 6,8 kg/ha, přičemž úrovně pro ČR jsou na nižších úrovních (1,45 kg/ha).
Z technik, které se v současnosti používají pro destrukci nepolárních halogenovaných toxických látek, lze především uvést reakci těchto sloučenin se sodíkem popsanou v EP 1153645.
Chemický rozklad popsaný v EP 0021294 je založen na reakci halogenovaných aromatických látek s alkalickým kovem nebo se směsí alkoholu s hydroxidem alkalického kovu nebo s uhličitanem alkalického kovu při teplotě 140 až 220 °C. Alkalický rozklad polychlorovaných bifenylů uhličitanem sodným probíhající při teplotě 370 až 400 °C v přítomnosti oxidačního činidla a katalyzátoru tvořeného rutheniem, platinou nebo palladiem, je popsán v patentových dokumentech JPH 11253795, US 4059677, US 4065543 a JP 10087519. Podle dokumentu US5151401 může být rovněž použita platina na hlinitanu zinečnatém. Dokument JPH 11114538 popisuje tlakový rozklad polychlorovaných bifenylů a polyfluorovaných dibenzo-p-dioxinů hydroxidem vápenatým při teplotě 100 až 300 °C. Patentové dokumenty WO 00/48968 aJP 11197756 popisují katalytickou redukci polyfluorovaných dibenzo-p-dioxinů v alkalickém prostředí v přítomnosti hydrazinthiosíranu, hydrochinonu a oxidu titaničitého na uhlíkovém nosiči nebo v prostředí hydroxidu a uhličitanu zinečnatého nebo hydroxidu a uhličitanu olovnatého při teplotě 200 až 500 °C. Všechny tyto a mnohé další destrukční procesy rozkladu
- 1 CZ 34117 U1 halogenovaných aromatických a/nebo cyklických sloučenin mají společnou nevýhodu spočívající v tom, že jsou vysoce energeticky náročné a/nebo nevedou k úplné detoxikaci dehalogenovaného materiálu.
V patentu CZ 294995 je popsán způsob, který nemá výše uvedené nedostatky a spočívá v tom, že se rychlé a v podstatě úplné dehalogenační detoxikace halogenovaných aromatických nebo halogenovaných cyklických sloučenin dosáhne zahříváním uvedených sloučenin na nosičovém systému při teplotě 250 až 500 °C v přítomnosti sloučeniny mědi, donoru vodíku, uhlíku a alespoň jedné dodatečné redukční látky schopné redukovat měďné aměďnaté ionty na elementární měď ve stavu zrodu při uvedené teplotě.
Odstranění polárních pesticidů, polycyklických aromatických látek, včetně farmaceutických přípravků z vod je popsáno v přihlášce vynálezu CZ 2010-518 A. V přihlášce se uplatňuje komplex vzájemně propojených zařízení, ve kterých se uplatňují reduktivní dehalogenace nebo oxidace hydroxylovými ionty v elektrickém poli. Určitou obdobou je technologie podle patentu RO 133087 A0 spočívající v probublávání za pomocí ultrazvuku nebo ve vysokofrekvenčním poli. Díky tomu dochází ke generování volných radikálů, následovanému hydrolýzou při teplotě 70 °C, čímž dochází k destrukci nejen organických látek, ale také k destrukcí patogenů, hormonů či farmak.
Na všech návrzích je charakteristické to, že zatím nebylo vyvinuto zařízení umožňující spolehlivou a bezpečnou realizaci uvedeného způsobu ve využitelném průmyslovém měřítku pro celé spektrum látek. Tento nedostatek je eliminován předmětem technického řešení.
Podstata technického řešení
Předmětem technického řešení je zařízení pro dehalogenační detoxikaci a destrukci látek, tvořených halogenovanými aromatickými a/nebo cyklickými sloučeninami typu persistentních organických látek (POP), pesticidů a farmak, které doprovázejí různé materiály obsahující tyto sloučeniny, jehož podstata spočívá vtom, že sestává z destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru pro destrukci halogenovaných sloučenin, obsahujícího vstup kontaminovaného materiálu, vzniklého smísením ve směšovači jednotlivých forem izolátů. se vstupem katalytické směsi sestávající ze sloučeniny mědi, donoru vodíku, uhlíku, výstup v podstatě detoxikované plynné frakce a výstup detoxikováného pevného materiálu z destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru; mokré pračky, obsahující vstup znečištěné v podstatě detoxikované plynné frakce z destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru, výstup částečně vyčištěné v podstatě detoxikované plynné frakce z mokré pračky, výstup znečištěného částečně toxického pracího média a vstup vody; suché pračky obsahující vstup částečně vyčištěné v podstatě detoxikované plynné frakce z mokré pračky, výstup vyčištěné detoxikované plynné frakce, výstup znečištěného částečně toxického sorbentu a vstup aktivního uhlí; a jednotky náplňových kolon, obsahující vstup znečištěného částečně toxického pracího média z mokré pračky, výstup vyčištěné detoxikované kapalné frakce, výstup znečistěného částečně toxického promývacího média a vstup vody, přičemž výstup znečištěného částečně toxického promývacího média a výstup jsou spojeny se směšovačem. který je spojen se vstupem kontaminovaného materiálu.
Výhodně je destrukční vyhřívaný míchaný reaktor horizontálně nebo vertikálně uspořádaným reaktorem.
Výhodně je destrukční vyhřívaný míchaný reaktor dvouplášťovým reaktorem ohřívaným teplonosným médiem proudícím mezi plášti reaktoru.
Výhodně je zařízení provozovatelné v kontinuálním režimu.
Výhodně jsou destrukčnímu vyhřívanému míchanému reaktoru předřazeny jednotky izolace
-2CZ 34117 U1 zájmových látek spojené se vstupem destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru přes směšovač zahrnující
-jednotku termické desorpce nebo vytěsnění vodní parou, obsahující vstup sekundárního pevného materiálu určeného k detoxikaci, výstup toxické frakce na pevném nosiči z jednotky termické desorpce nebo vytěsnění vodní parou přes kondenzor do směšovače a vstup aktivního uhlí; a/nebo
-jednotku izolace z vodního prostředí spojenou se sorpčními kolonami spojenými vedením se směšovačem; a/nebo
-jednotku izolace materiálu v solventu pomocí extrakčních nádrží s akcelerátorem, tvořeným výhodně generátorem ultrazvuku, případně mikrovlnami, spojených s vakuovou odparkou spojenou se směšovačem.
Výhodně je zařízení kompaktně uspořádáno v pevném rámu a/nebo kontejneru, který je výhodně mobilní.
Objasnění výkresů
Technické řešení je blíže objasněno na obr. 1, který v levé straně znázorňuje izolaci a vstupní předúpravu, v pravé části prvky vlastní destrukční jednotky. Ta je tvořena destrukčním vyhřívaným míchaným reaktorem, mokrou pračkou, suchou pračkou a jednotkou náplňových kolon pro finální vypírku vod po mokrém čištění.
Izolace zájmových látek znázorňuje tyto postupy:
-Mokrá izolace látek po jejich záchytu na filtrech nebo uhlíkových sorpčních věžích. Ta se realizuje v extrakčních nádržích, spojených do vhodné baterie, umožňující vhodné cyklování vsázek. Izolace probíhá v prostředí vhodného solventu a generátoru vln (ultrazvuk, mikrovlny), uvolňující vazby látek ze sorbentu do solventu. Solvent, obohacený o zájmové látky je odpařen na vakuové odparce s recyklací solventu. Je výhodné využít odparu multiefektního, který energetickou náročnost výrazně snižuje. Izolovaný koncentrát je zaveden do směšovače.
-Termální izolace pomocí jednotky termické desorpce nebo vytěsnění vodní parou. Látky se zachytí v kondenzoru na vhodném nosiči (např. aktivní uhlí) a vedou do směšovače,
-Izolace látek z vody na kolonovém záchytu tvořeným sorpčními kolonami; sorpční náplň je vedena do směšovače,
Koncentrovaný materiál se do destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru přidává společně se vstupem katalytické směsi.
Z obr. 1 je patrné, že destrukční vyhřívaný míchaný reaktor 1 je provozován za atmosférického tlaku a při teplotě výhodně v rozmezí 100 až 300 °C, a to polokontinuálně s automatickým dávkováním vsázky nebo výhodně kontinuálně. Objem destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru 1 v mobilním provedení je asi 1 až 5 m3 a je dán konstrukcí umístěnou do standardního ISO kontejneru o rozměrech 2,5 x 2,5 x 6,0 m. Velikost destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru 1 je však škálovatelná až do velikosti stacionárního zařízení o objemu do 100 m3. Tělo destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru 1 je tvořeno výhodně horizontálním nebo vertikálním válcovým pláštěm s horizontálně řešeným míchadlem poháněným elektromotorem přes převodovku. Otáčky motoru jsou řešeny podle vsázky řídicí jednotkou. Destrukční vyhřívaný míchaný reaktor 1 je zhotoven z nerezové oceli odolávající parám chlorovodíku. Na plášti destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru i mohou být umístěné topné prvky tvořené
-3 CZ 34117 U1 elektrickými výhřevnými tělesy nebo hořáky spalujícími plyn nebo topný olej. V případě mobilního uspořádání, bez síťových zdrojů (plyn, elektřina) je výhodné využití turbodieselového agregátu. Výhodným vyhříváním je však ohřev teplonosným kapalným médiem, například olejem proudícím mezi plášti dvouplášťového destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru 1, nebo ještě lépe vysokotlakou vodní parou (do 400 °C). Plášť destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru 1 je příslušně tepelně izolován a opatřen krytem. Destrukční vyhřívaný míchaný reaktor 1 může být také ve výhodnějším vertikálním provedení se vstupem 7 kontaminovaného materiálu určeného k detoxikaci a vstupem 6 katalytické směsi pro zavedení do horní části destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru E Destrukční vyhřívaný reaktor 1 má výstup 8 v podstatě detoxikované plynné fáze spojený se vstupem 10 znečištěné v podstatě detoxikované plynné fáze do mokré pračky 2 mající výstup 12 znečištěného toxikováného pracího média, vstup vody 30 a výstup 11 částečně vyčištěné v podstatě detoxikované plynné frakce spojený se vstupem 13 této frakce do suché pračky 3 mající vstup aktivního uhlí, výstup 14 vyčištěné detoxikované plynné frakce a výstup 15 znečištěného částečně toxikovaného sorbentu. Dávkování materiálu určeného k detoxikaci může být řešeno buď diskontinuálně přes mísící nádobu, nebo kontinuálně přes dávkovači šnekový dopravník. Stejně tak může být provedeno dávkování katalytické směsi. Dávkování je spojeno s měřením hmotnosti nebo objemu materiálu určeného k detoxikaci a příslušných reakčních složek. Odcházející plynná frakce z destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru 1 je vedena za účelem čištění do mokré pračky 2 a potom do suché pračky 3 tvořenými mokrými, respektive suchými filtry. Nádoby mokré pračky 2 a suché pračky 3 jsou zhotoveny z materiálů odolných proti použitému absorpčnímu činidlu. Suchá pračka 3 je vyhřívána na teplotu odpovídající optimální sorpční účinnosti pevné náplně, kterou je výhodně aktivní uhlí. Mokrá pračka 2 je provozována při okolní teplotě. Proud znečištěného kapalného sorpčního média z mokré pračky 2 je veden k vyčištění do jednotky 4 náplňových kolon mající vstup 16 znečistěného částečně toxického pracího média, zatímco znečistěná pevná náplň suché pračky 3 se vede za účelem detoxikace zpět na 1 na vstup 7 kontaminovaného materiálu destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru 1. Jednotka 4 náplňových kolon je také výhodně použitelná pro vyčištění kontaminované vody, přičemž zahrnuje vstup 19 vody, výstup 18 znečištěného částečně toxického promývacího média, dávkovaného na vstup 7 a výstup 17 vyčištěné detoxikované kapalné frakce. Teplota detoxikovaného materiálu, jakož i obsah mědi v pevné frakci v destrukčním vyhřívaném míchaném reaktoru 1 se v průběhu detoxikačního procesu monitoruje příslušnými čidly. Výhodně jsou destrukčnímu vyhřívanému míchanému reaktoru 1 předřazeny extrakční nádrže 34, spojené s vakuovou odparkou 33 proudem 27 solventu s rozpuštěnými látkami, jakožto izolační jednotka fortifikované izolace se zakoncentrováním ve vakuové odparce 33. jednotka 5 termické desorpce se vstupem aktivního uhlí 32 a vstupem 21 sekundárního pevného materiálu a/nebo vytěsnění vodní parou s kondenzorem 20 pro oddělení odpařením toxické plynné frakce od detoxikované pevné frakce sekundárního materiálu určeného k detoxikaci, kondenzaci této plynné frakce a zavedení kondenzovaného podílu na vstup 7 kontaminovaného materiálu destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru 1. Výhodně jsou vakuová odparka 33 a extrakční nádrže 34 rovněž vzájemně spojeny přes recyklaci solventu 28. Extrakční nádrže 34 obsahují vstup vody z jednotky 26 izolace materiálu v solventu a akcelerátor 35. Výhodně je předřazen záchyt zájmových látek z vodního prostředí na sorpčních kolonách 24 Detoxikovaný pevný podíl se ze dna destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru 1 odvádí výstupem 9 detoxikovaného pevného materiálu přes sběrnou nádobu pomocí chlazeného šnekového dopravníku. Všechny části zařízení podle technického řešení jsou výhodně zabudovány do robustního technologického rámu. V případě výhodného mobilního uspořádání zařízení podle technického řešení je uvedený rám proveden tak, aby odpovídal umístění v technologickém kontejneru ISO. Detoxikační proces probíhající v zařízení podle technického řešení je řízen centrální řídící jednotkou podle různých, předběžně nastavených a laboratorně optimalizovaných detoxikačních programů. Sledování detoxikační účinnosti se provádí analýzou vzorků odebraných během detoxikace a po dokončené detoxikaci podle stanoveného režimu, z odběrových míst, zpravidla umístěných ve dně destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru E Optimalizace detoxifikačního procesu pro konkrétní vsázku probíhá výhodně pomocí laboratorně provozovaného reaktoru jednotky podobné konstrukce, ve zmenšeném měřítku.
-4CZ 34117 U1
Výhodným je využití tepla vodní páry z optimálně dimenzovaného parního kotle 36. který může dodávat energii pro celý komplex energetických aparátů, kterými jsou například vakuová odparka 33, nebo suchá pračka 3.
Příklady uskutečnění technického řešení
Příklad 1
Příklad vychází z likvidace perzistentních organických látek ve staré ekologické zátěži. Materiál s obsahem perzistentních organických látek, zahrnujících polychlorované dibenzo-p-dioxiny a dibenzofurany PCDD/F. polychlorované bifenyly PCB, chlorované pesticidy, jako hexachlorcyklohexany ve formě α-, β-. γ-, δ- isomerů, DDT ajejich metabolity DDD, DDE, polychlorované benzeny PCBz, chlorované fenoly OCPh, polychlorované naftaleny PCN, je odtěžen a po odstranění nedrtíteIných pevných částic (např. kovů) je drcením homogenizován v sekci. Pokud tento materiál obsahuje velké množství pevné fáze, kterou je například zemina, je podroben izolaci v jednotce 5 termické desorpce při teplotě okolo 600 °C. Pevný materiál po separaci organických látek je ochlazen skrápěním. Izolované látky ve formě směsi pevné a kapalné fáze jsou poté podrobeny homogenizaci s nosičem, kterým je aktivní uhlí v takovém poměru, aby vznikla hustá kašovitá směs. Ta je přes vstup 7 kontaminovaného materiálu převedena do destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru E Ke směsi je na vstupu 6 katalytické směsi přidána katalytická směs. Systém je poté zahříván na teplotu reakčního mechanismu destrukce perzistentních organických látek. Při něm dochází při teplotě od 100 °C kjednotlivým rekombinačním reakcím za tvorby dočasně stabilních, různě substituovaných a kondenzovaných skeletů s postupnou destrukcí méně stabilních skeletů, což je definováno charakterizovanými reakčními izotermami. Ohřev systému je veden do teploty 290 °C a poté udržován na teplotě do asi 300 °C, zajišťující destrukci persistentních látek, po dobu 4 až 6 hodin. Poté je systém ochlazen a vyprázdněn přes šnekový dopravník a dekontaminovaný materiál je na výstupu 9 dekontaminovaného pevného materiálu s obsahem zbytků organických skeletů zpracován běžným způsobem termickou likvidací, výhodně s energetickým využitím. Vstupní i výstupní materiál je testován na obsah perzistentních látek za účelem vyhodnocení destrukční účinnosti procesu. Vznikající plyny jsou od prvního okamžiku ohřevu vsázky čištěny v mokrých pračkách 2 a v suchých pračkách 3 tvořených uhlíkovými filtry. Kapalina z mokrých praček 2 je podrobena čištění od perzistentních organických látek, které jsou sorbovány na aktivním uhlí v jednotce 4 náplňových kolon. Aktivní uhlí ze suchých praček 3 i z jednotky 4 náplňových kolon je vedeno do destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru 1, čímž se celý systém uzavře.
Jiný příklad řešení podle užitého vzoruje dekontaminace popílků, nejčastěji s obsahem PCDD/F bez nutné separace nehomogenních částí, jako v případě zeminy, a bez využití jednotky 5 termické desorpce. Popílek se smísí s aktivním uhlím ve směšovači 29, do kterého ústí výstup 22 toxické frakce na pevném nosiči a vedení 25 ze sorpčních kolon 24. a vstupem 7 kontaminovaného materiálu se převede do destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru E Do směšovače 29 se přidá na vstupu 6 katalytické směsi katalytická směs, spolu s koncentrovanou formou materiálu k destrukci bez nutné předúpravy. Následuje vlastní destrukce v destrukčním vyhřívaném míchaném reaktoru 1. Proces je stejný, ale s výjimkou, že se materiál po destrukci termicky ne likviduje, ale může se využít jako dekontaminovaný recyklovaný materiál, např. pro použití ve stavebnictví.
Claims (6)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Zařízení pro dehalogenační detoxikaci a destrukci látek, tvořených halogenovanými aromatickými a/nebo cyklickými sloučeninami typu persistentních organických látek, pesticidů a farmak. které doprovázejí různé materiály obsahující tyto sloučeniny, vyznačené tím, že sestává z destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru (1) pro destrukci halogenovaných sloučenin, obsahujícího vstup (7) kontaminovaného materiálu, vzniklého smísením ve směšovači (29) jednotlivých forem izolátů, se vstupem (6) katalytické směsi sestávající ze sloučeniny mědi, donoru vodíku, uhlíku, výstup (8) v podstatě detoxikované plynné frakce a výstup (9) detoxikovaného pevného materiálu z destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru (1); mokré pračky (2), obsahující vstup (10) znečištěné v podstatě detoxikované plynné frakce z destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru (1), výstup (11) částečně vyčištěné v podstatě detoxikované plynné frakce z mokré pračky (2), výstup (12) znečištěného částečně toxického pracího média a vstup (30) vody; suché pračky (3) obsahující vstup (13) částečně vyčištěné v podstatě detoxikované plynné frakce z mokré pračky (2), výstup (14) vyčištěné detoxikované plynné frakce, výstup (15) znečištěného částečně toxického sorbentu a vstup (31) aktivního uhlí; a jednotky náplňových kolon (4), obsahující vstup (16) znečištěného částečně toxického pracího média z mokré pračky (2), výstup (17) vyčištěné detoxikované kapalné frakce, výstup (18) znečistěného částečně toxického promývacího média a vstup (19) vody, přičemž výstup (18) znečištěného částečně toxického promývacího média a výstup (15) jsou spojeny se směšovačem (29), který je spojen se vstupem (7) kontaminovaného materiálu.
- 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že destrukční vyhřívaný míchaný reaktor (1) je horizontálně nebo vertikálně uspořádaným reaktorem.
- 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že destrukční vyhřívaný míchaný reaktor (1) je dvouplášťovým reaktorem ohřívaným teplonosným médiem z parního kotle (36) proudícím mezi plášti reaktoru.
- 4. Zařízení podle některého z nároků 1 až 3, vyznačené tím, že je provozovatelné v kontinuálním režimu.
- 5. Zařízení podle některého z nároků 1 až 4, vyznačené tím, že destrukčnímu vyhřívanému míchanému reaktoru (1) jsou předřazeny jednotky izolace zájmových látek spojené se vstupem (7) destrukčního vyhřívaného míchaného reaktoru (1) přes směšovač (29) zahrnující jednotku (5) termické desorpce nebo vytěsnění vodní parou, obsahující vstup (21) sekundárního pevného materiálu určeného k detoxikaci, výstup (22) toxické frakce na pevném nosiči z jednotky (5) termické desorpce nebo vytěsnění vodní parou přes kondenzor (20) do směšovače (29) a vstup (31) aktivního uhlí; a/nebo jednotku (23) izolace z vodního prostředí spojenou se sorpčními kolonami (24) spojenými vedením (25) se směšovačem (29); a/nebo jednotku (26) izolace materiálu v solventu pomocí extrakčních nádrží (34) s akcelerátorem (35), tvořeným výhodně generátorem ultrazvuku, případně mikrovlnami, spojených s vakuovou odparkou (33) spojenou se směšovačem (29).
- 6. Zařízení podle některého z nároků 1 až 5, vyznačené tím, že je kompaktně uspořádáno v pevném rámu a/nebo kontejneru, který je výhodně mobilní.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37200U CZ34117U1 (cs) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | Zařízení pro dehalogenační detoxikaci a destrukci látek, tvořených halogenovanými aromatickými a/nebo cyklickými sloučeninami typu perzistentních organických látek |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37200U CZ34117U1 (cs) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | Zařízení pro dehalogenační detoxikaci a destrukci látek, tvořených halogenovanými aromatickými a/nebo cyklickými sloučeninami typu perzistentních organických látek |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ34117U1 true CZ34117U1 (cs) | 2020-06-23 |
Family
ID=71132472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37200U CZ34117U1 (cs) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | Zařízení pro dehalogenační detoxikaci a destrukci látek, tvořených halogenovanými aromatickými a/nebo cyklickými sloučeninami typu perzistentních organických látek |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ34117U1 (cs) |
-
2020
- 2020-01-31 CZ CZ2020-37200U patent/CZ34117U1/cs active Protection Beyond IP Right Term
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4977839A (en) | Process and apparatus for separating organic contaminants from contaminated inert materials | |
| US4864942A (en) | Process and apparatus for separating organic contaminants from contaminated inert materials | |
| RU2305014C2 (ru) | Способ и установка для обработки сред, загрязненных полихлорированным бифенилом | |
| Rahuman et al. | Destruction technologies for polychlorinated biphenyls (PCBs) | |
| Hung et al. | Simultaneous removal of PCDD/Fs, pentachlorophenol and mercury from contaminated soil | |
| Amend et al. | Critical evaluation of PCB remediation technologies | |
| KR101000462B1 (ko) | 폴리염화비페닐이 함유된 폐절연유 처리장치 및 방법 | |
| CA2128013A1 (en) | Method of hydrodehalogenating halogenated organic compounds in aqueous environmental sources | |
| JP3626459B2 (ja) | 有機ハロゲン化合物処理装置及びその処理方法 | |
| CZ34117U1 (cs) | Zařízení pro dehalogenační detoxikaci a destrukci látek, tvořených halogenovanými aromatickými a/nebo cyklickými sloučeninami typu perzistentních organických látek | |
| RU2250123C2 (ru) | Способ обезвреживания ила, в частности отложений морей и лагун, или земли, содержащих органические и/или неорганические микрозагрязнители | |
| KR100779528B1 (ko) | 폴리염화바이페닐류 오염유 처리방법 및 그에 사용되는폴리염화바이페닐류 오염유 처리장치 | |
| JP3618685B2 (ja) | 土壌・固形物・飛灰中の有機塩素化合物の処理方法及び装置 | |
| US6100440A (en) | Process for the decontamination and treatment with oxidative counterflow of a liquid, gaseous or solid matrix | |
| CZ22167U1 (cs) | Zařízení pro dehalogenační detoxikaci materiálů tvořených halogenovanými aromatickými a/nebo cyklickými sloučeninami nebo materiálů obsahujících tyto sloučeniny | |
| JP3811705B2 (ja) | 排ガスの処理方法およびその設備 | |
| US8692049B2 (en) | Process and apparatus for the annihilation of harmful waste containing polychlorinated hydrocarbons | |
| US20240399432A1 (en) | Systems and methods for utilizing foam fractionation for contaminate destruction | |
| JP7182829B1 (ja) | 有機塩素化合物の分解炭化処理方法、及びその分解炭化処理装置 | |
| JP2000033262A (ja) | 有害有機物質の無害化処理方法および重金属の無害化処理方法 | |
| WO2025071695A1 (en) | Systems and methods for utilizing foam fractionation for contaminate destruction | |
| KR100969548B1 (ko) | 폴리염화비페닐의 분해시스템 | |
| Schlummer et al. | Pebble Heater suppresses Synthesis of Dioxins and Furans in Off-gas generated by Incineration of Halogen-rich Fuel from WEEE | |
| JP3730251B2 (ja) | 有機ハロゲン化合物で汚染された固形物の浄化方法とその装置 | |
| JP2009279498A (ja) | 汚染土壌の無害化処理方法および無害化処理システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20200623 |
|
| ND1K | First or second extension of term of utility model |
Effective date: 20240126 |