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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf Verfahren zum Dekontaminieren
kontaminierter Materialien wie Komponenten chemischer Waffen, und,
spezifischer, auf Verfahren zum Dekontaminieren von kontaminierten
Materialien ohne Verwendung von Verbrennungsverfahren.
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Die
Dekontaminierung von kontaminiertem Material kann sehr schwierig
sein. Dies ist im Besonderen der Fall in Bezug auf die Dekommissionierung chemischer
Waffen, die chemische, zur Kriegsführung geeignete Bestandteile
mit sich tragen. Das prinzipielle Problem ist diesbezüglich, wie
die extrem giftigen chemischen und zur Kriegsführung bestimmten Bestandteile
sicher zu entfernen, zu neutralisieren und zu entsorgen sind, die
in solchen chemischen Waffen verwendet werden. Die moderne Technologie
ist zunehmend erfolgreich geworden hinsichtlich der Neutralisierung
dieser chemischen, zur Kriegsführung
bestimmten Bestandteile, sobald diese Bestandteile einmal aus dem
Gehäuse
der chemischen Waffen entfernt worden sind. Jedoch verbleiben die
Gehäuse
und deren unterschiedliche Komponenten typischerweise mit restlichen
Anteilen der chemischen, zur Kriegsführung bestimmten Bestandteile
kontaminiert, nachdem die Füllung
der chemischen, zur Kriegsführung
bestimmten Bestandteile aus den Gehäusen der chemischen Waffen
entfernt worden sind. Die Dekontaminierung dieser Komponenten chemischer
Waffen bleibt ein schwieriges Problem.
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Die
folgenden Dokumente beschreiben allgemein Methoden zum Dekontaminieren,
wie sie zum Beispiel zur Dekontamination von verseuchtem Erdreich
eingesetzt werden.
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In
Umwelt, Band 24 (1994), Nr. 10, Seiten 502 bis 504 wird ein großtechnisch
einsetzbares Verfahren beschrieben, bei dem Bodenmaterial von überhitztem
Wasserdampf durchströmt
und gereinigt wird. Dieses Terrasteam-Verfahren beruht auf einer Destillation der
Schadstoffe aus dem Bodenmaterial und wird bei Bedarf mit einer
vorgeschalteten mechanischen Bodenaufbereitung kombiniert.
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Die
DE 43 03 722 C1 beschreibt
ein Verfahren zur thermischen Abtrennung von organischen und/oder
anorganischen Stoffen sowie Wasser aus verunreinigten Böden, wobei
das kontaminierte Material vorbehandelt wird und während des
Erhitzens in einem Ofen mit zurückgeführten Heißgasen oder Heißdampf und
mit Oxidationsmitteln behandelt wird. Die wasserdampfhaltigen Behandlungsgase
werden entstaubt und der größte Teil
der wasserdampfhaltigen Behandlungsgase als Schleppgas in den Ofen zurückgeführt. Der
restliche Teil der wasserdampfhaltigen Behandlungsgase wird einer
Kondensation unterworfen, wobei die dabei gebildete flüssige Phase
abgezogen sowie nasschemisch oder physikalisch von den restlichen
Schadstoffen befreit wird.
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Bei
einem aus der
EP 0
715 902 A1 bekannten Verfahren zur thermischen Abtrennung
von organischen und/oder anorganischen Schadstoffen aus kontaminiertem
Behandlungsgut wird vorgeschlagen, dass das Behandlungsgut auf einer
gasdurchlässigen,
kontinuierlich und schrittweise vorwärts von einer Aufgabe zu einer
Entnahmezone bewegten Unterlage flächig in einer vorgegebenen
Schichtstärke ausgebreitet
wird und durch die Schicht des Behandlungsgutes ausschließlich Heißdampf mit
einer Temperatur größer gleich
700°C und
einem Dampfdruck zwischen 0,5·10
5 Pa bis 1,5·10
5 Pa
derart hindurchgeführt
wird, dass durch die die Heißdampfbehandlung überlagernde
Bewegung des Behandlungsgutes dieses in der Aufgabezone zunächst getrocknet
wird und sodann in der nachfolgenden Reaktionszone die Schadstoffe
sukzessive mit ansteigender Temperatur des Behandlungsgutes über ihren
Siedepunkt erhitzt, verdampft und mit den Heißdampfbrüden abgeführt werden. Schließlich werden
die Brüden
in an sich bekannter Weise entstaubt und kondensiert, wobei das Kondensat
in einem Drei-Phasen-Separator in feste Rückstandsprodukte, Öle und eine
wässrige
Phase getrennt wird, die als Kesselspeisewasser zur Dampferzeugung
verwendet wird.
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Die
DE 34 29 346 C2 stellt
ein Verfahren zur Dekontamination von Bekleidungsteilen und Ausrüstungsgegenständen in
einer wärmeisolierten
Kammer bereit. Dabei wird Umgebungsluft in einem Heißluftgenerator
auf Temperaturen von über
100°C erwärmt. In
einem Wasserdampfgenerator wird durch Erhitzung von Wasserdampf überhitzter
Wasserdampf erzeugt. Heißluft
und Wasserdampf werden in einer Mischkammer zusammenge führt, wobei
ein Wasserdampf-Heißluftgemisch
entsteht. Das Gemisch wird anschließend einer isolierten Reaktionskammer
zugeführt,
in welcher der Dekontaminationsprozess bei verschiedenen Temperaturen,
wie zum Beispiel 170°C
und verschiedenen Verhältnissen
von Wasserdampf und erwärmten
Gas durchgeführt
werden kann.
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Bei
einem aus der
DE 42
08 591 A1 bekannten Verfahren zum Reinigen von kontaminiertem
Erdreich können
organische Kontaminationen aus dem Erdreich auch unter der eigenen
Siedetemperatur extrahiert werden, wenn das Erdreich in einem Reaktor verwirbelt
wird und wenn durch das verwirbelte Erdreich Wasserdampf zwecks
Siedepunkterniedrigung der Kontaminationen durch Wasserdampfdestillation geleitet
wird.
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Ferner
beschreibt die
EP 0
524 463 A2 ein Verfahren zur Dekontamination bzw. thermischen Behandlung
von verunreinigten Böden.
Der ausgehobene Boden wird in einer Drehtrommel durch indirekten
Wärmeaustausch
auf maximal 650°C
unter Sauerstoffausschluss erhitzt. Die Schadstoffe werden mittels
eines Desorptionsmediums vom Boden getrennt. Als Desorptionsmedium
kann die aus dem Boden ausdampfende Bodenfeuchte dienen. Der entstehende
Schadgasstrom wird kondensiert und die Schadstoffe werden abgetrennt.
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Die
meisten, bekannten Methoden zum Dekontaminieren der Komponenten
chemischer Waffen sind Zweistufenprozesse. In einem ersten Schritt werden
die Komponenten flüssigen
Chemikalien ausgesetzt oder hohen Temperaturen, um im Wesentlichen
alle diejenigen chemischen, zur Kriegsführung bestimmten Bestandteile
zu entfernen und zu zersetzen, die an den Komponenten der chemischen Waffen
anhaften. In einem zweiten Schritt werden Restdämpfe aus dem ersten Schritt
verbrannt, um jegliche und alle restlichen chemischen, zur Kriegsführung bestimmten
Bestandteile aus diesen Dämpfen
zu eliminieren.
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Der
Verbrennungsschritt ist nun jedoch in Frage gestellt worden, weil
er möglicherweise
zulässt,
dass potentiell toxische Verbrennungsprodukte in die Atmosphäre freigesetzt
werden. Demzufolge ist der Verbrennungsschritt in vielen industriellen Ländern, einschließlich der
Vereinigten Staaten, untersagt worden.
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Es
gibt deshalb einen Bedarf nach einem neuen Verfahren zum Dekontaminieren
der Komponenten chemischer Waffen, das sämtliche Spuren von chemischen,
zur Kriegsführung
bestimmten Bestandteilen vollständig
eliminiert auf eine effiziente und kostengünstige Weise und ohne die Notwendigkeit
der Verwendung eines Verbrennungsschritts.
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Die
vorliegende Erfindung erfüllt
diesen Bedarf. Die Erfindung ist ein Verfahren zum Dekontaminieren
kontaminierter Materialien, die gefährliche Bestandteile enthalten
bei niedriger Temperatur und ohne Verbrennung, wobei das Verfahren
umfasst (a) das Kontaktieren der kontaminierten Materialien und der
gefährlichen
Bestandteile mit Dampf im Wesentlichen mit Umgebungsdruck in einem
im Wesentlichen trockenen, ersten, beheizten Gefäß über eine Zeitdauer von mindestens
ca. 15 Minuten, wobei der Dampf eine Temperatur von wenigstens ca.
560°C hat,
wobei im Wesentlichen alle der gefährlichen Bestandteile von den
kontaminierten Materialien entfernt werden, (b) das Entfernen eines
ersten gasförmigen
Ablassstroms, der gefährliche
Bestandteile enthält,
aus dem ersten beheizten Behälter,
wobei der erste gasförmige
Ablassstrom eine kondensierbare Hälfte und eine nicht kondensierbare
Hälfte
umfasst, (c) das Aufheizen des ersten gasförmigen Ablassstroms im Wesentlichen
bei Umgebungsdruck in einem im Wesentlichen trockenen zweiten Behälter bis
mindestens ca. 500°C
und Aufbewahren des ersten gasförmigen
Ablassstromes in dem zweiten Behälter
bei wenigstens ca. 500°C
für eine
Zeitdauer von wenigstens ca. 1 Sekunde in eine Atmosphäre, die
Dampf enthält
in einer stöchiometrischen
Konzentration größer als
ca. 150%, wobei wenigstens ca. 99 Gew.-% der gefährlichen Bestandteile in dem
ersten gasförmigen
Ablassstrom in gefahrlose Bestandteile umgewandelt werden, (d) das
Entnehmen eines zweiten gasförmigen
Ablassstroms, der eine reduzierte Konzentration gefährlicher
Bestandteile enthält,
aus dem zweiten Behälter,
wobei der zweite gasförmige
Ablassstrom eine kondensierbare Hälfte und eine nicht kondensierbare
Hälfte
umfasst, (e) dafür
sorgen, dass eine Konzentration gefährlicher Bestandteile kleiner
als ca. 100 mg/l vorhanden ist, (f) das Anheben des pH-Werts des
Kondensats auf mindestens 8,0, um die Konzentration gefährlicher
Bestandteile in dem Kondensat auf weniger als ca. 1,0 mg/l zu reduzieren,
und (g) das katalytische Behan deln der nicht kondensierbaren Hälfte des
zweiten gasförmigen
Ablassstroms bei Präsenz
von Sauerstoff, derart, dass die Konzentration gefährlicher
Bestandteile in der nicht kondensierbare Hälfte des zweiten gasförmigen Ablassstroms
reduziert wird auf weniger als ca. 1,0 mg/m3 bei
Normaltemperatur und -druck.
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Das
Verfahren ist speziell anwendbar, wenn die kontaminierten Materialien
Komponenten chemischer Waffen und die gefährlichen Bestandteile chemische,
zur Kriegsführung
bestimmte Bestandteile sind.
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Diese
Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
besser verständlich mit
der nachfolgenden Beschreibung, den Patentansprüchen und den begleitenden Figuren,
in denen:
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1 ein
Verfahrens-Flussdiagramm ist, das das erfindungsgemäße Verfahren
illustriert;
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2 eine
diagrammartige Querschnitts-Seitenansicht eines Spülapparats
ist, der erfindungsgemäß verwendbar
ist;
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3 eine
diagrammartige Querschnitts-Seitenansicht eines beheizten Behälters ist, der
zweckmäßig für die Erfindung
ist;
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4A eine
diagrammartige Querschnitts-Seitenansicht eines zweiten beheizten
Behälters
ist, der zweckmäßig für die Erfindung
ist;
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4B eine
Querschnittsansicht des in 4A gezeigten
Behälters
ist, geschnitten entlang der Linie 4B-4B;
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5 eine
diagrammartige Querschnitts-Seitenansicht eines dritten beheizten
Behälters
ist, der zweckmäßig für die Erfindung
ist; und
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6 eine
detaillierte Perspektivansicht einer Schnecke ist, die zweckmäßig für die Erfindung ist.
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Die
nachfolgende Diskussion beschreibt detailliert eine Ausführungsform
der Erfindung und mehrere Variationen dieser Ausführungsform.
Diese Diskussion ist jedoch nicht als eine Beschränkung der
Erfindung auf diese speziellen Ausführungsformen gemeint. Fachleute
auf diesem Gebiet ersehen daraus auch zahlreiche andere Ausführungsformen.
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Die
Erfindung ist ein Verfahren zur Dekontamination kontaminierter Materialien,
die gefährliche Bestandteile
enthalten, bei niedriger Temperatur und ohne Verbrennung. Unter ”gefährlichen
Bestandteilen” ist
jegliche chemische Zusammensetzung oder ein Material zu verstehen,
welche bzw. welches als schädlich
für Menschen
und/oder andere Lebensformen anzusehen ist. Gefährliche Bestandteile sind typischerweise
organischer Natur.
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Die
Erfindung ist speziell anwendbar zur Dekontamination von Komponenten
chemischer Waffen, in welchen die gefährlichen Bestandteile chemische,
zur Kriegsführung
bestimmte Bestandteile sind. Mit dem Ausdruck ”chemische, zur Kriegsführung bestimmte
Bestandteile” ist
jede Chemikalie gemeint, welche durch ihre chemische Aktion auf
Lebensprozesse den Tod, eine temporäre Bewegungsunfähigkeit
oder permanenten Schaden für
Menschen oder Tiere verursachen kann.
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In
dem Verfahren werden, wie in 1 gezeigt,
die Komponenten 10 chemischer Waffen, wie Flugkörper-Waffenköpfe oder
Bomben, geöffnet
und werden die darin enthaltenen chemischen, zur Kriegsführung bestimmten
Bestandteile herausgespült
oder ausgewaschen. Der Teil der chemischen, zur Kriegsführung bestimmten
Bestandteile, der aus den Komponenten 10 der chemischen
Waffen herausgespült
wor den ist, wird dann zu einer separaten Behandlungseinrichtung
(nicht gezeigt) gebracht, um unschädlich gemacht zu werden.
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Nachdem
die chemischen Waffenkomponenten 10 durch Ausspülen oder
Abwaschen behandelt sind, bleiben sie kontaminiert mit Restanteilen der
chemischen, zur Kriegsführung
bestimmten Bestandteile. Diese abgespülten, jedoch nach wie vor kontaminierten,
Komponenten 10 der chemischen Waffen werden als nächstes in
einem im Wesentlichen trockenen, ersten beheizten Behälter 12 eingesiegelt.
In dem ersten beheizten Behälter 12 werden die
chemischen, zur Kriegsführung
bestimmten Bestandteile mit Dampf bei im Wesentlichen Umgebungsdruck
in Kontakt gebracht über
eine Zeitdauer von wenigstens ca. fünfzehn Minuten, typischerweise für eine Zeitdauer
von zwischen etwa ca. fünfzehn Minuten
und ca. vier Stunden, besonders typisch für eine Zeitdauer zwischen ca.
fünfzehn
Minuten und ca. zwei Stunden. Mit ”im Wesentlichen Umgebungsdruck” wird ein
Druck zwischen ca. 0,9997 105 Pa (14,5 psia)
und 1,013 105 Pa (14,7 psia) verstanden. Die
Temperatur des Dampfes in dem ersten beheizten Behälter 12,
der in Kontakt ist mit den chemischen, zur Kriegsführung bestimmten
Bestandteile, beträgt
mindestens ca. 560°C
und liegt typischerweise zwischen ca. 560°C und ca. 750°C. Durch
diesen Kontaktierungsschritt werden im Wesentlichen alle der chemischen,
zur Kriegsführung
bestimmten Bestandteile in den und an den Komponenten 10 der chemischen
Waffen anhaftend von den Komponenten 10 der chemischen
Waffen entfernt und in eine gasförmige,
dampfhaltige Phase transferiert.
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Die
gasförmige,
dampfhaltige Phase, die in dem ersten beheizten Behälter 12 die
chemischen, zur Kriegsführung
bestimmten Bestandteile enthält, wird über eine
erste Ablassleitung 16 aus dem ersten beheizten Behälter 12 als
ein erster gasförmiger
Ablassstrom entnommen. Dieser erste gasförmige Ablassstrom enthält eine
kondensierbare Hälfte
und eine nicht kondensierbare Hälfte
bzw. einen kondensierbaren Anteil und einen nicht kondensierbaren
Anteil.
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Nach
der Entnahme aus dem ersten Behälter 12 wird
der erste gasförmige
Ablassstrom aufgeheizt in einem im Wesentlichen trockenen, zweiten
Behälter 18,
und zwar im Wesentlichen bei Umgebungsdruck bis mindestens ca. 500°C (typischerweise
zwischen ca. 500°C
und ca. 700°C).
In dem zweiten Behälter 18 wird
der erste gasförmi ge
Ablassstrom bei einer Temperatur von wenigstens ca. 500°C über eine
Zeitdauer von wenigstens ca. eine Sekunde in einer Atmosphäre gehalten,
die Dampf mit einer stöchiometrischen
Konzentration zwischen ca. 150% und ca. 350%, bevorzugt zwischen
ca. 250% und 300%, und besonders bevorzugt zwischen ca. 225% und
275% (jeweils als stöchiometrische
Konzentration) enthält.
Typischerweise wird der erste gasförmige Ablassstrom in dem zweiten
Behälter über eine Zeitdauer
von zwischen ca. einer Sekunde und zehn Sekunden belassen, am typischsten
zwischen ca. einer Sekunde und ca. fünf Sekunden. Der Ausdruck ”stöchiometrisch” soll in
diesem Zusammenhang die Quantität
von Dampf anzeigen, die theoretisch in der Lage ist, alle chemischen,
zur Kriegsführung
bestimmten Bestandteile in dem ersten gasförmigen Ablassstrom zu nicht
chemischen Kriegsmitteln reagieren zu lassen. Durch diesen Schritt
werden wenigstens ca. 99 Gew.-%,
typischerweise wenigstens ca. 99,9 Gew.-%, und am typischsten, wenigstens
ca. 99,99 Gew.-% der chemischen, zur Kriegsführung bestimmten Bestandteile
in dem ersten gasförmigen Ablassstrom
in nicht chemische Kriegsmittel umgewandelt.
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Die
gasförmige
Mischung in dem zweiten Behälter 18 wird
aus dem zweiten Behälter 18 über eine zweite
Gasablassleitung 20 als ein zweiter gasförmiger Ablassstrom
entnommen. Dieser zweite gasförmige
Ablassstrom enthält
auch eine kondensierbare Hälfte
und eine nicht kondensierbare Hälfte,
bzw. einen kondensierbaren Anteil und einen nicht kondensierbaren
Anteil. Der zweite gasförmige
Ablassstrom wird durch einen Kondensator 22 geleitet, in
welchem die kondensierbare Hälfte
des zweiten gasförmigen Ablassstroms
in Kondensat kondensiert wird. In einer typischen Ausführungsform
der Erfindung ist die Konzentration chemischer, zur Kriegsführung bestimmter
Bestandteile in diesem Kondensat geringer als ca. 100 mg/l.
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Dann
wird der pH-Wert des Kondensats auf mindestens ca. 8,0 angehoben,
typischerweise in einem Kondensat-Behandlungsbehälter 24, um die Konzentration
der chemischen, zur Kriegsführung bestimmten
Bestandteile in dem Kondensat auf weniger als ca. 1,0 mg/l zu reduzieren.
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Die
nicht kondensierbare Hälfte
des zweiten gasförmigen
Ablassstroms wird aus dem Kondensator
22 durch eine Überkopfleitung
26 zu
einem Reaktor
28 entnommen, in welchem er in Gegenwart
von Sauerstoff katalytisch behandelt wird, um die Konzentration
chemischer, zur Kriegsführung
bestimmter Bestandteile innerhalb der nicht kondensier baren Hälfte auf
weniger als ca. 1,0 mg/m
3 zu reduzieren (bei
Normaldruck und -temperatur). Dieser katalytische Behandlungsschritt
kann mit einem aus einer großen
Anzahl katalytischer Oxidationsprozesse ausgeführt werden, wie im Stand der
Technik bekannt, z. B. der Thermatrix Blameless Oxidationsprozess,
der Edge II
TM-Prozess und der Econ-Abator
Catalytic Oxidation Systems-Prozess. Der CATOX-Prozess, hat sich
als besonders effektiv herausgestellt zur Oxidation von chemischen,
zur Kriegsführung
bestimmten Bestandteilen in der nicht kondensierbaren Hälfte des
zweiten Ablassstroms, um diese Bestandteile in nicht chemische Kriegsmittel
zu oxidieren. Dieser Prozess ist im Detail offenbart in
US 6 080 906 A ,
deren gesamte Offenbarung hier durch Rückbeziehung inkorporiert ist.
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Wie
in 2 gezeigt, können
die Komponenten 10 der chemischen Waffen unter Benutzen
eines primären
Spülungsbehälters 32 und
eines sekundären
Spülungsbehälters 34 ausgespült werden.
In dem primären
Spülungsbehälter 32 werden
die Komponenten 10 der chemischen Waffen initial geöffnet und
die mobilen chemischen, zur Kriegsführung bestimmten Bestandteile,
die darin enthalten sind, werden zum Grund des primären Spülungsbehälters 32 gebracht
und zu der separaten Behandlungseinrichtung 36 abgezogen.
Nachdem im Wesentlichen alle mobilen chemischen, zur Kriegsführung bestimmten Bestandteile
durch Schwerkraft aus jeder Komponente 10 einer chemischen
Waffe entfernt bzw. abgesunken sind, wird die Komponente 10 der
chemischen Waffe in dem sekundären
Spülungsbehälter 34 platziert.
Der sekundäre
Spülungsbehälter 34 enthält ein rotierendes
Karussell 38, das zum Teil von einer Menge eines flüssigen Spülmittels 40 wie
Wasser oder ein anderes Lösungsmittel überspült ist.
Das Karussell rotiert die Komponenten 10 der chemischen
Waffen individuell in das Spülmittel
und aus dem Spülmittel
heraus. Sowohl oberhalb als auch unterhalb des Füllstands 42 der Flüssigkeit
sind Hochdrucksprüher 44 vorgesehen,
die so angeordnet sind, dass sie das flüssige Spülmittel in die offenen Enden 46 der
Komponenten 10 der chemischen Waffen sprühen, um
zusätzliche
Mengen chemischer, zur Kriegsführung
bestimmter Bestandteile auszuspülen.
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Zweckmäßig ist
das Karussell 38 ausgebildet, dass jede Komponente 10 einer
chemischen Waffe unter einem Winkel von zwischen 30° und ca. 90° in Bezug
auf die Horizontale gehalten wird, so dass das offene Ende 46 jeder
Komponente 10 einer chemischen Waffe nach unten gekantet
ist, wenn die Komponente 10 der chemischen Waffe mit dem Karussell 38 nach
oben gebracht wird, und nach oben gekantet wird, wenn sie mit dem
Karussell 38 nach unten rotiert wird. Durch diese Ausbildung
entleeren sich die Komponenten 10 der chemischen Waffen
in dem Karussell 38 automatisch, wenn sie mit dem Karussell
nach oben rotiert werden, und nehmen die Komponenten 10 der
chemischen Waffen automatisch Flüssigkeit
auf, wenn sie mit dem Karussell 38 nach unten rotiert werden.
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Nach
dem Verlassen des sekundären
Spülungsbehälters 34 werden
die Komponenten 10 der chemischen Waffen in dem ersten
beheizten Behälter 12 platziert,
wo sie wie oben beschrieben mit Dampf in Kontakt gebracht werden.
Wie in den Zeichnungen gezeigt, kann der erste beheizte Behälter 12 mit
elektrischen Heizwindungen 47 ausgestattet sein, so dass
der erste beheizte Behälter 12 elektrisch
beheizt werden kann, zweckmäßig durch
Induktionsheizung.
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Die
Operation des ersten beheizten Behälters kann ausgeführt werden
in einem chargenweisen Modus oder kann ausgeführt werden in einem Semi-Chargen-Modus,
(batch-wise mode
oder semi-batch mode), und in halb-automatischem oder vollautomatischem
Modus. 3 illustriert die Operation in dem ersten beheizten
Behälter 12 in
einem Semi-Chargen-Modus.
Gemäß 3 nimmt
der erste beheizte Behälter 12 ein
Paar diskreter Bündel 48 von
Komponenten chemischer Waffen auf. Typischerweise ist jedes Bündel 48 eine
Vielzahl auf Paletten zusammengefasster Komponenten 10 chemischer
Waffen. Jedes Bündel 48 wird
zwei separaten Anwendungen des aufgeheizten Dampfes unterworfen.
Nach jeder Anwendung wird das vorderste Bündel 48a aus dem Auslassende 50 des
ersten beheizten Behälters 12 entnommen,
wird das hinterste Bündel 48b in
dem ersten beheizten Behälter 12 vorwärtsbewegt,
und wird ein neues Bündel 48c in
den beheizten ersten Behälter 12 an
dessen Einlassende 52 eingebracht.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
(nicht gezeigt) werden die Komponenten 10 der chemischen
Waffen auf einen oder mehrere Tröge
geladen, die dann durch den ersten beheizten Behälter 12 auf ähnliche
Weise geschoben werden, wie dies für die Bündel 48 oben erläutert ist.
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Die 4A und 4B illustrieren
eine semi-automatische Ausführungsform.
In dieser Ausführungsform
ist eine Vielzahl langgestreckter Träger 54 in dem ersten
beheizten Behäl ter 12 angeordnet.
Jeder Träger 54 ist
zur Aufnahme einer Vielzahl individueller Komponenten 10 chemischer
Waffen ausgebildet, die sich endweise aneinander anschließen. Ein
Lademechanismus (nicht gezeigt) ist am Einlassende 52 des
ersten beheizten Behälters 12 vorgesehen,
um eine Komponente 10 einer chemischen Waffe nach der anderen
in das Einlassende 56 eines der Träger 54 zu laden. Wenn
eine Komponente 10 einer chemischen Waffe in das Einlassende 56 eines
Trägers 54 geladen
wird, wird durch einen Entlademechanismus (nicht gezeigt) wieder
eine voll dekontaminierte Komponente 10 einer chemischen
Waffe an dem Auslassende 58 dieses Trägers 54 entnommen. Die
Belade- und Entlademechanismen oder die Träger 54 rotieren um
die Längsachse 59 des
ersten beheizten Behälters 12,
so dass der Belademechanismus eine Komponente 10 einer
chemischen Waffe in serieller Weise jeweils in jeden der Träger 54 lädt. Durch
diese Operation werden alle Träger 54 seriell beladen
und entladen.
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5 illustriert
eine noch weitere Ausführungsform
der Erfindung. Diese Ausführungsform
der Erfindung kann betrieben werden in einer halb-automatischen
oder einer vollautomatischen Konfiguration. In dieser Ausführungsform
ist in dem ersten beheizten Behälter 12 eine
Schnecke 60 oder ein Förderelement
angeordnet. Die Konfiguration der Schnecke ist passend für Komponenten 10 chemischer
Waffen relativ reduzierter Größe, wie
vorgeschredderte Komponenten 10 chemischer Waffen. Wenn
bei dieser Ausführungsform
die Schnecke 60 langsam rotiert, werden die Komponenten 10 der chemischen
Waffen langsam von dem Einlassende 52 zum Auslassende 50 des
ersten beheizten Behälters 12 bewegt.
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In
vielen Fällen
wird die Operation bei dieser Ausführungsform unterstützt durch
Beladen des ersten beheizten Behälters 12 mit
den Komponenten 10 der chemischen Waffen und einem Füllermaterial
wie gemahlenem Kalkstein, Aluminiumsilikat oder granulierter Holzkohle.
Typischerweise besteht das Füllermaterial
aus Klumpen mit einer Breite zwischen ca. 0,64 cm (1/4 Zoll) und
ca. 2,54 cm (1,0 Zoll), typischerweise zwischen ca. 0,64 cm (1/4
Zoll) und ca. 1,27 cm (1/2 Zoll). Bei einer typischen Operation
umfasst dieses Füllermaterial
zwischen ca. 1/3 und ca. 2/3 des Volumens losen Materials innerhalb
des ersten beheizten Behälters 12.
Das Füllermaterial
wird am Auslassende 50 des ersten beheizten Behälters 12 mit
den voll dekontaminierten Komponenten der chemischen Waffen entfernt.
Das Füllermaterial
wird dann von den Komponenten 10 der chemischen Waffen
separiert, beispielsweise durch Sieben oder mit Luftstrahlen. Danach
kann das Füllermaterial
für wiederholte
Einsätze
in dem Verfahren wieder aufbereitet werden.
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6 illustriert
im Detail eine Schneckenkonfiguration, die für diese Ausführungsform
zweckmäßig ist.
In dieser Konfiguration ist die Schnecke 60 aus einem axialen
rotierenden Zentralglied 62 zusammengesetzt, an welchem
eine Vielzahl nach außen
abstehender Supportglieder 64 befestigt ist. Die Supportglieder 64 sind
in einer Spirale um das Zentralglied 62 angeordnet. An
dem distalen Ende jedes Supportgliedes 62 befindet sich
ein Schneckenflügel 66.
Bei der in 6 illustrierten Ausführungsform
ist jeder Schneckenflügel 66 L-förmig mit
einer Querkomponente 68 und einer Vertikalkomponente 70 ausgebildet.
Die Schneckenflügel 66 sind
in einstellbarer Weise an den Supportgliedern 64 befestigt,
beispielsweise jeweils mit wenigstens einem Bolzen und einer Mutter 72.
Wenn die Schneckenflügel
einstellbar sind, kann der Winkel jedes individuellen Schneckenflügels 66 optimal
eingestellt werden, um loses Material gleichförmig durch den ersten beheizten
Behälter 12 zu
bewegen.
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Für viele
Materialien ist herausgefunden worden, dass eine Variation des Winkels
der Schneckenflügel 66 entlang
der Länge
der Schnecke 60 vorteilhaft sein kann. Bei einigen Operationen
kann es tatsächlich
vorteilhaft sein, einige der Schneckenflügel 66 so winkelig
anzustellen, dass diese in dem ersten beheizten Behälter 12 Material
nach rückwärts verlagern,
während
der Rest der Schneckenflügel 66 so
winkelig angestellt ist, dass sie dieses Material vorwärts schieben.
Eine derartige Konfiguration hat sich als vorteilhaft herausgestellt,
um einen gleichförmigen
Strom bestimmter Materialien durch den ersten beheizten Behälter 12 aufrechtzuhalten.
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Die
Erfindung schafft ein extrem effektives Verfahren zum Dekontaminieren
von Komponenten chemischer Waffen, ohne diese Verbrennungsschritten
unterwerfen zu müssen.
Da das Verfahren im Wesentlichen bei Umgebungsdrücken ausgeführt wird, werden der Kapitaleinsatz
und die Operations- und Wartungskosten auf ein Minimum reduziert.
Die Erfindung stellt auch ein effektives Verfahren zum Minimieren
der Gesamtmenge eines ”vermischten” Abfalls
dar, das organische Kontaminationen und radioaktive Kontaminationen
enthält.
Der nicht radioaktive Teil jeglichen derartig vermischten Abfalls
kann im Wesentlichen durch die Verwendung der Erfindung eliminiert
werden, was die Gesamtmenge an Abfall minimiert, der entsorgt werden
muss. Es hat sich auch herausgestellt, dass die Erfindung eine effektive Methode
zum Dekontaminieren anderer kontaminierter Materialien ist, die
gefährliche
Bestandteile enthalten, wie beispielsweise kontaminiertes Erdreich.