DE4328569A1 - Neutralisation of toxic materials - including using a number of chambers and peripheral systems for electro catalytic processing and recovery of material - Google Patents
Neutralisation of toxic materials - including using a number of chambers and peripheral systems for electro catalytic processing and recovery of materialInfo
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Abstract
Description
Durch die veränderte politische, ökonomische und ökologische Weltlage, stehen wir vor der Notwendigkeit, effiziente Problemlösungsmethoden zur Beseitigung von biologischen und/oder chemischen Giften zu entwickeln. Dieses Verfahrenspatent trägt dazu bei einen Großteil, der vor allem im militärischen Bereich eingesetzten synthetisch hergestellten biologischen und/oder chemischen Giften, in den durch uns beschriebenen Anlagen - nach dem Zersetzungsprozeß - wirksam zu entsorgen, wobei der Großteil der hier anfallenden Zersetzungsprodukte, der friedlichen Nutzung wieder zugeführt werden könnte. Auf die Möglichkeit, radioaktiv verseuchte Materialien auf die gleiche Art und Weise zu entsorgen, weisen wir nur hin, da dies von uns noch nicht überprüft wurde, obwohl berechtigter Anlaß besteht zu vermuten, daß die Funktionstüchtigkeit der durch uns beschriebenen Anlagen gerade für diesen Bereich - speziell für die Rückgewinnung superreiner radioaktiver Isotope - für die friedliche Nutzung geeignet ist.Due to the changed political, economic and ecological world situation, we face the need for efficient problem solving methods To develop elimination of biological and / or chemical poisons. This process patent contributes to a large part, which is mainly in military field used synthetically manufactured biological and / or chemical poisons, in the systems described by us - after the decomposition process - to dispose of effectively, with the bulk of here resulting decomposition products, returned to peaceful use could be. On the possibility of radioactive contaminated materials on the We only point out the same way of disposal, as this is ours has not been checked, although there is reasonable reason to suspect that the Functionality of the systems described by us especially for this one Area - especially for the recovery of ultra pure radioactive isotopes - for the peaceful use is appropriate.
Verfahren zur Spaltung und/oder Umsetzung und/oder Zersetzung und/oder Neutralisation von Lösungen und/oder Suspensionen und/oder Emulsionen und/oder Dispersionen etc., eines/mehrerer synthetisch hergestellten(r) biologischen(r) und/oder chemischen(r) Gifte(s), welche(s) in einer wäßrigen und/oder organischen Elektrolytlösung als Suspension und/oder als Dispersion und/oder als Gel und/oder als Lösung in einer Anlage vorgelegt (ist) sind, wobei diese Anlage aus mehreren Zellen besteht und zwecks Durchführung chemischer Verfahren mit verschiedenen Apparaturen und/oder Geräten ausgestattet ist, welche die Durchführung einer elektrochemischen Katalyse (z. B. Oxydation, Reduktion, Hydrierung etc.) und/oder der danach folgenden Behandlungsmethoden, in Form von z. B. Elektroflotation und/oder Elektrophorese und/oder Elektrodialyse und/oder Filtration und/oder Dialyse und/oder Destillation und/oder anaeroben und/oder thermischen Behandlung bei der Filtration und/oder Sedimentation und/oder Flotation und/oder eines anaeroben Prozesses (es handelt sich hier um die Verwendung eines Verfahrens, oder einer Kombination der Verfahren untereinander) - der danach folgenden Filtration vor der Zuführung der Weiterverarbeitung - ermöglicht, wo die während des Verlaufes vorgelegten Elektrolyte mit Giftstoffgehalt, die danach durch die Zugabe an Reagenzien in die vorbehandelte Elektrolytlösung nach dem Verlauf der ersten elektrolytischen Neutralisationskammer vor der Zuführung der zweiten elektrokatalytischen Neutralisationskammer entstehenden Abfallkoagulate beseitigt sein müssen. Die Sicherstellung des Neutralisationsgleichgewichtes und/oder die der Zersetzung von Gasen erfolgt durch überschüssige Anreicherung von Wasser- und Sauerstoff (wobei Wasser- und Sauerstoff während der katalytischen Reaktion in entsprechender stöchiometrischer Reaktionsform nur teilweise verbraucht werden), und da diese bereits bei der Reaktion im Überschuß vorhanden sind und danach nicht in die Lösung überführt werden können. Die aus der Lösung entweichenden Gase, die während des Durchlaufes durch die Reaktionsstrecke im Überschuß vorhanden waren und daher die Sättigung der Lösung stark überschritten haben, stehen danach den weiteren Prozessen nicht mehr zur Verfügung. Daher ist es notwendig, diese Gase kontinuierlich zu beseitigen. Die Beseitigung erfolgt an einem Katalysator mit lambdaähnlicher Steuerung. Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei der Beseitigung des Gasgemisches, welches eine höhere Menge an freiem Sauerstoff und/oder Wasserstoff und/oder zusätzlichen Kohlenwasserstoffen etc. enthält, ein explosionsartiges Gemisch anfallen kann, wobei bereits vorbeugend eine Vorsichtsmaßnahme eingesetzt werden muß. Speziell bei der Behandlung von synthetisch hergestellten chemischen Giften kann bei höheren Temperaturen eine zusätzliche Verunreinigung derartiger Gasgemische durch diese entstehen. Die Endgase solcher Anlagen müssen nach dem Durchlauf des Reinigungsprozesses der Behandlungskammer zurückgeführt werden, und zwar nach dem Einsatz einer Zwischenreinigungsstufe, welche die Aufgabe hat, Substanzen einzubehalten, die durch den Einsatz eines Katalysators mit lambdaähnlicher Steuerung nicht entsorgt werden können. Man kann jedoch dieser Katalysatorstufe eine Entnahmevorrichtung vorschalten, wobei hier die Separation von Teilreaktanten zwecks Zuführung an den Endverbraucher erfolgen kann (bei der Behandlung von Industrieabwässer aus der Produktion chemischer Betriebe kann ein grundrohstoffbedingtes Recycling von chemischen Substanzen, z. B. Metallkatalysator, erfolgen).Process for cleavage and / or conversion and / or decomposition and / or Neutralization of solutions and / or suspensions and / or emulsions and / or dispersions etc., one or more synthetically produced biological and / or chemical poisons, which are in an aqueous and / or organic electrolyte solution as a suspension and / or as a dispersion and / or are presented as a gel and / or as a solution in an installation, wherein this system consists of several cells and for the purpose of implementation chemical processes with various apparatus and / or devices is equipped to carry out electrochemical catalysis (e.g. oxidation, reduction, hydrogenation, etc.) and / or the subsequent ones Treatment methods, in the form of e.g. B. electroflotation and / or Electrophoresis and / or electrodialysis and / or filtration and / or dialysis and / or distillation and / or anaerobic and / or thermal treatment in filtration and / or sedimentation and / or flotation and / or one anaerobic process (this is the use of an Procedure, or a combination of the procedures with each other) - the after following filtration before further processing - enables where the electrolytes with toxin content presented during the course, the then by adding reagents to the pretreated one Electrolytic solution after the course of the first electrolytic Neutralization chamber before feeding the second electrocatalytic Waste coagulates arising in the neutralization chamber must be eliminated. Ensuring the neutralization balance and / or that of Decomposition of gases occurs through excess enrichment of water and oxygen (where water and oxygen during the catalytic Reaction in the corresponding stoichiometric reaction form only partially are consumed), and since these are already in excess during the reaction are present and cannot then be transferred into the solution. The gases escaping from the solution, which during the passage through the Reaction path were present in excess and therefore the saturation of the After the solution has been exceeded, the other processes are left no longer available. It is therefore necessary to continuously add these gases remove. The removal is carried out on a catalyst with lambda-like Control. It should be borne in mind that when removing the Gas mixture which contains a higher amount of free oxygen and / or Contains hydrogen and / or additional hydrocarbons, etc. explosive mixture can occur, a preventive Precaution must be used. Especially in the treatment of synthetically produced chemical poisons can at higher temperatures an additional contamination of such gas mixtures by them arise. The tail gases of such plants must pass through the Cleaning process of the treatment chamber are recycled, and after the use of an intermediate cleaning stage, which is the task has to retain substances that are caused by the use of a catalyst control similar to lambda cannot be disposed of. However, one can upstream of this catalyst stage a removal device, the here Separation of partial reactants for delivery to the end user can take place (in the treatment of industrial waste water from production chemical companies can recycle raw materials chemical substances, e.g. B. metal catalyst).
Die bei dem Reaktionsprozeß im Überschuß vorhandenen, sowie entstehenden Gaskomponenten, sind einem Reinigungsprozeß unterzogen worden, wobei das gereinigte Gas der Reinigungsstufe (mit lambdaähnlicher Steuerung) entweichen kann. Das durch uns vorgesehene Gasreinigungssystem hat weiterhin die Aufgabe eine Überdruckventilfunktion zu erfüllen, da bei der Elektrolyse in jeder Stufe eine unbestimmte Menge an gasförmigem Sauerstoff und/oder Wasserstoff und anderer Verbindungen entweicht, zumal nicht die volle Menge an abgeschiedenem Wasser- und/oder Sauerstoff, durch die Reaktionen selbst, in stöchiometrischer Reaktionsform verbraucht werden kann und diese bereits in einem Überschuß vorhanden sein muß.The excess and existing in the reaction process Gas components have been subjected to a cleaning process, whereby the cleaned gas of the cleaning stage (with lambda-like control) can escape. The gas purification system we have provided continue to fulfill the task of a pressure relief valve function, since at the Electrolysis in each stage an indefinite amount of gaseous oxygen and / or hydrogen and other compounds escape, especially not full amount of separated water and / or oxygen through which Reactions themselves, can be consumed in stoichiometric reaction form and this must already be in excess.
Nach den weiteren Prozessen, die bei der Umsetzung und/oder Zersetzung und/oder Neutralisation und/oder Beseitigung entstehen, empfiehlt es sich, jeder einzelnen Stufe, eine/mehreren Anlage(n) zur Durchführung einer Elektrodialyse und/oder Elektrophorese und/oder Destillation und/oder Chromatographie und/oder Dialyse zuzuschalten, wobei auch mit einer erhöhten Temperatur, beispielsweise im Bereich von bis zu 500°C gearbeitet werden kann. Die bei den Prozessen anfallenden Gasmengen, werden vorzugsweise an einem Katalysatorgebilde - in seiner Ausführung und Steuerung lambdaähnlich - bei einer Temperatur von bis zu 500°C katalytisch bis zu Stickstoff, Kohlendioxid, Sauerstoff, Wasserstoff etc., zersetzt, wobei zwischen den einzelnen Stufen auch verschiedene andere Produktionsverfahren, die der Separation und/oder Selektion von einzelnen Zersetzungsprodukten der Elektrokatalyse dienen, vorgeschaltet sein können. Von Bedeutung ist hier, daß durch ein zusätzliche, von dem Prozeß unabhängig gemachte Filtrations-, und/oder bzw. Neutralisationsstufe, die dabei entstehenden Oxidationsprodukte, durch Ausfällung und/oder Adsorbtion, z. B. an einem A-Kohlefilter oder einem Metalloxid, beseitigt werden können. Die Aufgabe wird im Sinne der Erfindung dadurch gelöst, daß in einer unterteilbaren Umhüllung, die z. B. aus mindestens einer Zwischenwand besteht und je nach Ausführung, mindestens eine keramische Kassette (die als Träger für einen Katalysator dient und längst der Strömungsrichtung hoch porös und vorzugsweise in Wabenform hergestellt ist) zwischen den Arbeitselektroden plaziert ist, so daß in der zu reinigenden Lösung durch die Elektrolyse eine Übersättigung an Sauerstoff und/oder Wasserstoff, sowie eine Anreicherung freier Hydroxilradikale, von Sauerstoff- und/oder Wässerstoff im Status nascendi, sowie insbesondere von Ozon und dem reaktionsfreudigen "Singulett-Sauerstoff" ¹₂O₂, eine oxidative und/oder reduktive Zersetzung und/oder Umsetzung und/oder Abscheidung der oben genannten Verunreinigungen in der vorgelegten Lösung und/oder Dispersion und/oder Suspension und/oder Emulsion insbesondere, am Katalysator erfolgen kann. Diese Anordnung der Arbeitselektroden ist deswegen so wichtig, da es vermieden werden muß, daß der dabei gebildete Wasser- und/oder Sauerstoff und/oder Andere (z. B. Halogene, d. h. Chlor, Brom, Iod und Fluor), sich längst der Anode und/oder Kathode bewegen kann/können, denn der (die) dabei gebildete Wasser- und/oder Sauerstoff und/oder Anderen, muß/müssen durch die vorgegebene Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolytes, in demselben gelöst und in der vorgegebenen Richtung auf dem kürzesten Wege dem Katalysatorteil zugeführt werden. Das Bildungsverhältnis des reaktionsträgen "Triplett-Sauerstoffes" ³₂O₂ zu einem kurzzeitig existenten Ozon- und/oder "Singulett-Sauerstoff", muß durch die Verwendung einer Arbeitselektrode (Anode) mit einer möglichst hohen Überspannung - zugunsten letzterer - verschoben werden, wobei auch die Herstellung von kurzlebigem Ozon unter der Verwendung energiereicher Strahlen bedacht werden sollte.After the other processes involved in the implementation and / or decomposition and / or neutralization and / or elimination occur, it is recommended each individual stage, one / more plant (s) to carry out a Electrodialysis and / or electrophoresis and / or distillation and / or Chromatography and / or dialysis, also with a elevated temperature, for example in the range of up to 500 ° C. can be. The quantities of gas generated in the processes are preferably on a catalyst structure - in its execution and Control similar to lambda - catalytic at a temperature of up to 500 ° C decomposed to nitrogen, carbon dioxide, oxygen, hydrogen etc., whereby various others between the individual stages Production processes that involve the separation and / or selection of individual Decomposition products are used for electrocatalysis, can be upstream. What is important here is that by an additional process independently made filtration, and / or neutralization stage, the resulting oxidation products, by precipitation and / or adsorption, e.g. B. on a carbon filter or a metal oxide, can be eliminated. The Object is achieved in the sense of the invention in that in a divisible wrapping, the z. B. from at least one partition exists and, depending on the version, at least one ceramic cassette (which as Carrier for a catalyst is used and has long been highly porous in the direction of flow and is preferably made in honeycomb form) between the Working electrodes is placed so that in the solution to be cleaned by the Electrolysis a supersaturation of oxygen and / or hydrogen, as well as a Enrichment of free hydroxyl radicals, oxygen and / or hydrogen in the Status nascendi, as well as in particular of ozone and the responsive "Singlet oxygen" ¹₂O₂, an oxidative and / or reductive decomposition and / or implementation and / or deposition of the above Impurities in the solution and / or dispersion and / or Suspension and / or emulsion in particular, can take place on the catalyst. This arrangement of the working electrodes is so important because it is must be avoided that the water and / or oxygen formed and / or others (e.g., halogens, i.e. chlorine, bromine, iodine and fluorine) have long since become the anode and / or cathode can move because the formed water and / or oxygen and / or others, must / must by the predetermined flow rate of the electrolyte, in the same solved and in the given direction by the shortest route Catalyst part are supplied. The educational relationship of the inert "Triplet oxygen" ³₂O₂ to a briefly existing ozone and / or "Singlet oxygen" must be made using a working electrode (Anode) with the highest possible overvoltage - in favor of the latter - postponed, including the production of short-lived ozone under the use of high energy rays should be considered.
Das Verfahren ermöglicht eine große Anzahl unterschiedlicher Ausführungsbeispiele.The method enables a large number of different ones Embodiments.
Das Verfahren läßt sich auch so gestalten, daß der Einsatz von nichtwäßrigen Lösungsmitteln, wie z. B. Ammoniak, Fluorwasserstoff, Iodwasserstoff, Cyanwasserstoff Schwefeldioxyd, Brom, Iod etc., dissozierter organischer Lösungsmittel (z. B. Formamid) und/oder einer Kombination der Lösungsmittel untereinander und/oder mit Wasser und/oder durch eine entsprechende Staffelung verschiedener Durchflußzellen nach Lösungsmittel, Stromdichte und Spannung, Anwendung findet, wobei sich die verschiedensten Redoxpotentiale und/oder die eingesetzten Reduktions- und/oder Oxidationsmittel gezielt einsetzen lassen. Eine weitere Ausdehnung erhält das Verfahren durch die Umfüllung des Katalysatorträgers und/oder der Elektroden mit unterschiedlichen semipermablen Membranen.The process can also be designed so that the use of non-aqueous Solvents such as B. ammonia, hydrogen fluoride, hydrogen iodide, Hydrogen cyanide, sulfur dioxide, bromine, iodine etc., dissociated organic Solvents (e.g. formamide) and / or a combination of the solvents with each other and / or with water and / or with an appropriate one Graduation of different flow cells according to solvent, current density and Voltage, application, where there is a wide variety of redox potentials and / or the reducing and / or oxidizing agents used let insert. The process is further expanded by the Transfer of the catalyst carrier and / or the electrodes with different semi-permeable membranes.
Der Katalysatorträger ist aus einem chemisch-resistenten keramischen Material von poriger Morphologie und mit einer möglichst großen relativen Oberfläche gefertigt.The catalyst carrier is made of a chemically resistant ceramic material of porous morphology and with the largest possible relative surface manufactured.
Diese Anforderungen erfüllt insbesondere die Wabenform und/oder Kugelkumulation. Die Länge des Katalysatorträgers ist variierbar, sollte jedoch in allen hierfür geeigneten Anlagen die Stärke (dicke des Katalysatorskuchens) 50 mm nicht überschreiten. Besondere Aufmerksamkeit ist der Plazierung der Katalysatorträger zu widmen, da die Anwendung der durch uns beschriebenen Technik, zu einer Erhöhung der Spannung und damit zur Senkung der Stromwirkungskurve führt, was wiederum durch die entstehende Änderung der Strömungsverhältnisse mehr als begründet ist, zumal die Verengungen der Zwischenräume durch das Vorhandensein des Katalysatorträgers eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit zur Folge hat und dadurch, daß der Katalysatorträger hier außerdem zwischen zwei Diaphragmen plaziert sein kann/muß. Zum Zwecke der Verhinderung eines möglichen Kontaktes des Katalysatorteiles durch die Elektrode, sollte ein speziell dafür konstruierter Distanzring verwendet werden, wobei dieser aus einem chemisch gut beständigen, nichtleitenden Material gefertigt sein sollte. Die Katalysatormaterialien sind vorzugsweise Übergangsmetalle und/oder deren Oxide. Es ist von Vorteil, wenn die Katalysatorkomponenten sowohl besetzte, als auch unbesetzte d-Orbitale haben. Wird bei der Elektrolyse elementares Fluor gebildet, so sind als Katalysatormaterialien Lanthanoidfluoride besonders gut geeignet. Hier ist es von Vorteil , wenn die Katalysatorkomponenten, sowohl besetzte, als auch unbesetzte f-Orbitale haben. In diesem Sinne eignet sich besonders eine Kombination von Zer-(III)-fluorid, Praseodym-(III)-fluorid, Europium-(III)-fluorid, Gadolonium-(III)-fluorid, Terbium-(III)-fluorid, Dyprosium- (III)-fluorid, Thulium-(III)-fluorid und/oder Yttebrium-(III)-fluorid. Von Bedeutung ist, daß die zur Neutralisation und/oder Zersetzung und/oder Umsetzung und/oder Spaltung bestimmten Substrate, durch den Einsatz von Oberflächenspannung senkend wirkenden chemischen Verbindungen, der elektrochemischem und/oder katalytischem Prozeß zugänglich gemacht werden können/müssen.The honeycomb shape and / or in particular meets these requirements Sphere accumulation. The length of the catalyst carrier is variable, but should in all suitable plants the thickness (thickness of the catalyst cake) Do not exceed 50 mm. Particular attention is paid to the placement of the Dedicated catalyst support, since the application of those described by us Technology, to increase the voltage and thus to reduce the Current effect curve leads, which in turn by the resulting change in Flow conditions is more than justified, especially since the narrowing of the Gaps due to the presence of the catalyst carrier Increasing the flow rate and the fact that the The catalyst carrier can also be placed between two diaphragms can must. For the purpose of preventing possible contact of the Catalyst part through the electrode, should be a specially designed Spacer ring are used, this one from a chemically good resistant, non-conductive material should be made. The Catalyst materials are preferably transition metals and / or their Oxides. It is advantageous if the catalyst components are both occupied, as well as unoccupied d orbitals. Becomes elementary in electrolysis Formed fluorine, lanthanoid fluorides are special catalyst materials well suited. It is advantageous here if the catalyst components, have both occupied and unoccupied f orbitals. Suitable in this sense a combination of cerium (III) fluoride, praseodymium (III) fluoride, Europium (III) fluoride, gadolonium (III) fluoride, terbium (III) fluoride, dyprosium (III) fluoride, thulium (III) fluoride and / or yttebrium (III) fluoride. Significant is that for neutralization and / or decomposition and / or implementation and / or cleavage certain substrates, through the use of Chemical compounds that lower the surface tension electrochemical and / or catalytic process made accessible can / must be.
Wegen der hohen Toxizität der synthetisch hergestellten biologischen und/oder chemischen Gifte, sind bereits bei der Konstruktion solcher Neutralisationsanlagen bestimmte Voraussetzungen zu beachten. Die synthetisch hergestellten biologischen und/oder chemischen Gifte befinden sich in einem luftdicht verschlossenen Behälter von bis zu mehreren hundert Kg Tara. Diese Behälter müssen daher in einer gut isolierten, luftdichten Kammer - mit den verschiedenen Techniken ausgestattet - untergebracht werden. Nach der Öffnung des Behälters darf sein Inhalt, bestehend aus einem synthetisch hergestellten Giftstoff und/oder einer Giftstoffkombination, nicht auf einmal, sondern nur durch eine kontinuierliche Zufuhr kleiner Mengen von synthetisch hergestellten biologischen und/oder chemischen Giften, der ersten Behandlungskammer der Anlage zugeführt werden. Die Einrichtung der ersten Behandlungskammer besteht aus einem Elektrodenpaket, welches vorwiegend aus einem nichtlöslichen leitenden Material, wie z. B. Edelstahl, Titan, etc., und/oder Glaskohlenstoff etc. angefertigt ist, wobei das Elektrodenpaket, zwecks der Sauerstoff- und/oder Wasserstoffabscheidung einer Überspannung ausgesetzt ist.Because of the high toxicity of synthetically produced biological and / or chemical poisons are already in the construction of such Neutralization systems to observe certain requirements. The there are synthetically produced biological and / or chemical poisons in an airtight container up to several hundred kg Tara. These containers must therefore be in a well insulated, airtight chamber - equipped with the various techniques. To the opening of the container may contain its contents, consisting of a synthetic manufactured toxin and / or a combination of toxins, not all at once, but only by continuously feeding small amounts of synthetic manufactured biological and / or chemical poisons, the first Treatment chamber of the system are fed. The establishment of the first Treatment chamber consists of an electrode package, which predominantly made of a non-soluble conductive material, such as. B. stainless steel, titanium, etc., and / or glassy carbon, etc., the electrode package, for the purpose of oxygen and / or hydrogen separation of an overvoltage is exposed.
Es ist wichtig, daß das Elektrodenpaket so ausgestattet ist, daß das Arbeitsverhältnis der Kathode min. 1 : 1,1, höchstens jedoch 1 : 60, vorwiegend jedoch von bis zu 1 : 10 beträgt.It is important that the electrode pack is equipped so that the Employment ratio of the cathode min. 1: 1.1, but at most 1: 60, predominantly however, is up to 1:10.
Besondere Bedeutung muß der Art der Elektrodenanordnung und der Richtung der Strömung der Elektrolytbewegung beigemessen werden. (Fig. 8)Particular importance must be attached to the type of electrode arrangement and the direction of flow of the electrolyte movement. ( Fig. 8)
Somit entsteht an den Arbeitselektroden ein Elektronenüberschuß und ein Elektronenmangel, wobei z. B. das Wasser zu positiv geladenem Wasserstoff und atomarem Sauerstoff zersetzt wird und zwei Elektronen frei werden. (Fig. 5, Fig. 6, Fig. 8, Fig. 17)Thus, an excess of electrons and an electron deficiency arise on the working electrodes. B. the water is decomposed into positively charged hydrogen and atomic oxygen and two electrons are released. ( Fig. 5, Fig. 6, Fig. 8, Fig. 17)
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere Anwendung finden, zwecks Neutralisation und/oder Zersetzung und/oder Umsetzung und/oder Beseitigung und/oder Recycling von durch Produktionsrückstände belasteter Abwässer chemischer Betriebe und somit eine Rückführung der zurückgewonnenen Rohstoffe der Produktion ermöglicht werden. Die dabei entstehenden Verbindungen, z. B. Metallhalogenide, müssen danach im Verlauf der Weiterführung zum zweiten Neutralisationsbehälter beseitigt werden (Anlage 1).The method according to the invention can be used in particular for neutralization and / or decomposition and / or implementation and / or Removal and / or recycling of production residues Waste water from chemical companies and thus a return of the recovered raw materials of production are made possible. The one there resulting connections, e.g. B. metal halides, must then Course of the continuation to the second neutralization tank eliminated (Appendix 1).
Die Behandlungskammer der ersten Stufe muß daher so konstruiert sein, daß die Dosiereinrichtung der Giftstoffe sich in der untersten Stufe des Behälters befinden muß, wobei die Dosierung der zur Neutralisation und/oder Spaltung und/oder Zersetzung und/oder chemischen Umsetzung der, der Reaktion zugeführten Reaktanten in einer bereits vorher erfolgten Verdünnung kontinuierlich und unter ständiger Rührung direkt im Bereich der Arbeitselektroden erfolgen muß.The treatment chamber of the first stage must therefore be designed so that the dosing device of the toxins is in the lowest level of the container must be, the dosage of the neutralization and / or cleavage and / or decomposition and / or chemical conversion of the reaction supplied reactants in a previous dilution continuously and with constant stirring directly in the area of Working electrodes must be made.
Der Behälter muß mit einer Dosiereinrichtung der Giftstoffe an die erste Behandlungskammer angeschlossen sein, wobei von Bedeutung ist, daß während der ersten Reaktionsstufe der elektrochemischen Neutralisation und/oder Beseitigung und/oder Spaltung biologischer und/oder chemischer Gifte, die bereits einem erstem Verdünnungsvorgang in der ersten Expansionskammer unterzogen wurden und wobei die so vorbereitete Giftlösung kontinuierlich (und das in kleinen Mengen) dem Kreislauf in Mischkammer zugegeben wird, wobei hier auch der pH-Wert an die vorausberechneten Werte, durch die Zugabe an Alkali oder Säuren gebracht wird und danach in den untersten Teil der ersten Behandlungskammer und die Lösung direkt an die Arbeitselektroden geführt wird, wobei hier die Giftstoffzufuhr in den untersten Teil des Kreislaufes der Anlage angebracht sein sollte und dabei in die Versorgungsleitung des Frischwassers nicht einströmen darf.The container must be with a dosing device of the toxins to the first Treatment chamber be connected, it being important that during the first reaction stage of electrochemical neutralization and / or disposal and / or cleavage of biological and / or chemical Poisons that are already diluted in the first one Have undergone expansion chamber and being so prepared Poison solution continuously (and in small amounts) the circulation in Mixing chamber is added, with the pH value also here predicted values, brought by the addition of alkali or acids and then into the lowest part of the first treatment chamber and the Solution is led directly to the working electrodes, here the Toxin supply in the lowest part of the circuit of the plant should not flow into the fresh water supply line may.
Nach dem Einströmen der so vorbereiteten Reaktionslösung an die Arbeitselektroden in der Reaktionskammer erfolgen die ersten Reaktionen zu Anionen und Kationen und es kommt zu ersten Substitutionsreaktionen an den zugeführten Reaktanten. Hierbei ist von Bedeutung die Größe der vorgelegten Parameter bzgl. Stromdichte, Spannung, Temperatur, Verweilzeiten etc., wobei hier im Vordergrund steht, die chemische Abspaltung und physikalische Separation der als Katalysatorgift wirkenden funktionellen Gruppen und deren Ersatz soweit wie möglich ausschließlich durch die elektrolytisch erzeugten Wasserstoff-, Sauerstoff- und Hydroxilgruppen zu bewirken. (Fig. 5; Fig. 6; Fig. 17)After the reaction solution thus prepared has flowed into the working electrodes in the reaction chamber, the first reactions to anions and cations take place and the first substitution reactions take place on the reactants supplied. The size of the parameters presented with regard to current density, voltage, temperature, dwell times etc. is of importance here, with the focus here being on chemical separation and physical separation of the functional groups acting as catalyst poison and their replacement as far as possible exclusively by the electrolytically generated ones To cause hydrogen, oxygen and hydroxyl groups. ( Fig. 5; Fig. 6; Fig. 17)
Unter der Verwendung kombinierter und/oder nichtwäßriger Lösungsmittel kann der Verlauf der Reaktionen so gesteuert werden, daß eine Voraussetzung für die Herstellung und Entwicklung neuer Verfahren zwecks der Synthese neuer Produkte und Strukturen bereits jetzt gegeben wird. Zwecks Reinigung der, durch die erste Reaktionsstufe durchlaufenden Lösung, sind durch uns verschiedene Verfahren und/oder derer Kombinationen nebeneinander/untereinander vorgesehen, wobei der Schwerpunkt immer in dem elektrochemischen Verfahren zu suchen ist. Während des Vorgangs der elektrochemischen Reaktion, der in der ersten Arbeitsstufe freigewordenen Fremdradikale, wie z. B. Halogene, sind diese z. B. durch Dialyse, Filtration, Elektrodialyse, Elektrophorese, Ionenaustauscher, Iontophorese, Elektrophorese, Sedimentation etc. in Form von Salzen zu beseitigen. Es kann weiter nachgewiesen werden, daß bei einigen chemischen Verbindungen die Spaltung der Verbindung synthetisch hergestellter chemischer Gifte bis zu den Ausgangsprodukten der Synthesereaktion erfolgen kann. Auch hier besteht die Möglichkeit durch ein geeignetes Verfahren diese Produkte abzutrennen und einem neuem Technologieprozeß als Rohstoff der Regeneration zuzuführen.Using combined and / or non-aqueous solvents the course of the reactions can be controlled so that a prerequisite for the production and development of new processes for the purpose of synthesis new products and structures are already being given. For cleaning purposes of the solution passing through the first reaction stage are through us different processes and / or their combinations next to each other / one below the other, with the focus always on the electrochemical process is to be sought. During the process of electrochemical reaction that is released in the first stage Foreign radicals, such as B. halogens, z. B. by dialysis, filtration, Electrodialysis, electrophoresis, ion exchangers, iontophoresis, Eliminate electrophoresis, sedimentation, etc. in the form of salts. It can it can also be demonstrated that with some chemical compounds the Cleavage of the compound of synthetically produced chemical poisons up to the Starting products of the synthesis reaction can take place. Here too there is Possibility to separate these products by a suitable process and to feed a new technology process as a raw material for regeneration.
Selbstverständlich können auch andere Verfahren in unsere Verfahren und/oder Anlagen angegliedert werden, u. a. die Verwendung einer löslichen Anode, z. B. aus Eisen, Aluminium, Zink etc., die zu einem Ionenaustausch, zwecks Bindung der z. B. freigewordenen Halogenradigale führen kann. Hierbei ist darauf zu achten, daß zwischen der ersten Behandlungskammer und dem Katalysatorteil eine genügend große Beruhigungsstrecke des zu behandelnden Elektrolytes zur Verfügung gestellt ist, wobei die durch die löslichen Anoden in Austausch gebrachten Metallionen, sowie deren Anionradikale, in den durch uns vorgesehenen Anlagen der Beruhigungsstrecke, in einer unlöslichen Form, durch die Zuschaltung einer geeigneten Gerätestufe, zu beseitigen sind. Hier kann auch die Entnahme der ersten Umsetzungsprodukte und/oder Zersetzungsprodukte der Neutralisation und/oder Spaltung, wie z. B. Alkohole etc., die der nachfolgender Regeneration z. B. durch Dialyse, Destilation etc. zugeführt sind, angestrebt werden.Of course, other procedures can also be included in our procedures and / or attachments, u. a. the use of a soluble Anode, e.g. B. of iron, aluminum, zinc, etc., which lead to an ion exchange, for the purpose of binding the z. B. lead free halogen radicals. Here care must be taken that between the first treatment chamber and the Catalyst part a sufficiently large calming section of the to be treated Electrolyte is provided, which by the soluble anodes in Exchange metal ions, as well as their anion radicals, in the through facilities of the calming section provided to us, in an insoluble form, by connecting a suitable device level. Here can also the removal of the first reaction products and / or Decomposition products of neutralization and / or cleavage, such as. B. alcohols etc., the subsequent regeneration z. B. by dialysis, distillation, etc. are fed, are aimed for.
Der Einsatz der löslichen Arbeitselektroden, z. B. Ag, Cu, Se, etc., ist hauptsächlich mit der Beseitigung von biologischem und bakteriologischem Material verbunden.The use of soluble working electrodes, e.g. B. Ag, Cu, Se, etc., is mainly with the elimination of biological and bacteriological Material connected.
Wahrscheinlich ist auch, daß der Einsatz von hochmolekularen Flockungsmitteln, die bei der Unterstützung von Flotationsprozessen bei der Sedimentation von Schwermetallsalzen und/oder Schwebstoffen eingesetzt werden, von Vorteil ist. Eine nicht genügend lange Verweilzeit der zu reinigenden Reaktionslösung der Giftstoffe in der Beruhigungsstrecke, die zwischen der ersten und zweiten elektrolytischen Neutralisationskammer der Anlage plaziert ist, kann bei der Überführung in die zweite Arbeitskammer der Neutralisationsanlage eine durch feine Schwebstoffteilchen verunreinigte Reaktionslösung zur Folge haben. Dies kann dann die Ursache sein, daß z. B. eine Verstopfung der verwendeten Diaphragmen und/oder Austauschmembranen von Dialyse-, Elektrodialysengeräten und/oder Katalysatorteilen etc. erfolgt, was mit einem zeitlichen Ausfall der Neutralisationanlagen durch deren Reinigung verbunden ist.It is also likely that the use of high molecular weight Flocculants that are used to support flotation processes in the Sedimentation of heavy metal salts and / or suspended solids used be an advantage. Not enough time to purifying reaction solution of the toxins in the calming zone, the between the first and second electrolytic neutralization chambers Is placed, can be transferred to the second working chamber of the Neutralization system a contaminated by fine particles of suspended matter Result in a reaction solution. This can then be the cause that, for. B. a blockage of the diaphragms used and / or Exchange membranes of dialysis, electrodialysis machines and / or Catalyst parts etc. takes place, which with a temporal failure of the Neutralization systems connected by their cleaning.
Hier ist zu sehen, welche Bedeutung die Existenz der Beruhigungsstrecke und/oder der hier integrierten Anlagen und in besonderem Maße die Reinigungsstufe hat.Here you can see the importance of the existence of the calming section and / or the systems integrated here and especially the Cleaning level.
Bereits bei der Konstruktion, der hier notwendigen Dosiereinrichtung und/oder Expansionseinrichtung und/oder Überwachungseinrichtung sowie der ganzen Neutralisationsanlage, muß berücksichtigt werden, daß die Anlagen luftdicht verschlossen sein müssen, wobei jeder Stufe eine zusätzliche Sicherheitsstufe und Ummantelung als Muß vorgeschrieben ist. Die Ummantelung muß dann bei jeder möglichen Beschädigung der inneren Ummantelung eine sofortige Schließung der beschädigten Kammer haben und es muß durch ein Neutralisationsmittelkonzentrat, zwecks einer chemischen Neutralisation der noch vorhandenem Giftstoffe, die Überflutung der beschädigter Kammer erfolgen. Als Selbstverständigkeit ist anzusehen, daß die Expansionskammer der Neutralisationsanlage, vor jeder neuer Vorlage an zugeführtem Giftstoff, noch vor der Öffnung der Kammer, durch ein für die Neutralisation verwendetes Konzentrat gereinigt wird. Diese Reinigung muß automatisch erfolgen. Da hier mit verschiedenen Zusammensetzungen gearbeitet wird/wurde, ist nicht nur die Beschädigung der Kammern durch Korrosion in jedem Bereich möglich, sondern ist auch der Schwerpunkt in der Expansions- und/oder Dosierkammer zu suchen, da in den zur Neutralisation zugeführten Aufbewahrungsbehältern immerhin die Existenz der Sprengkapseln und das Vorhandensein der Sprengstoffladung, die der notwendigen Zerstreuung und Einleitung der Wirkung der Giftstoffe dienen, nicht ausgeschlossen sein kann.Already with the construction, the necessary dosing device and / or Expansion device and / or monitoring device and the whole Neutralization system, it must be taken into account that the systems are airtight must be locked, with each level an additional security level and sheathing is mandatory. The casing must then with any possible damage to the inner casing, an immediate one Have the damaged chamber closed and it must go through a Neutralizing agent concentrate for the purpose of chemical neutralization of the remaining toxins, flooding the damaged chamber respectively. It goes without saying that the expansion chamber the neutralization system, before each new supply of toxin, even before opening the chamber, through one for neutralization used concentrate is cleaned. This cleaning must be automatic respectively. Because here worked with different compositions is / was, is not only the damage of the chambers by corrosion in possible in every area, but is also the focus in the expansion and / or dosing chamber to search, since in the supplied for neutralization Storage containers after all, the existence of the detonators and that Presence of the explosive charge, the necessary dispersal and initiate the action of the toxins, not be excluded can.
Die Reaktionstemperaturen der Zersetzungs-, Umsetzungs-, Neutralisations- Prozesse etc. von synthetisch hergestellten biologischen und/oder chemischen Giften, können in einem breitem Temperaturspektrum von -70°C über 0° bis zu 500°C und höher sein. Vorwiegend arbeitet man hier im Temperaturbereich von 20°-80°C, wobei die Durchführung von elektrolytischen und/oder elektrokatalytischen Prozessen nicht immer in einer Flüssigphase ablaufen muß, sondern auch durchaus in den Fest- und/oder Gasphasen bekannt ist, d. h. im Temperaturbereich über 100°C möglich ist. Dabei kann die Temperatur im Katalysatorbereich leicht die Marke 500°C und höher erreichen. Somit können durchaus Nachverbrennungskatalysatoren mit lambdaähnlich gesteuertem System für die - in dem oberen Teil der Behandlungskammer sich bildenden gasförmigen Gemische - eingesetzt werden.The reaction temperatures of the decomposition, reaction, neutralization Processes etc. of synthetically produced biological and / or chemical Poisons can range in temperature from -70 ° C to 0 ° up to 500 ° C and higher. Mainly you work here in the temperature range from 20 ° -80 ° C, the implementation of electrolytic and / or electrocatalytic processes do not always run in a liquid phase must, but is also well known in the solid and / or gas phases, d. H. is possible in the temperature range above 100 ° C. The temperature can easily reach 500 ° C and higher in the catalytic converter area. Consequently may well be post-combustion catalysts with lambda-like controlled system for the - in the upper part of the treatment chamber itself forming gaseous mixtures - are used.
Bei der Anwendung des Verfahrens ist darauf zu achten, daß speziell bei der katalytischen Zersetzung und/oder chemischen Umsetzung von Schadstoffen, die Atome enthalten, wie z. B. Halogen und/oder Phosphor und/oder Arsen und/oder Schwefel und/oder Silicium und/oder Bor etc., es leicht zu einer Vergiftung und/oder zu einer Beeinträchtigung der Wirkung der Metall- und/oder Metalloxydschicht des Katalysators kommt, weswegen diese störenden Atome in Form eines Austausches von entsprechenden Molekülfragmenten vorab zu ersetzen und zu beseitigen sind. (Anlage 1)When using the method, care must be taken that, especially with the catalytic decomposition and / or chemical conversion of pollutants, the atoms contain such. B. halogen and / or phosphorus and / or arsenic and / or sulfur and / or silicon and / or boron etc., it easily becomes one Poisoning and / or impairing the effect of the metal and / or metal oxide layer of the catalyst comes, which is why this disruptive atoms in the form of an exchange of corresponding ones Molecular fragments must be replaced and removed beforehand. (Attachment 1)
Die katalytische Behandlung aller bestehender Verbindungen in solchen Gasgemischen sollte in regelmäßigen Abständen einer exakten Analyse unterzogen werden, da nicht alle Reaktanten, die einer Reaktion zugeführt werden, durch die eingeleiteten Reaktionsprozesse, als Reaktionsprodukte der Gasphase überführt werden können, zumal da die Mehrzahl der verlaufenden Reaktion einen exothermen Verlauf haben und es deshalb durchaus möglich ist - daß heißt, es ist um so wahrscheinlicher - daß man öfters auf die Erhöhung der Temperatur verzichten kann, da in dem durch uns beschriebenem Verfahren in einem geschlossenem Kreislauf gearbeitet wird, was eine Erhöhung des Arbeitsdruckes in den einzelnen Arbeitskammern der Neutralisationanlage bewirkt.The catalytic treatment of all existing compounds in such Gas mixtures should be periodically subjected to an exact analysis undergo, as not all reactants are fed to a reaction are, by the initiated reaction processes, as reaction products of Gas phase can be transferred, especially since the majority of the running Reaction have an exothermic course and it is therefore quite possible - that is, it is all the more likely - that one often looks at the increase the temperature can do without, because in what we described Closed loop process is what a Increasing the working pressure in the individual working chambers of the Neutralization system causes.
Es ist darauf zu achten, daß während der elektrochemischen Prozesse im Inneren des Reaktors sich nicht nur Wasser, als Spender der elektrolytischen Zersetzungsreaktion auf Wasser- und Sauerstoff befinden sollte, sondern es können auch andere verschiedene Gemische und/oder Zumischungen an Reaktionslösungen verwendet werden, was wiederum zu verschiedenen Nebenreaktionen an den Arbeitselektroden führen kann.Care should be taken that during the electrochemical processes in the Inside the reactor is not just water, as a donor of electrolytic Decomposition reaction to water and oxygen should be there, but it can also other different mixtures and / or admixtures Reaction solutions are used, which in turn leads to different Side reactions can lead to the working electrodes.
Bei Anlegen von Überspannung an die Arbeitselektroden, kommt es jedoch nicht bei allen diesen Gemischen und/oder Zumischungen zu einer Abscheidung von Wasserstoff und/oder Sauerstoff, wobei dies zwecks Bildung eines neuen Reaktionsproduktes, erwünscht ist.However, when overvoltage is applied to the working electrodes, it does happen not with all of these mixtures and / or admixtures to one Separation of hydrogen and / or oxygen, this for the purpose of formation a new reaction product is desired.
Daher ist es bei der elektrokatalytischen Beseitigung und/oder Zersetzung und/oder Umsetzung und/oder Neutralisation von synthetisch hergestellten biologischen und/oder chemischen Giften notwendig, daß während des gesamten Reaktionsablaufes für eine ausreichende Menge an reaktionsfähigem Sauer- und Wasserstoff und/oder andere Reaktanten, bzw. deren Überschuß, dem Neutralisationsprozeß im zeitlichen Ablauf der Reaktion zur Verfügung steht, gesorgt wird.Therefore, it is in electrocatalytic disposal and / or decomposition and / or implementation and / or neutralization of synthetically produced biological and / or chemical poisons necessary that during the entire reaction process for a sufficient amount of reactive Acid and hydrogen and / or other reactants, or their excess, available to the neutralization process over the course of the reaction stands, is taken care of.
Die einzelnen chemisch-physikalischen Vorgänge sind bereits während des Arbeitsverlaufes bei der Einführung und an allen wichtigen Punkten während des Neutralisations- und/oder Zersetzungs- und/oder Umsetzungs- und/oder Spaltungsvorgangs in allen Parametern zur weiteren industriellen Auswertung spektralphotometrisch zu überwachen, wobei hier eine neue Meßmethode, die wir Ionenspektroskopie nennen, verwendet wird.The individual chemical-physical processes are already during the Work flow during the introduction and at all important points during of the neutralization and / or decomposition and / or implementation and / or Splitting process in all parameters for further industrial evaluation to monitor spectrophotometrically, here a new measurement method, the we call ion spectroscopy.
Zum Zwecke der kontinuierlichen Kontrolle derartiger komplizierter chemischer Reaktionsvorgänge hinsichtlich ihrer Zersetzungs- und/oder chemischer Umsetzungs- und/oder Reaktionsgüte, stand bis vor kurzem keine geeignete Arbeitsmethode zur Verfügung.For the purpose of continuous control of such complex chemical Reaction processes with regard to their decomposition and / or chemical Until recently, there was no suitable implementation and / or response quality Working method available.
Diese führte zur Entwicklung einer neuer spektralphotometrischer Methode, die wir als "IONENSPEKTROSKOPIE" bezeichnen, wobei es sich hier um eine neue, selbständige Arbeitsmethode der SPEKTROSKOPIE handelt. Diese Arbeitsmethode ist mit keiner bereits bekannten spektralphotometrischen Methode identisch oder vergleichbar, wobei die Namensähnlichkeit zur IONEN-CYCLOTRON-RESONANZ-SPEKTROSKOPIE rein zufällig ist. Die Konstruktion der Arbeitszelle erlaubt weitgehend nicht nur die Durchführung von Syntheseverfahren, sondern auch die Durchführung einer neuartigen Auswertung von elektrophoretisch gelegten Spuren genetischer Materialien in ihren einzelnen Fragmenten. Daher ist mit einer erheblichen Kostensenkung in der Forschung und Entwicklung, sowie bei der industriellen Verwertung zu rechnen.This led to the development of a new spectrophotometric method, the we refer to as "ION SPECTROSCOPY", which is a new, independent working method of SPECTROSCOPY. This Working method is with no already known spectrophotometric Method identical or comparable, whereby the similarity to the name ION CYCLOTRONIC RESONANCE SPECTROSCOPY is purely coincidental. The Construction of the work cell largely does not only allow implementation of synthetic processes, but also the implementation of a novel Evaluation of electrophoretically traces of genetic materials in their individual fragments. Therefore, with a significant reduction in costs research and development, as well as in industrial recycling count.
Dies könnte als Widerspruch zu den Ansprüchen der Neutralisation und/oder Zersetzung und/oder Umsetzung und/oder Beseitigung synthetisch hergestellter biologischer und/oder chemischer Gifte aufgefaßt werden, jedoch erlaubt die "IONENSPEKTROSKOPIE" uns die schnellste Erstellung der Neutralisationsbedingungen, deren Dokumention über Fähigkeiten des Verfahrens in all seinen Verfahrensstufen sowie die praktische Umsetzung der so erzielten Arbeitsbedingungen für die industrielle Auswertung, die in ein Verfahren umgesetzt werden, kostengünstig zu erstellen.This could contradict the claims of neutralization and / or Decomposition and / or implementation and / or disposal synthetic manufactured biological and / or chemical poisons, however "ION SPECTROSCOPY" allows us to create the fastest possible Conditions of neutralization, their documentation about the capabilities of the Process in all its process stages as well as the practical implementation of the thus achieved working conditions for industrial evaluation, which in a Procedures are implemented to create inexpensively.
Die Technologie der "IONENSPEKTROSKOPIE" wird bei der Entwicklung neuer Arbeitsmethoden und bei der Erforschung neuer Arbeitsprodukte wegweisende Akzente setzen.The technology of "ION SPECTROSCOPY" is in development new working methods and in researching new work products set groundbreaking accents.
Das Verfahren der IONENSPEKTROSKOPIE jedoch beschränkt sich nicht nur auf das durch uns zum Schutz angemeldete Verfahren und seiner Vorrichtungen, sondern zeigt ihre grundlegende Bedeutung auch darin, daß sie für die Konstruktion von Kleinstzellen in den unterschiedlichsten Varianten mit Volumina von <0,001 ml geeignet ist, welche auch die Simulation chemischer Vorgänge durch eine beliebige Zusammenstellung einzelner Fragmente der Meßzelle, die in einer Meßeinheit zusammengefaßt sind, erlaubt.The process of ION SPECTROSCOPY, however, is not only limited on the procedure registered by us for protection and its Devices, but also shows their basic importance in that they for the construction of small cells in a wide variety of variants Volumes of <0.001 ml is suitable, which is also the simulation of chemical Operations by any combination of individual fragments of the Measuring cell, which are combined in a measuring unit, allowed.
Auch für die Simulation komplizierter chemisch-physikalischer Reaktionsvorgänge, der Arbeitsbedingungen sowie verschiedener chemischer Reaktionen in allen Stufen des Produktionsablaufes, ist das neue Verfahren hervorragend geeignet.Also for the simulation of complicated chemical-physical Reaction processes, working conditions and various chemical Reactions in all stages of the production process is the new process excellently suited.
Aus diesem Grund ist der Begriff der "IONENSPEKTROSKOPIE" sowie die Vorrichtung zur Durchführung und Anwendung der "IONENSPEKTROSKOPIE" als Gegenstand des Patentinhaltes anzusehen und daher urheberrechtlich zu schützen.For this reason, the term "ION SPECTROSCOPY" as well as the Device for carrying out and using the "ION SPECTROSCOPY" to be regarded as the subject of the patent content and therefore under copyright law protect.
Um einen erfolgversprechenden Verlauf der Reaktionsverläufe zu gewährleisten, ist mit einem separaten Paket beständiger oder nichtbeständiger Arbeitselektroden zu arbeiten, wobei die verwendeten Elektrolyte im sauren bis alkalischen pH-Bereich von 1 bis zu 13 eingestellt sind und mit einer anodischen Stromdichte von bis zu 100 A/cm2 und mit einem Volumenfluß von 0,01 bis zu 1000 Liter und einer, auf die Bestimmungsreaktion abgestimmten Überspannung von bis zu 180 Volt belastet werden.In order to ensure a promising course of the reaction processes, a separate package of stable or non-stable working electrodes has to be used, the electrolytes used being set in the acidic to alkaline pH range from 1 to 13 and with an anodic current density of up to 100 A / cm 2 and with a volume flow of 0.01 to 1000 liters and an overvoltage, adjusted to the determination reaction, of up to 180 volts.
Bei der Behandlung von biologischen und chemischen Giften in einzelnen Fällen kann die an die Arbeitselektroden gelegte Überspannung von bis zu 1 MV und einer Frequenz von bis zu 1 GHz (gilt für Impulsstrom) erreichen.In the treatment of biological and chemical poisons in individual The overvoltage applied to the working electrodes can be up to 1 MV and a frequency of up to 1 GHz (applies to pulse current).
Die Bedingungen gelten für alle mit Arbeitselektroden ausgestatteten Behandlungskammern. Der Betrieb mit Hochspannung hingegen erfolgt vorwiegend im Bereich der katalytischen Behandlung von in der Dampfphase sich befindlichen synthetisch hergestellten chemischen Gifte und/oder im Bereich der Beseitigung und/oder Neutralisation von synthetisch hergestellten biologischen Giften.The conditions apply to all those equipped with working electrodes Treatment chambers. The operation with high voltage, however, takes place mainly in the field of catalytic treatment of in the vapor phase are synthetically produced chemical poisons and / or in Field of disposal and / or neutralization of synthetically manufactured biological poisons.
Von der vorgelegten Mehrzahl synthetisch hergestellter biologischer und/oder chemischer Gifte sind nur wenige ohne den Einsatz von Emulgatoren und/oder anderen oberflächenspannungsenkenden anion- und/oder kationaktiven und/oder nichtionischer Tenside, im Wasser löslich und/oder emulgierbar. Die hier eingesetzte Menge an Tensiden und/oder Emulgatoren ist von der Ausgangskonzentration der zur Neutralisation führenden Konzentration von den synthetisch hergestellten biologischen und/oder chemischen Gifte bestimmt und in einer Menge von bis zu 10 g/l erforderlich.Of the presented majority of synthetically produced biological and / or Chemical poisons are only a few without the use of emulsifiers and / or other anionic and / or cationic surface tension reducing agents and / or nonionic surfactants, soluble and / or emulsifiable in water. The amount of surfactants and / or emulsifiers used here is from Initial concentration of the concentration leading to neutralization the synthetically produced biological and / or chemical poisons determined and required in an amount of up to 10 g / l.
In zunehmenden Maße gewinnt die Anwendung keramischer Trägerstoffe in Form von Festkörpersäuren - die eine eigene katalytische Wirkung aufweisen können - an Bedeutung.The use of ceramic carriers is becoming increasingly popular Form of solid acids - which have their own catalytic effect can - in importance.
Die katalytische Wirkung solcher Festkörpersäuren kann bis zum Faktor 10 durch die Anwendung von Metall- oder Metalloxidkatalysatoren noch gesteigert werden. Als Festkörpersäuren können z. B. KieseIsäure-Tonerde-Gele oder mikroporöse Aluminiumphosphate etc. bezeichnet werden.The catalytic effect of such solid acids can be up to a factor of 10 increased by the use of metal or metal oxide catalysts become. As solid acids such. B. KieseIäure-alumina gels or microporous aluminum phosphates, etc.
Grundlegend für die Konstruktion der Neutralisationsanlage ist, daß durch kleinste Änderungen im Ablaufplan der Anlage, diese auch bei der Beseitigung von Restbestände mit radioaktivem Charakter anwendbar ist.It is fundamental for the construction of the neutralization system that the smallest changes in the system's schedule, this also when it is removed of residues with a radioactive character is applicable.
Hier ist darauf zu achten, daß die Neutralisation in zwei verschiedenen Richtungen verlaufen kann. Für die erste Variante verwendet man für die Arbeitselektroden (Anoden) radioaktives Kohlenstoffmaterial, welches in ihrem kristallinen Gitter auch die metallischen Kristalle der radioaktiven Metalle haben kann.It is important to ensure that the neutralization in two different Directions can run. For the first variant you use for the Working electrodes (anodes) radioactive carbon material, which in their crystalline lattice also have the metallic crystals of the radioactive metals can.
Bei der Elektrolyse können diese Metallkristalle durch den analytischen Prozeß in Lösung übergehen. Wird diese Lösung durch metallische Ione gesättigt, so können radioaktive Materialien an der Kathode abgeschieden werden. (Fig. 14)During electrolysis, these metal crystals can dissolve through the analytical process. If this solution is saturated by metallic ions, radioactive materials can be deposited on the cathode. ( Fig. 14)
Ob diese radioaktiven Materialen nach der elektrochemischen Abscheidung als metallische Schicht auch wieder die gleiche Halbwertszahl haben wird, kann durch die Erfinder weder bestätigt noch verneint werden. Whether these radioactive materials after the electrochemical deposition as metallic layer will also have the same half-value again are neither confirmed nor denied by the inventors.
Bei der zweiten Variante wird ein ähnlicher Weg beschritten. Hier müssen radioaktive Materialien in eine ionische Lösung übergehen und werden danach durch einen elektrolytischen Prozeß gereinigt.A similar approach is followed in the second variant. Here must radioactive materials merge into an ionic solution and become thereafter cleaned by an electrolytic process.
Diesen Anlagen liegt eine ähnliche konstruktive Lösung zugrunde, wie den Anlagen zur Beseitigung synthetisch hergestellter biologischer und/oder chemischer Gifte. Zur Verbesserung der Trennungsvorgänge können die ionischen Lösungen auch mittels ein/mehrstufiger Dialyse- und/oder Elektrodialyseanlagen oder mittels eines anderen Verfahrens gereinigt werden.These systems are based on a similar design solution as the Plants for the disposal of synthetically produced biological and / or chemical poisons. To improve the separation processes, the ionic solutions also by means of one / multi-stage dialysis and / or Electrodialysis systems or be cleaned by another method.
Da sich hier metallische Elemente vorteilhaft im hochreinen Zustand abscheiden lassen und auch die Möglichkeit zur Abscheidung einer metallkeramischen Schicht besteht, so zeigt sich hier ein sehr breites Anwendungsspektrum. In diesem Zusammenhang verweisen wir auch auf die Möglichkeit die so erhaltenen radioaktiven metallischen Elemente oder metallkeramischen Schichten als Ausgangsmaterial für Brennstäbe in Atomkraftwerken zu nutzen. Wurden in der Vergangenheit solche Elemente, wie z. B. Be, Ti und Zr auch für die Herstellung von A-Waffen genutzt, so können durch die neuen Techniken diese Stoffe wieder der friedlichen Nutzung zugeführt werden.Since metallic elements are advantageous here in the highly pure state let it separate and also the possibility to separate one there is a very broad one Range of applications. In this context we also refer to the possibility of the radioactive metallic elements thus obtained or metal - ceramic layers as starting material for fuel rods in To use nuclear power plants. In the past, were such elements such as B. Be, Ti and Zr also used for the production of A weapons, so the new techniques can restore these substances to peaceful Be used.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß die konstruktive Lösung der Anlagen auch durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit gekennzeichnet ist. Der größte Teil der Anlagen ist aus Glaskohlenstoff gefertigt. Dieses Material ist gegenüber der Einwirkung oxidativ oder reduktiv wirkender chemischer Stoffe oder Substanzen in höchstem Maße beständig und garantiert eine ausgezeichnete Härte - vergleichbar mit einem Diamanten - und verfügt über eine mit Platin und/oder speziellen Platinverbindungen vergleichbare Korrosionsbeständigkeit. Zudem ist Glaskohlenstoff - bedingt durch seine kristalline Struktur - hervorragend geeignet, speziell für den Bau von Anlagen, die zur Behandlung radioaktiver Materialien bestimmt sind. Selbstverständlich müssen die weiteren Sicherheitsvorschriften für den Umgang mit radioaktiven Stoffen unbedingt eingehalten werden.Another advantage of the method is that the constructive solution the systems are also characterized by a high level of corrosion resistance. Most of the plants are made of glassy carbon. This material is more oxidative or reductive chemical compared to the action Substances or substances are extremely resistant and guarantee one excellent hardness - comparable to a diamond - and has one comparable to platinum and / or special platinum compounds Corrosion resistance. In addition, glassy carbon - due to its crystalline structure - ideally suited, especially for the construction of plants, which are intended for the treatment of radioactive materials. Of course the further safety regulations for dealing with radioactive Substances are strictly observed.
Bei der Auflösung radioaktiver Materialien in sauren oder alkalischen Medien sowie bei der Verdünnung radioaktiver Materialien in wäßrigen und/oder organischen Lösungsmitteln ist es mehr als wahrscheinlich, daß radioaktive Gase, wie z. B. radioaktiver Sauerstoff oder Wasserstoff entstehen kann. Diese Gase entstehen auch während des Betriebes der Elektrolyse und dürfen auf keinen Fall in ein freies Umfeld gelangen. (Fig. 14, Fig. 15, Fig. 16)When dissolving radioactive materials in acidic or alkaline media and when diluting radioactive materials in aqueous and / or organic solvents, it is more than likely that radioactive gases, such as. B. radioactive oxygen or hydrogen can arise. These gases are also generated during the operation of the electrolysis and must not be allowed to enter an open environment. ( Fig. 14, Fig. 15, Fig. 16)
Daher ist bei der chemischen Auflösung der radioaktiven Metalle sowie bei den durch Elektrolyse entstehenden metallischen Salzen von radioaktiven Isotopen und bei der äquivalenten Menge an gasförmigen Reaktionsprodukten, wie z. B. Wasserstoff, für die erforderliche Abführung in verschiedene Sicherheitsbehälter, nach Art der Produkte getrennt, zu sorgen. In diesen Sicherheitsbehältern wird dann die Reinheitsgradbestimmung, der Grad der Verseuchung etc. vorgenommen. Die Nachbehandlung der gelagerten, gereinigten und getrockneten Gase muß unbeding 15125 00070 552 001000280000000200012000285911501400040 0002004328569 00004 15006t mit den Sicherheitsvorschriften für den Umgang mit radioaktiven Stoffen in Einklang stehen. Aus Sicherheitsgründen (Strahlungsgefahr!) muß die Anlage auch mit einer zusätzlichen Ummantelung umgeben sein. Die Anwendung von Glaskohlenstoff für die verwendeten Anlagen erlaubt den Konstrukteuren auch höchsten Sicherheitsvorschriften gerecht zu werden. Ein weiterer Vorteil besteht auch darin, daß man in Kreislaufanlagen arbeiten kann. Die Be- und Nachbehandlung der radioaktiv wirkenden Abfallstoffe verlangt bei der Verarbeitung die Überführung in eine lösliche Form, welche die Durchführung der Elektrolyse und damit die Möglichkeit der elektrolytischen Ausarbeitung oder Auslagerung der in der Lösung sich befindlichen metallischen Ione in Form von Metalldrähten, Folien und Blechen erlaubt. (Fig. 15)Therefore, in the chemical dissolution of the radioactive metals and in the metallic salts of radioactive isotopes formed by electrolysis and in the equivalent amount of gaseous reaction products, such as. As hydrogen, to ensure the necessary discharge into different safety containers, separated by type of product. The degree of purity, the degree of contamination, etc. are then carried out in these security containers. The aftertreatment of the stored, cleaned and dried gases must be in accordance with the safety regulations for handling radioactive substances 15125 00070 552 001000280000000200012000285911501400040 0002004328569 00004 15006t. For safety reasons (risk of radiation!), The system must also be surrounded by an additional casing. The use of glassy carbon for the systems used allows the designers to meet even the highest safety regulations. Another advantage is that you can work in circulation systems. The treatment and aftertreatment of the radioactive waste materials requires the conversion into a soluble form during processing, which enables the electrolysis to be carried out and thus the possibility of electrolytic elaboration or storage of the metallic ions in the solution in the form of metal wires, foils and sheets allowed. ( Fig. 15)
Denkbar wäre auch der Einsatz der so zurückgewonnenen Rohstoffe für die Herstellung von Brennelementen für Kernkraftwerke und weiterhin für den Einsatz in der Schiff- und Raumfahrt sowie in der Medizin etc.It would also be conceivable to use the raw materials recovered in this way for the Manufacture of fuel elements for nuclear power plants and still for the Use in ship and space travel as well as in medicine etc.
Es existieren verschiedene patentrechtlich geschützte theoretische Abhandlungen über Raketenantriebsmotoren, daß radioaktive Materialien auf der Basis ihres membranen Pumpenverhaltens als Ionenverdichter in Pumpenanlagen von Antriebsbeschleunigern verwendet werden können. Für diese Zwecke wären die hier zum Patent angemeldeten Techniken sicher geeignet.There are various theoretical, patent-protected ones Treatises on rocket propulsion engines that contain radioactive materials the basis of their membrane pump behavior as an ion compressor in Pump systems of drive accelerators can be used. For for these purposes the techniques for which a patent has been applied would be secure suitable.
Wir weisen darauf hin, daß die Spaltung von Emulsionen und/oder Dispersionen organischer Substanzen ein uns bekanntes Verfahren darstellt. Das Verfahren der Emulsionsspaltung von alkalischen Entfettungsbädern ist schon seit 1969 Stand der Technik und war in ihrer grundlegenden Konzeption als elektrolytische Entfettungsanlage z. B. in den Anlagen der Fa. SCHERING AG, Berlin integriert.We point out that the splitting of emulsions and / or Dispersions of organic substances is a process known to us. The process of emulsion splitting from alkaline degreasing baths is State of the art since 1969 and was in its basic conception as an electrolytic degreasing system e.g. B. in the SCHERING systems AG, Berlin integrated.
Auch verschiedene Patente, z. B. die EP 85 903 814 und 85 903 985 des Herrn Renzlers sind für die durch uns angestrebten Verfahrenswege nicht relevant, da die dort beschriebenen Techniken und Verfahrenswege in ihren grundlegenden Reaktionsverläufen bereits vor der Anmeldung bekannt waren und auch in Schulbüchern, praktischen Handbüchern und technischen Handbüchern der Physikalischen Chemie zu finden waren.Various patents, e.g. B. EP 85 903 814 and 85 903 985 des Mr. Renzlers are not in favor of the procedures we are aiming for relevant because the techniques and procedures described there in their basic reaction courses were known before the registration and also in school books, practical manuals and technical ones Manuals of physical chemistry were found.
Auch könnte man meinen, daß die Renzlerschen Thesen in ihren Ausführungen zu belegen versuchen, daß die Anwendung von Edelmetallelektroden oder nichtlöslicher mit Edelmetall beschichteten Arbeitselektroden eine industriell signifikante katalytische Wirkung nach sich ziehe.One might also think that Renzler 's theses in their Attempts have been made to demonstrate that the application of Noble metal electrodes or insoluble coated with noble metal Working electrodes have an industrially significant catalytic effect pull.
Dem steht entgegen - und dies kann selbst durch von Laien erstellten Versuchsreihen bestätigt werden -, daß die Anwendung von Edelmetall elektroden oder die Anwendung von mit Edelmetall beschichteten Elektroden bei Einlegung von Überspannung die Rücklösung der Edelmetallschicht durch eine stellenweise Auflösung der Edelmetallschicht und daher eine Anreicherung der Lösung durch Edelmetallionen zur Folge hat!This stands in the way - and this can even be done by laypeople Test series are confirmed - that the use of precious metal electrodes or the use of electrodes coated with precious metal Insertion of overvoltage the redissolution of the precious metal layer by a partial dissolution of the precious metal layer and therefore an enrichment of the Solution by precious metal ions!
Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Edelmetallschicht alleine dadurch unbrauchbar gemacht werden kann, daß bei der Anwesenheit von Schwermetallionen in dem Elektrolyten diese zum Teil an der Kathode abgeschieden werden können, wodurch dann die Edelmetallschicht in ihrer angeblichen katalytischen Wirkung sofort störend wirkt.It should be borne in mind that the noble metal layer alone can be made unusable in the presence of Heavy metal ions in the electrolyte partially on the cathode can be deposited, which then the precious metal layer in their alleged catalytic effect is immediately disruptive.
Bei der Anode kommt es durch die Überspannung zu so einem starken oxidativen Prozeß, daß die auf der Edelmetallanode gebildeten Zersetzungsprodukte eine Vergiftung des Katalysators vorprogrammieren, wodurch die Auflösung der Edelmetallschicht nur noch eine Frage der Zeit ist.With the anode, the overvoltage leads to such a strong one oxidative process that that formed on the precious metal anode Decomposition products pre-program poisoning of the catalyst, whereby the dissolution of the precious metal layer is only a matter of time.
Offensichtlich wurde auch die in der Praxis bekannte mögliche Entstehung einer organischen Sperrschicht - die bei dem Vorhandensein organischer Restsubstanzen an den Anoden bei Einlegung von Überspannung sich bilden wird - bei der Patenterteilung nicht berücksichtigt.The possible origins known in practice also became apparent an organic barrier layer - the one in the presence of organic Residual substances form on the anodes when overvoltage is applied is not taken into account when granting a patent.
Auch die Anwendung der anderen durch Herrn Renzler empfohlenen Arbeitselektroden, wie z. B. Al, Fe etc., wird ohne aufwendigste Nachbehandlungstechniken und ohne Verfälschung von Daten zur Anreicherung des zu behandelnden Elektrolyten durch Schwermetallione führen, was eine äußerst kosten intensive Nachbehandlung des Elektrolyten mit sich führt.Also the use of the others recommended by Mr. Renzler Working electrodes, such as B. Al, Fe etc., is without the most expensive Post-treatment techniques and without falsifying data for Enrichment of the electrolyte to be treated with heavy metal ions perform what an extremely costly post-treatment of the electrolyte with leads.
Auch die angebliche Beseitigung von PCP und anderen Giften - wie durch Herrn Renzler beschrieben - kann bei seiner "patentierten" Vorrichtung zu keiner industriell signifikanten oxidativen oder reduktiven Beseitigung oder Konzentrationssenkung von Schadstoffen führen.Even the alleged removal of PCP and other toxins - as by Mr. Renzler described - can with his "patented" device too no industrially significant oxidative or reductive disposal or Reduce the concentration of pollutants.
Vielmehr führt diese Anreicherung der zu behandelnden Lösung durch Schwermetallione, Organometallkomplexe, Zersetzungsprodukte der Elektrolyse oder der in derselben Lösung vorhandenen und/oder vorgelegten organischen Substanzen sehr oft zur Entstehung einer noch giftigeren Lösung der Zersetzungsprodukte (z. B. Reaktionsprodukt aus PCP zu TCP - je nach den Begleitstoffen mit bis zur ca. 10 facher (!) Toxizität des Ausgangsproduktes) der beschriebenen Neutralisationen, womit der beabsichtigte Effekt mit Sicherheit ausbleibt!Rather, this enrichment of the solution to be treated is carried out Heavy metal ions, organometallic complexes, decomposition products of Electrolysis or that present and / or presented in the same solution organic substances very often to form an even more toxic solution of the decomposition products (e.g. reaction product from PCP to TCP - depending on the accompanying substances with up to approx. 10 times (!) toxicity of the Starting product) of the described neutralizations, with which the the intended effect is certain to be absent!
In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, worin denn nun die Neuheit der Renzlerschen Thesen im Sinne des Patentgesetzes besteht.In this context, the question arises, what is the novelty of Renzler's theses exist in the sense of the patent law.
Zum Zwecke der besseren Verständlichkeit, werden jetzt durch uns einige Begriffe wie z. B. "Stromquelle JKB", "IONENSPEKTROSKOPIE", "synthetisch hergestellte biologische und/oder chemische Gifte" erklärt.For the sake of clarity, some are now being added by us Terms such as B. "Power source JKB", "ION SPECTROSCOPY", "synthetic produced biological and / or chemical poisons ".
Unter dem Begriff "Stromquelle JKB" ist eine durch die Dr. Knedla entwickelte Stromquelle zu verstehen, die dem Anwender eine Arbeit mit Gleich- und/oder Wechsel- und/oder Impulsstrom sowie Einkanal- und auch Mehrkanalbetrieb bei der Durchführung der Arbeiten erlaubt (Fig. 9, Fig. 10).Under the term "power source JKB" is one by Dr. Knedla developed power source to understand that allows the user to work with direct and / or alternating and / or pulse current as well as single-channel and multi-channel operation when performing the work ( Fig. 9, Fig. 10).
Die Stromquelle ist mit einem Mikrocomputer zur Steuerung der einzelnen Parameter ausgestattet, wobei die einzelnen Parameter untereinander in den verschiedensten Formen kombiniert werden können, wie z. B. Spannungs-, Strom-, Zeit-, Frequenz-, Impuls- und Kurvenartform etc., wobei der Betrieb dieser Stromquellen so ausgelegt ist, daß auch Arbeiten mit Hochspannung und Hochfrequenz möglich ist.The power source is with a microcomputer to control the individual Parameter equipped, the individual parameters among themselves in the various forms can be combined, such as. B. voltage, Current, time, frequency, pulse and curve type form etc., the operation this power source is designed to work with high voltage and high frequency is possible.
Ein synthetisch hergestelltes biologisches Gift ist ein künstlich hergestelltes bakteriologisches Material, welches z. B. durch eine genetische Manipulation an einer Zelle im Laboratorium für einen möglichen Einsatz als Massenvernichtungsmittel erzeugt, isoliert und hergestellt wurde.A synthetically made biological poison is an artificially made one bacteriological material which, for. B. by genetic manipulation a cell in the laboratory for possible use as Weapons of mass destruction were created, isolated and manufactured.
Ein synthetisch hergestelltes chemisches Gift ist eine, durch eine Synthese hergestellte organische Verbindung, wie z. B. Sarin, Soman, Tabun, PCP, TCCD, Phosgen etc., die auch als Massenvernichtungsmittel eingesetzt werden kann.A synthetic chemical poison is one, through synthesis prepared organic compound, such as. B. Sarin, Soman, Tabun, PCP, TCCD, phosgene etc., which are also used as a means of mass destruction can be.
Unter dem Begriff "IONENSPEKTROSKOPIE" ist zu verstehen, daß die Messung der Änderung einer Lichtwellenabsorbtion in der zeitlichen Abhängigkeit zwischen zweien/mehreren Arbeitselektroden, die an den Stromgeber JKB angeschlossen sind, erfolgt.The term "ION SPECTROSCOPY" means that the Measurement of the change in light wave absorption in time Dependency between two / more working electrodes connected to the Current sensors JKB are connected.
An der Lichtwellenabsorbtion wird die zeitliche Abhängigkeit von Spannung und/oder Strom und/oder Frequenz und/oder Impuls und/oder Kurvenart etc. gemessen. Die Technik der Durchführung ist aber mit der Technik der Ionen- Cyklotron-Resonanz-Spektroskopie nicht identisch; vielmehr stellt sie eine selbständige Meßmethode dar.The time dependence of voltage is shown in the light wave absorption and / or current and / or frequency and / or pulse and / or type of curve etc. measured. The technique of carrying out is with the technique of ion Cyclotron resonance spectroscopy not identical; rather, it represents one independent measurement method.
Die Anwendung dieser Technik mittels eines ionenspektroskopischen Konverters nach Dr. Knedla ermöglicht speziell einem kleinerem Betrieb mit einem herkömmlicher UV/VIS-Spektralphotometer des Meßbereiches 180- 52 000 nm, schnellste quantitative und qualitative Auswertungen. Zusätzliche Fluoreszenz-, Chemolumineszenz- und/oder IR-Spektralphotometer sind dann für die sichere Durchführung dieser Arbeiten nicht mehr erforderlich. Wir weisen darauf hin, daß die neuen Techniken auch die Nachweisgrenze von Schadstoffen beträchtlich steigern können. Im wesentlichen gesenkt werden können auch die Entwicklungskosten z. B. bei dem technischen Reaktionsverlauf für neue organische Verbindungen (Fig. 11, Fig. 12, Fig. 13)The application of this technique using an ion spectroscopic converter according to Dr. Knedla especially enables a smaller company with a conventional UV / VIS spectrophotometer in the measuring range 180- 52 000 nm, the fastest quantitative and qualitative evaluations. Additional fluorescence, chemiluminescence and / or IR spectrophotometers are then no longer required for the safe performance of this work. We would like to point out that the new techniques can also significantly increase the detection limit of pollutants. Development costs can also be substantially reduced. B. in the course of the technical reaction for new organic compounds ( Fig. 11, Fig. 12, Fig. 13)
Der Giftstoff wird nach dem Durchlauf durch die Öffnungskammer in die Verdünnungskammer mit Lösungsmittel versetzt und mit einer Alkali- oder Säurelösung auf den Reaktions-pH-Wert gebracht und danach in die elektrochemische Reaktionskammer gepumpt.The toxin is passed through the opening chamber into the Dilution chamber mixed with solvent and with an alkali or Acid solution brought to the reaction pH and then in the electrochemical Pumped reaction chamber.
Nach der Abspaltung der Halogen- und/oder anderer funktioneller Gruppen wird die Lösung der ersten Kammer nach dem Durchlauf durch die Beruhigungsstrecke in die zweite elektrokatalytische Kammer geführt.After splitting off the halogen and / or other functional Groups will pass through the solution of the first chamber after the run the calming section led into the second electrocatalytic chamber.
Nach ca. 20 min. Reaktionszeit sind die org. Zersetzungsprodukte wie Methylalkohol, Ameiseeinsäure, Trimethylenoxid oder eine andere organische Verbindung durch Dialysenprozeß getrennt worden und die verunreinigte Phosphat- und/oder Fluoridlösungen werden erneut der Reaktionskammer zugeführt und erst nach der Anreicherung durch die Zersetzungsprodukte einem Trennungsprozeß ausgesetzt.After about 20 min. Response time are the org. Decomposition products such as methyl alcohol, formic acid, trimethylene oxide or another organic compound has been separated by dialysis and the contaminated Phosphate and / or fluoride solutions become the reaction chamber again fed and only after the enrichment by the decomposition products subjected to a separation process.
Die durch die Elektrokatalyse entstehenden Zersetzungsprodukte sind einer Regeneration unterzogen worden, wobei die erhaltenen Regenerate eine technische sowie höchste Reinheit besitzen können. The decomposition products created by electrocatalysis are one Regeneration has undergone, the regenerates obtained a technical as well as being of the highest purity.
Schematische Darstellung einer Neutralisationsanlage für die Beseitigung synthetisch hergestellter chemischer Gifte (z. B. Soman, Sarin etc.)Schematic representation of a neutralization system for disposal synthetically produced chemical poisons (e.g. soman, sarin, etc.)
Die Anlage kann beliebig erweitert werden.The system can be expanded as required.
1. Die Fuhrwerkvorrichtung vom Lager zur Expansionskammer1. The wagon device from the warehouse to the expansion chamber
2. Die Expansionskammer mit integriertem Vorratsbehälter mit Neutralisationskonzentrat zur Behälterreinigung und ausgestattet mit automatischer Öffnungsanlage für den der Kammer zugeführtem Giftaufbewahrungsbehälter (Fig. 2).2. The expansion chamber with an integrated storage container with neutralization concentrate for cleaning the container and equipped with an automatic opening system for the poison storage container supplied to the chamber ( FIG. 2).
3. Verdünnungskammer mit integrierter Anlage zur pH-Wert-Einstellung und integrierter Filteranlage (Fig. 3).3. Dilution chamber with integrated system for pH adjustment and integrated filter system ( Fig. 3).
4. Flockungsanlage mit integrierter Schlammpresse (Fig. 4).4. Flocculation system with integrated mud press ( Fig. 4).
5. Eine elektrochemische Neutralisationszelle der ersten Stufe. Als Arbeitselektroden werden nichtlösliche und/oder lösliche metallische- und/oder nichtmetallische Elektroden verwendet. Das verwendete Material der Arbeitselektroden richtet sich nach der Art des zu neutralisierenden Giftes. Bei der elektrolytischen Spaltung eines synthetisch hergestellten chemischen Giftes (z. B. Sarin) erfolgt in der ersten Stufe der Neutralisation ein Austausch fremder Radikalionen durch die bei der Elektrolyse entstehenden Sauerstoff- und/oder Wasserstoffatome. Eine zusätzliche Teiloxydation oder Teilreduktion der Ausgangsprodukte ist möglich. Die sich in der Lösung befindlichen Fremdmetallione werden an der Kathode abgeschieden. Die Arbeitselektroden sollten in keinem Falle mit einer Edelmetallschicht überzogen werden!5. A first stage electrochemical neutralization cell. When Working electrodes become insoluble and / or soluble metallic and / or non-metallic electrodes are used. The material used in the Working electrodes depend on the type of poison to be neutralized. At the electrolytic cleavage of a synthetically produced chemical Poison (e.g. sarin) is exchanged in the first stage of neutralization foreign radical ions due to the oxygen generated during electrolysis and / or hydrogen atoms. An additional partial oxidation or partial reduction the starting products are possible. The ones in the solution Foreign metal ions are deposited on the cathode. The working electrodes should never be covered with a layer of precious metal!
Für einen optimalen Verlauf der elektrochemischen Neutralisation muß die Plazierung der Elektroden und die Einleitung der Strömung des zu neutralisierenden Elektrolyts vorgenommen werden.For an optimal course of the electrochemical neutralization, the Placement of the electrodes and the initiation of the flow of the neutralizing electrolyte.
Die Arbeitselektroden müssen immer so plaziert sein, daß das Elektrolyt den bei der Elektrolyse entstehenden Sauerstoff und/oder Wasserstoff noch im reaktionsfähigen Zustand übernehmen kann und noch während des Transportes zur Gegenelektrode von unten nach oben erfolgt. In den Wänden der Anlage der ersten Stufe muß eine Heiz- und/oder Kühlanlage integriert sein. Diese Anlage arbeitet bei von -70°C bis +500°C. In dem Deckel der Anlage ist eine Öffnung integriert. Diese Öffnung ist an einem Sammelbehälter, der Rektifikationsanlage, welche u. a. mit einer lamdaähnlich gesteuerten Nachverbrennungsanlage ausgestattet ist, angeschlossen. Und dieser Sammelbehälter kann u. a. Zuleitungen von anderen Stellen der Neutralisationsanlage haben, wobei eine Leitung des Kessels zur Rektifikationskolonne führt und eine andere Leitung zu der lamdaähnlich gesteuerten Nachverbrennungsanlage führt. Die vorgesehenen Überwachungsanlagen können an jedem Teil der Anlage angeschlossen werden und erlauben die quantitative und qualitative Überwachung des Verlaufes der Neutralisation vorzunehmen. Bei der elektrokatalytischen Neutralisation biologischer Gifte ist die Anwendung löslicher Metallelektroden erforderlich. Der Überlauf des Behälters muß an den Beruhigungsbehälter fixiert werden (Fig. 5).The working electrodes must always be placed in such a way that the electrolyte can still take over the oxygen and / or hydrogen generated during the electrolysis in a reactive state and still occurs from the bottom to the top during transport to the counterelectrode. A heating and / or cooling system must be integrated in the walls of the first stage system. This system works at from -70 ° C to + 500 ° C. An opening is integrated in the cover of the system. This opening is connected to a collecting container, the rectification system, which is equipped, among other things, with a lambda-like afterburning system. And this collecting container can have feed lines from other points in the neutralization system, one line of the boiler leading to the rectification column and another line leading to the lambda-like afterburning system. The intended monitoring systems can be connected to any part of the system and allow quantitative and qualitative monitoring of the course of the neutralization. The use of soluble metal electrodes is required for the electrocatalytic neutralization of biological poisons. The overflow of the tank must be fixed to the still tank ( Fig. 5).
6. Der Überlauf des Neutralisationsbehälters der ersten Stufe muß in den Behälter integriert und an einer Beruhigungsstrecke angeschlossen sein. Hier erfolgt die Zugabe der erforderlichen Menge an Flockungsmitteln und auch die pH-Wert-Einstellung unter ständiger Rührung der Lösung. Das entwässerte Sediment wird dann als Gefahrengut einer Verbrennungsanlage zugeführt. Das hier enthaltene Filtrat wird wieder den Anlagen der Rektifikationssammelbehälter und erst danach dem Kreislauf der Lösungsmittel zugeführt. Der bei der Beseitigung biologischer Gifte anfallende Schlamm wird einer anaeroben Gärung zur Biogasproduktion zugeführt (Fig. 7). Das so gewonnene Biogas kann dann für die Heizungsanlage und auch für die Erzeugung von elektrischem Strom verwendet werden.6. The overflow of the neutralization tank of the first stage must be integrated in the tank and connected to a calming section. This is where the required amount of flocculants is added and the pH is adjusted while stirring the solution. The dewatered sediment is then sent to an incinerator as dangerous goods. The filtrate contained here is returned to the systems of the rectification collection tanks and only then to the solvent cycle. The sludge from the removal of biological poisons is sent to anaerobic fermentation for biogas production ( Fig. 7). The biogas obtained in this way can then be used for the heating system and also for the generation of electrical current.
7. Anlage zur pH-Wert-Einstellung. In ihrer Ausführung ähnlich der Anlage 4 (Fig. 3).7. Plant for pH adjustment. In its design similar to the system 4 ( Fig. 3).
8. Hilfsanlage zur Vorbereitung der Elektrolytlösung vor der endgültigen elektrokatalytischen Zersetzung und/oder Umsetzung durch Zugabe von Reaktionshilfsmitteln mit nachfolgender Filtration der Lösung (Fig. 4).8. Auxiliary system for preparing the electrolyte solution before the final electrocatalytic decomposition and / or reaction by adding reaction aids with subsequent filtration of the solution ( Fig. 4).
9. Anlage zur elektrokatalytischen Zersetzung und/oder Umsetzung organischer Substanzen. Die verwendeten Elektroden sind in beiden Fällen nichtlösliche Glaskohlenstoffelektroden. Zwischen den Arbeitselektroden befindet sich mindestens ein Katalysatorring. Die Strömung des Elektrolyten muß so vorgenommen werden, daß die Lösung erst nach der Anreicherung des durch die Elektrolyse erhaltenen Sauerstoffes und/oder Wasserstoffes an den Katalysatorring geführt wird. Die Strömung muß immer von unten nach oben erfolgen, wobei die Strömungsgeschwindigkeit so hoch gewählt werden sollte, daß der Sauerstoff noch im reaktionsfähigem Zustand (als Singulett- oder Triplettsauerstoff) vorhanden ist. Die Arbeitselektrode ist an einer Wechselstrom- und/oder Gleichstrom- und/oder Impulsstromquelle angeschlossen. Zur Verbesserung der Reaktionsausbeute ist ein Rührer installiert. In der Decke des Behälters der Rektifikationsanlage sind Heiz- und Kühlanlagen, die im Temperaturbereich von -70°C bis +500°C arbeiten können, integriert. In der Decke des Behälters befindet sich ein Überlaufanschluß, welcher an einen Sammelbehälter der Rektifikationsanlage angeschlossen ist. In der Wand des Behälters befindet sich ein Überlauf, welcher an die Beruhigungsstrecke befestigt ist (Fig. 6, 8, 17).9. Plant for electrocatalytic decomposition and / or conversion of organic substances. The electrodes used in both cases are insoluble glassy carbon electrodes. At least one catalyst ring is located between the working electrodes. The flow of the electrolyte must be carried out in such a way that the solution is led to the catalyst ring only after the oxygen and / or hydrogen obtained by the electrolysis has been enriched. The flow must always be from bottom to top, the flow rate should be chosen so high that the oxygen is still present in the reactive state (as singlet or triplet oxygen). The working electrode is connected to an alternating current and / or direct current and / or pulse current source. A stirrer is installed to improve the reaction yield. Heating and cooling systems that can work in the temperature range from -70 ° C to + 500 ° C are integrated in the ceiling of the rectification system tank. In the ceiling of the container there is an overflow connection which is connected to a collecting container of the rectification system. In the wall of the container there is an overflow which is attached to the calming section ( Fig. 6, 8, 17).
10. Integrierte Beruhigungsstrecke, in ihrer Ausführung ähnlich der Beruhigungsstrecke (Fig. 7).10. Integrated calming section, similar in design to the calming section ( Fig. 7).
Claims (65)
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