DK144125B

DK144125B - PROCEDURE FOR DISPOSAL OF MERCURY OIL FROM MERCURY SLAM

Info

Publication number: DK144125B
Application number: DK197176AA
Authority: DK
Inventors: G Generini
Original assignee: Anic Spa
Priority date: 1975-05-05
Filing date: 1976-05-03
Publication date: 1981-12-14
Also published as: SE408560B; FR2310317B1; CA1076363A; SE7605055L; BE841467A; JPS5915718B2; IT1037842B; AU1312176A; NL7604821A; DE2619883A1; GB1524464A; JPS51134377A; DK144125C; DD125000A5; DK197176A; AU499936B2; NO142871C; NO761536L; NO142871B; FR2310317A1

Description

(19) DANMARK \Ra, (wt(19) DENMARK \ Ra, (wt

|j| (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT od 1H125B| J | (12) PUBLICATION MANUAL OR 1H125B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENETDIRECTORATE OF THE PATENT AND TRADEMARKET SYSTEM

(21) Ansøgning nr. 1971/76 (51) |nt.Cl.s C 02 F 11/18 (22) Indleveringsdag 2* maj 1976 C 22 B 43/00 (24) Løbedag 3· maj 1976 (41) Aim. tilgængelig 6. HOV. 1976 (44) Fremlagt 1^·· &ec. 19^1 (86) International ansøgning nr. “ (86) International indleveringedag -(85) Videreførelsesdag “ (62) Stamensøgning nr. ”(21) Application No. 1971/76 (51) | nt.Cl.s C 02 F 11/18 (22) Filing day 2 * May 1976 C 22 B 43/00 (24) Race day 3 · May 1976 (41) Aim . available 6. HOV. 1976 (44) Presented 1 ^ ·· & ec. 19 ^ 1 (86) International Application No. "(86) International Filing Day - (85) Continuation Day" (62) Stock Application No. "

(30) Prioritet 5· maj 1975* 22997/75.» IT(30) Priority 5 · May 1975 * 22997/75. » IT

(71) Ansøger ANIC S.P.A·» Palermo» IT.(71) Applicant ANIC S.P.A · »Palermo» IT.

(72) Opfinder Gianni Generinl, IT.(72) Inventor of Gianni General, IT.

(74) Fuldmægtig Internationalt Patent-Bure au.(74) Plenipotentiary International Patent-Bure au.

(54) Fremgangsmåde til bortdestillering af kviksølv fra kviksølvholdigt slam.(54) Process for distilling mercury from mercury-containing sludge.

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til bortdestillering af kviksølv fra kviksølvholdigt slam, ved hvilken slammet underkastes opvarmning i vakuum.The present invention relates to a process for distilling mercury from mercury-containing sludge, in which the sludge is subjected to heating in vacuo.

Mange kemiske og elektrokemiske processer, hvori der anvendes kviksølv eller kviksølvforbindelser, frembyder forureningsproblemer, da spildstoffer fra disse processer (vand og udstrømningsgas) indeholder kviksølv i en sådan mængde, at man ikke kan udlede dem uden alvorlige farer.Many chemical and electrochemical processes using mercury or mercury compounds present pollution problems, as wastes from these processes (water and effluent) contain mercury in such an amount that they cannot be discharged without serious dangers.

GQGQ

Der er blevet foreslået forskellige metoder til at fjerne metallisk kvik- j\| sølv fra affaldsslam, som f.eks. det, der koraner fra elektrolyseceller,fra pro- *7 cesser, der anvender kviksølvforbindelser som katalysatorer, osv.Various methods of removing metallic mercury have been proposed silver from waste sludge, such as the Quran from electrolysis cells, from processes using mercury compounds as catalysts, etc.

JJ

J· Slammet kan f.eks. filtreres i et roterende filter under negatj-vt tryk (for først at fjerne vand), hvorefter det opvarmes og tørres i flertrinsovne.J · The sludge may e.g. filtered in a rotary filter under negative pressure (to remove water first), then heated and dried in multistage ovens.

ί 2 mmabout 2 mm

Herefter kan man opsamle kviksølv, der er fordampet (destilleret), i kondensationssystemer (Chemical Engineering Progress, marts 1974, side 73-80), eller det er muligt at ty til en behandling med harpikser, der virker som chelerende midler, og som kan regenereres, hvorved man opnår, at det fraskilte kviksølv genvindes (Chemical Economy and Engineering Review, 5. 1972 side 64-65).Then, mercury evaporated (distilled) can be collected in condensation systems (Chemical Engineering Progress, March 1974, pages 73-80), or it is possible to resort to a treatment with resins which act as chelating agents and which can is regenerated to obtain the recovered mercury (Chemical Economy and Engineering Review, 5. 1972 pages 64-65).

Ved ingen af de ovenfor nævnte metoder fjernes kviksølv imidlertid i tilstrækkelig mængde (det har aldrig været muligt at nå betragteligt under 0,1 ppm).However, in none of the above-mentioned methods, mercury is removed in sufficient quantity (it has never been possible to reach considerably below 0.1 ppm).

Det har nu overraskende vist sig, at det er muligt yderligere at sænke kviksølvniveauet eller at opnå næsten fuldstændig fjernelse heraf.It has now surprisingly been found that it is possible to further lower the mercury level or achieve almost complete removal thereof.

Med den foreliggende opfindelse tilsigtes at tilvejebringe en enkel og billig fremgangsmåde til at fjerne kviksølv fra kviksølvholdigt slam, hvilken fremgangsmåde består i, at man under vakuum opvarmer slammet efterfulgt af kondensation af dampen, også i vakuum, hvorefter man kondenserer under overtryk og derpå opsamler det kondenserede kviksølv.The present invention aims to provide a simple and inexpensive process for removing mercury from mercury-containing sludge, which consists in heating the sludge under vacuum followed by condensation of the steam, also in vacuo, and then condensing it under pressure and then collecting it. condensed mercury.

Det tilbageblevne slam og kondensater kan således skaffes af vejen uden yderligere forureningsfare, da fjernelsen af kviksølv kan bringes så vidt, at -8 man i sådanne rester finder værdier af størrelsesordenen 10 %.Thus, the residual sludge and condensates can be obtained by the road without any further contamination hazard, since the removal of mercury can be brought to such an extent that -8 found in such residues values of the order of 10%.

Mere specielt er fremgangsmåden ifølge opfindelsen baseret på en første opvarmning af spildslammet ved en temperatur i området fra 200°C til 350°C, idet opvarmningen udføres under negativt tryk i området 0,06 til 0,1 ata. Herefter kondenseres den således opnåede damp, stadigt under det samme negative tryk, ved lavere temperaturer i området 20°C til 50°C. Yderligere små mængder af damp kondenseres ved et tryk på 2-3 ata og ved temperaturer mellem 5 og 35°C, inden man leder de inerte gasser ud i atmosfæren. Både denMore particularly, the process according to the invention is based on a first heating of the waste sludge at a temperature in the range of 200 ° C to 350 ° C, the heating being carried out under negative pressure in the range 0.06 to 0.1 ata. Subsequently, the vapor thus obtained, still under the same negative pressure, is condensed at lower temperatures in the range of 20 ° C to 50 ° C. Further small amounts of steam are condensed at a pressure of 2-3 ata and at temperatures between 5 and 35 ° C before discharging the inert gases into the atmosphere. Both it

OISLAND

faste og den gasformige fase indeholder kviksølv af størrelsesordenen 10 %.solid and the gaseous phase contains mercury of the order of 10%.

For at fremgangsmåden ifølge opfindelsen bedre kan forstås, vil der i det følgende blive omtalt et særligt kontinuert system, beregnet til udførelse af fremgangsmåden i praksis.For a better understanding of the method according to the invention, a particular continuous system, intended for carrying out the method in practice, will be described in the following.

Der er imidlertid her kun tale om et illustrerende eksempel. Enhver fagmand vil være i stand til at gennemføre fremgangsmåden ifølge opfindelsen ved at anvende andet apparatur, uden derved at komme uden for den foreliggende opfindelses rammer.However, this is only an illustrative example. Any person skilled in the art will be able to carry out the method of the invention using other apparatus, without thereby departing from the scope of the present invention.

Idet der henvises til tegningen, kan man betragte fremgangsmåden som udført i to trin, der svarer til to adskilte sektioner, nemlig en ovn til kontinuert opvarmning af slammet og et kondensationssystem under subatmosfæriske tryk af den barometriske type.Referring to the drawing, the process can be considered as performed in two steps corresponding to two separate sections, namely a furnace for continuous heating of the sludge and a condensation system under subatmospheric pressure of the barometric type.

Den beskrevne ovn er af den kontinuerte type, der er indirekte opvarmet ved hjælp af elektriske modstande. Den består af et vandret cylindrisk legeme, 3 14 Λ12 5 der er opvarmet udefra ved hjælp af et sæt modstande 2, der er uafhængige af hinanden, således at man kan opnå forskellige opvarmningsgrader afhængigt af ovnens fyldning og af koncentrationen af vand og kviksølv.The furnace described is of the continuous type which is indirectly heated by electric resistors. It consists of a horizontal cylindrical body, heated from the outside by a set of resistors 2 which are independent of each other, so that different degrees of heating can be obtained depending on the filling of the furnace and on the concentration of water and mercury.

Ved den ene ende af det cylindriske legeme findes der en vandret slapitil-ledningsåbning 3 , ved den anden ende findes der en "kuppel" 4 til at fjerne dampe og i den underliggende del en åbning 5 , hvis diameter er lig med ovnens diameter, til fjernelse af affaldsasken. Slamtilførselsmekanismen er, som vist ved tværsnittet A-A, af snekkepressetypen 6 (stigningen af skruen bliver min,, dre og mindre) med et ekstruderingshoved udstyret med knivblade. Systemet drives af en elektrisk motor med reduktionsgear, der har en hast'ighedsmoderator 7.At one end of the cylindrical body there is a horizontal slack inlet opening 3, at the other end there is a "dome" 4 for removing vapors and in the underlying part an opening 5 whose diameter is equal to the diameter of the furnace. removing the waste bin. The sludge feed mechanism, as shown by cross-section A-A, is of the screw press type 6 (the rise of the screw becomes smaller and smaller) with an extrusion head equipped with knife blades. The system is powered by an electric motor with a reduction gear having a speed moderator 7.

En sådan udformning sikrer under processen en fuldstændig tætning øver for tab af vakuum i systemet. Den automatiske variation af tilførselsakslens omdrejninger er en funktion af dampenes temperatur (t) i den sidste del af ovnen. Det produkt, der tilføres ovnen, må være et slam, der højst indeholder 45-50% fugtighed, og som er blevet neutraliseret (dersom det er surt) til en pH-værdi, der i hvert tilfælde er basisk (8-9). I det indre af det cylindriske legeme roteres en aksel 8 , der er udstyret med en snekke 9 for at tilføre materialet. Snekken er udstyret med særlige skrabeblade 10 , idet disse omrører slammet, medens det opvarmes, og idet de yderligere sikrer, at der ikke kan ske tilstopning af snekken.Such a design ensures a complete seal during the process for loss of vacuum in the system. The automatic variation of the supply shaft turns is a function of the temperature (t) of the steam in the latter part of the furnace. The product supplied to the furnace must be a sludge containing not more than 45-50% moisture and which has been neutralized (if acidic) to a pH value that is in each case basic (8-9). In the interior of the cylindrical body, a shaft 8 equipped with a screw 9 is rotated to supply the material. The worm is equipped with special scraper blades 10, which stir the mud while it is being heated and further ensure that the worm cannot be clogged.

Skruens rotation sker ved hjælp af et hastighedsreducerende gear H , der er anbragt ved den ene ende af ovnens cylindriske legeme. Gearets elektriske motor 12 (2-trins) er af den art, der overfører vridningsmomentet ved hjælp af magnetiske forlængere, således at vakuumlukningen er fuldstændig tæt.The rotation of the screw is effected by means of a speed reducing gear H arranged at one end of the cylindrical body of the furnace. The electric motor 12 (2-stage) of the gear unit is of the type that transmits the torque by means of magnetic extensions, so that the vacuum closure is completely sealed.

Den hastighedsreducerende enhed 11 må nødvendigvis være anbragt i et vakuumkammer 13 og adskilt fra ovnlegemet med en pakning. Oynens drift; er meget simpel og fuldstændig automatisk.The speed reducing unit 11 must necessarily be placed in a vacuum chamber 13 and separated from the furnace body by a gasket. The operation of the eye; is very simple and completely automatic.

Når slammet kommer fra tilførselsekstruderen føres det fremad ved hjælp af snekken, således at det, efter først at være afva^det, herefter begynder at blive opvarmet med det resultat, at kviksølvindholdet destillerer af.When the sludge comes from the feed extruder, it is advanced by means of the worm, so that, after being first wiped, it then begins to heat with the result that the mercury content distills off.

Arbejdsbetingelserne er 0,06 ata ved ca. 250°C, idet disse betingelser sikrer, at der sker fordampning af al det kviksølv, der findes i slammet. Arbejdsbetingelserne, der er specificeret ovenfor, opretholdes automatisk med slammets tilførselshastighed og med følgende forarbejdningspprametre: a) omdrejningshastigheden af fødesnekken (2 hastigheder) b) tilslutning af de forskellige elektriske modstande.The working conditions are 0.06 ata at approx. 250 ° C, these conditions ensuring that all the mercury contained in the sludge is evaporated. The working conditions specified above are automatically maintained at the sludge feed rate and with the following processing parameters: a) the feed screw rotation speed (2 speeds) b) the connection of the various electrical resistors.

Det er således muligt at sikre, at kviksølvindholdet af den aske, der kommer fra snekken, bogstavelig talt er nul.Thus, it is possible to ensure that the mercury content of the ash coming from the worm is literally zero.

4 1441254 144125

Da det i den sidste del af ovnen er nødvendigt at sikre, at alle dampe, der kommer fra slammet, overføres til kondensationssystemet, medens det samtidigt er nødvendigt, at affaldsasken fjernes kontinuert fra et system, der er under negativt tryk, har følgende vist sig formålstjenligt:Since in the latter part of the furnace it is necessary to ensure that all vapors coming from the sludge are transferred to the condensation system, while at the same time it is necessary to continuously remove the waste ash from a system under negative pressure, the following has been found expedient:

Asken, der kommer fra snekken, falder ned i en tragt 14 , der også er opvarmet med elektriske modstande. Herfra overføres den til en beholder 15 , der er anbragt i et vis barometrisk niveau, en såkaldt "dissolver", i hvilken der findes et vis vandniveau 16The ash coming from the worm falls into a funnel 14 which is also heated by electrical resistors. From here it is transferred to a container 15 disposed at a certain barometric level, a so-called "dissolver", in which there is a certain water level 16

Temperaturen af vandet holdes automatisk på en konstant værdi (37°C), hvilket er lidt over den temperatur, der svarer til vandets damptryk under de samme betingelser ved normal drift på 0,06 ata (t = 35,8°C). Denne foranstaltning virker således, at når den varme aske falder i vandet, virker en vis mængde damp (en direkte funktion af asketemperaturen og dens varmefylde), som er overophedet af tragtens varme vægge til 250°C, i modstrøm med asken og forhindrer kondensation af kviksølv og således tilstedeværelsen af metal i affaldsasken.The temperature of the water is automatically maintained at a constant value (37 ° C), which is slightly above the temperature corresponding to the water vapor pressure under the same conditions under normal operation of 0.06 ata (t = 35.8 ° C). This measure works so that when the hot ash drops into the water, a certain amount of steam (a direct function of the ash temperature and its density), which is superheated by the hot walls of the hopper to 250 ° C, acts countercurrent with the ash and prevents condensation of the ash. mercury and thus the presence of metal in the waste bin.

For at fremme opløsningen af asken i vandet findes en pumpe 17 , der frembringer en kraftig recirkulering gennem dissoiveren.To promote the dissolution of the ash in the water, there is a pump 17 which produces vigorous recycling through the dissociator.

Endelig tilvejebringes og tilføres, med sædvanlige niveau-kontrolsystemer, termostatisk kontrolleret vand, efterhånden som den opløste aske fjernes. Dampene, der kommer fra ovnens kuppel 4 med en temperatur på 250°C indeholder, næsten udelukkende, overophedet damp, der i det væsentlige kommer fra den fugtighed, der indeholdes i det tilførte slam plus den damp, der strømmer i modstrøm med affaldsasken, samt naturligvis kviksølvdampe.Finally, with conventional level control systems, thermostatically controlled water is provided and supplied as the dissolved ash is removed and supplied. The vapors coming from the furnace dome 4 at a temperature of 250 ° C contain, almost exclusively, superheated vapor which is essentially from the moisture contained in the feed sludge plus the vapor flowing countercurrent with the waste box, as well as of course mercury vapors.

Al vanddamp og anden damp føres til en lodret rørkondensator 18 , der er vandkølet (forarbejdning sker i rørene på grund af muligheden for medført støv).All water vapor and other vapor are fed to a vertical tube condenser 18 which is water-cooled (processing takes place in the pipes due to the possibility of entrained dust).

Kondensatet opsamles i bunddelen af en opsamler 19 med vandlås, der er anbragt i et vis barometrisk niveau, og hvis udløb har direkte forbindelse, ved 0 niveauet, med en i forbindelse med atmosfæren stående opsamlingsbeholder 20.The condensate is collected in the bottom part of a water trap collector 19 located at a certain barometric level and the outlet of which has direct connection, at the 0 level, with a collection container 20 connected to the atmosphere.

Et sådant kondensat består af vand og kviksølv. Vandet flyder bort gennem en overløbsledning 21 , medens kviksølvet automatisk fraføres med en hævert 22 fra bunden af beholderen.Such condensate consists of water and mercury. The water flows through an overflow conduit 21, while the mercury is automatically dispensed with a heater 22 from the bottom of the container.

Dampfasen i opsamleren 19 består af vanddamp samt spor af kviksølvdamp samt de uundgåelige ikke-kondenserede fraktioner. Disse består næsten udelukkende af luft, der kommer fra den luft, der er opløst i vandet, der opløser asken, samt den luft, der er indesluttet i det neutraliserede urensede slam.The vapor phase in collector 19 consists of water vapor as well as traces of mercury vapor as well as the inevitable non-condensed fractions. These consist almost entirely of air coming from the air dissolved in the water dissolving the ash, as well as the air contained in the neutralized uncleaned sludge.

Disse dampe fraføres med en væskeringvakuumpumpe 23 , der skal holde systemet på et tryk på 0,06 ata.These vapors are dispensed with a liquid ring vacuum pump 23 to maintain the system at a pressure of 0.06 ata.

144125 5144125 5

Det er klart, at procenten af kviksølvdampe på indsugningssiden af pumpen er en direkte funktion af kølevandets temperatur i veksleren 18 . For at sikre 3 en værdi på 0,1 milligram Hg pr. normal m atmosfæriske udstrømningsluft,sendes pumpens indhold til en anden vandkondensator 24 , hvori der ved et tryk på 1 til 3 atmosfærer, kontrolleret af en trykregulator,sker en yderligere kondensation.It is clear that the percentage of mercury vapors on the suction side of the pump is a direct function of the temperature of the cooling water in the exchanger 18. To ensure 3 a value of 0.1 milligram Hg per day. normal m atmospheric effluent air, the contents of the pump are sent to another water capacitor 24, where at a pressure of 1 to 3 atmospheres, controlled by a pressure regulator, further condensation occurs.

Hvis vakuumpumpens indretning ikke tillader et meget stort trykfald, kan kølemidlet for kondensatoren 24 som alternativ også være vandkølet mindst ned til 4-6°C. Dette vand koraner fra et kølesystem, der har meget små dimensioner på grund af den ringe mængde damp, der er involveret.If the vacuum pump device does not allow a very large pressure drop, the refrigerant for the capacitor 24 may alternatively also be water cooled at least down to 4-6 ° C. This water Qurans from a cooling system that has very small dimensions due to the small amount of steam involved.

Alt i alt er mængden af atmosfærisk udstr ftonings luft, ligemeget hvilket af de to nævnte systemer man anvender, kun af størrelsesordenen nogle få tiendedele liter pr. time med et indhold af Hg, der altid er mindre end 0,1 mg pr. normal kubikmeter.All in all, the amount of atmospheric emission air, no matter which of the two mentioned systems is used, is only of the order of a few tenths of a liter. per hour with a content of Hg which is always less than 0.1 mg per hour. normal cubic meters.