ES2575567T3 - Procedimiento y dispositivo para la descontaminación de materiales contaminados - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la descontaminación de materiales contaminados, caracterizado por que comprende las operaciones que consisten en: cargar los materiales a tratar en un recinto apropiado para ser sometido a alto vacío; poner el recinto a un primer vacío inferior a 20 mbar e inyectar a continuación un gas de inertización, en particular nitrógeno, hasta que la presión en el recinto aumente por encima de aproximadamente 950 mbar; calentar el contenido del recinto, bajo convección forzada, a una temperatura que se mantiene inferior o igual a aproximadamente 220 ºC, mientras que: se realiza una nueva puesta al vacío hasta una presión residual de aproximadamente 0,1 mbar, mientras se mantiene el calentamiento; a continuación se inyecta un gas inerte, en particular nitrógeno, hasta que la presión aumente a aproximadamente 950 mbar; y a continuación enfriar el contenido del recinto bajo convección forzada; y descargar el recinto de los materiales descontaminados de este modo, mientras que los productos de polución/contaminantes extraídos han sido evacuados en forma de destilado.
Description
DESCRIPCION
Procedimiento y dispositivo para la descontaminacion de materiales contaminados 5 Campo de la invencion
La presente invencion se refiere al campo de la descontaminacion. De forma mas particular se refiere a la descontaminacion de materiales contaminados de tipos variados y de diversas categonas, en particular para extraer los PCB y/o otros agentes de polucion/contaminantes.
10
En este contexto, se entiende que "otros agentes de polucion/contaminantes" son productos de tipo contaminante y/o agentes de polucion que se pueden vaporizar por calentamiento al vado, y que en particular presentan una volatilidad que se parece o se puede comparar con la de los PCB. La mayona de las veces los agentes de polucion/contaminantes de este tipo son los policloro-bifenilos propiamente dichos, los policlorobencil-toluenos, o 15 incluso los policloroterfenilos. Pero tambien se puede tratar, de manera mas general, de todos los compuestos poco volatiles, tales como los COV (compuestos organicos volatiles) como por ejemplo los complejos halogenos o no halogenos que se pueden destilar al vado, o incluso compuestos clorados y/o bromados volatiles, o mas generalmente todos los fluidos dielectricos contenidos clasicamente en los aparatos electricos, asf como compuestos organoclorados que provienen de la industria de los pesticidas.
20
En efecto, las autoridades y las normas en vigor o futuras ya exigen reducir el contenido residual de contaminantes en los materiales contaminados de todo tipo por debajo de un contenido de 50 ppm, y preferentemente por debajo de 20 ppm.
25 Antecedentes tecnologicos
Se conocen procedimientos para la descontaminacion de materiales contaminados por los PCB, en los que se usa un disolvente en fase de vapor o en fase lfquida, que funciona con una depresion debil o incluso a presion atmosferica.
30
Ademas, el documento FR 2743801 describe un procedimiento para la destruccion de policlorobifenilos mediante una hidrogenacion catalftica, realizada sobre los policlorobifenilos disueltos o en suspension en una solucion acuosa.
El documento WO 9552648 divulga un procedimiento biologico para permitir la descloracion de PCB por inoculacion 35 metanogenica anaerobia.
El documento EP 0098811 describe un procedimiento para extraer el PCB de dispositivos electromecanicos que lo contienen, por inmersion en una camara cerrada alimentada con vapores de un disolvente adecuado.
40 El documento EP 1432477 B1 describe un procedimiento para la descontaminacion de materiales contaminados por los PCB, en el que la descontaminacion se realiza por via termica en ausencia de oxfgeno, ventajosamente a alto vado. Un procedimiento de este tipo permite descontaminar todo tipo de materiales contaminados con los PCB y descomponer estos sin producir dioxinas o furanos, que son productos altamente contaminantes.
45 Todavfa existfa una necesidad de un procedimiento de descontaminacion altamente eficaz, capaz de proporcionar una descontaminacion sin produccion de dioxinas o furanos en una amplia gama de contaminantes (tales como los PCB en el sentido estricto y analogos, PCBT, PCT y otros compuestos organicos volatiles), y para las materias y/o los materiales contaminados mas diversos.
50 Sumario de la invencion
Ahora se ha encontrado que estos objetivos, asf como otros, se pueden lograr con un procedimiento y un aparato que pone en practica un recinto confinado en el que se introduce el material contaminado y en el que: un primer tiempo en un vado de aproximadamente 20 mbar va seguido por una inyeccion de gas inerte y de un calentamiento 55 a una temperatura que no supera aproximadamente 220 °C, con conveccion forzada, y a continuacion la presion se reduce a aproximadamente 0,1 mbar, se establece un bypass (o derivacion o doble flujo de bombeo), y se introduce un gas inerte para llevar la presion por encima de aproximadamente 950 mbar, a continuacion se realiza un enfriamiento con conveccion forzada. Los contaminantes se separan entonces en el transcurso del procedimiento como un destilado.
60
Un objetivo de la presente invencion es por lo tanto proporcionar una tecnica y un aparato eficaces de acuerdo con varios puntos de vista, para la descontaminacion de materiales contaminados por PCB y otros contaminantes.
Otro objetivo es proporcionar una tecnica de este tipo y un aparato de este tipo que proporcionen una 65 descontaminacion sin produccion de dioxinas o de furanos.
2
Se ha conseguido realizar estos objetivos, as^ como otros, que surgiran siguiendo la presente descripcion, mediante un procedimiento y un aparato que se detallaran a continuacion.
5 Descripcion detallada de la invencion
En efecto, se ha encontrado que los objetivos mencionados anteriormente, as^ como otros, se pueden conseguir con un procedimiento y un aparato en los que:
10 • los materiales a tratar se cargan en un recinto apropiado para ser sometido a alto vado;
• el recinto se pone bajo un primer vado inferior a 20 mbar y a continuacion se inyecta un gas de inertizacion (o gas destinado a hacer inerte la atmosfera que rodea al material a tratar en el recinto), en particular nitrogeno, hasta que la presion en el recinto aumente por encima de aproximadamente 950 mbar;
• el contenido del recinto se calienta, bajo conveccion forzada, a una temperatura que se mantiene inferior o igual 15 a aproximadamente 220 °C,
mientras que:
- se realiza una nueva puesta al vado hasta una presion residual de aproximadamente 0,1 mbar, mientras se mantiene el calentamiento;
- a continuacion se inyecta un gas inerte, en particular nitrogeno, hasta que la presion aumenta a
20 aproximadamente 950 mbar; y a continuacion
• el contenido del recinto se enfna bajo conveccion forzada; y
• se descargan del recinto los materiales descontaminados de este modo,
mientras que los productos de polucion/contaminantes han sido evacuados en forma de destilado, para ser almacenados in situ, tratados/descompuestos in situ, o enviados a un centro de tratamiento por descomposicion.
25
La invencion se puede realizar para el tratamiento de descontaminacion de equipos electricos y electronicos y residuos originados por estos equipos, en virtud del decreto frances n.° 2005-829 del 20.07.2005, tanto en el campo de equipos industriales como en el de los aparatos electrodomesticos, informaticos, de ofimatica y otros. En particular, los materiales contaminados a tratar de acuerdo con la invencion pueden ser los que provienen de la 30 composicion de equipos electricos tales como transformadores o condensadores, como el material de madera de relleno para embalaje, las bobinas de cobre, el aluminio, el papel y otros.
En modos de realizacion ventajosos, opcionalmente se realiza, en combinacion o por separado, si esto fuera tecnicamente posible, una y/o varias de las siguientes disposiciones:
35 • el tanque que constituye el recinto es preferentemente un paralelepfpedo; ventajosamente comporta una conveccion forzada, en particular con al menos un ventilador apropiado;
• la puerta del recinto cargado esta cerrada mediante una junta de estanquidad apropiada, preferentemente una junta inflable;
• una vez que la junta mencionada anteriormente esta inflada, se realiza una puesta al vado inicial hasta un vado 40 correspondiente a una presion interna que se situa por debajo de 20 mbar (o 20 mPa) aproximadamente;
• el gas de inertizacion es nitrogeno, argon y/o CO2 o una mezcla de nitrogeno con uno o varios otros gases que proporcionan de forma convencional una atmosfera inerte;
• el calentamiento de los materiales que hay que descontaminar puede ir seguido por un periodo de tiempo a determinar con un procedimiento de ensayos iterativos; puede ser de aproximadamente 15 horas en la practica, para
45 una presion interna despues de inertizacion de aproximadamente 950 mbar;
• la etapa siguiente puede consistir en una puesta al vado a caudal bajo, hasta una presion interna (es decir, la presion en el recinto) de aproximadamente 700 mbar;
• una vez alcanzada una presion de este orden de magnitud, la presion en el recinto ventajosamente se reduce hasta aproximadamente 100 mbar mediante un bombeo de caudal elevado;
50 • la disminucion de la presion hasta menos de 2 mbar, ventajosamente hasta aproximadamente 1 mbar, se puede realizar de acuerdo con la invencion mediante una puesta a vado a caudal elevado, en particular por medio de un sistema de bombeo de tipo Roots, activado durante aproximadamente 8 horas;
• a continuacion, una derivacion (o doble flujo de bombeo) permite, opcionalmente, la optimizacion de la extraccion de los productos de polucion/contaminantes de los materiales tratados; ventajosamente esta derivacion se realiza
55 durante un periodo de aproximadamente 10 horas;
• la inyeccion de nitrogeno posterior, con o sin la etapa de derivacion mencionada anteriormente, se realiza hasta que se observa un retorno de la presion interna a aproximadamente 950 mbar;
• a continuacion se realiza el enfriamiento de los materiales en el recinto con medios tradicionales, hasta que su temperatura sea inferior a aproximadamente 90 °C;
60 • una ventilacion al aire durante aproximadamente 30 min permite realizar, opcionalmente, una limpieza de los materiales tratados;
• la junta de estanquidad del recinto de puesta al vado se desinfla y a continuacion se puede abrir el recinto para extraer, mediante descarga clasica, los materiales descontaminados; el contenido residual de estos en productos de polucion/contaminantes se puede determinar opcionalmente, a modo de verificacion, preferentemente en muestreos
aleatorios.
Por lo tanto, en una forma de realizacion preferente del procedimiento de acuerdo con la invencion, las etapas mencionadas anteriormente pueden constar de las siguientes fases:
a. carga de los materiales que hay que descontaminar,
b. puesta al vado a aproximadamente 20 milibares,
c. inyeccion de nitrogeno a aproximadamente 950 milibares,
d. calentamiento con conveccion forzada a aproximadamente 220 °C,
10 e. puesta a un vado de aproximadamente 0,1 milibares,
f. inyeccion de un gas de inertizacion a 950 milibares,
g. enfriamiento con conveccion forzada,
h. descarga de los materiales descontaminados.
15 El procedimiento de acuerdo con la invencion realiza una evaporacion de los PCB, PCBT, PCT, y otros agentes de polucion/contaminantes por destilacion con vado y temperatura, mientras se reduce el penodo de calentamiento necesario con respecto a los procedimientos conocidos realizados.
La inertizacion mencionada anteriormente permite operar en ausencia o sensiblemente en ausencia de oxfgeno.
20
No se observa ninguna reaccion qrnmica, o esencialmente ninguna, de descomposicion biologica o incluso de descomposicion termica sobre los agentes de polucion/contaminantes extrafdos por destilacion clasica, despues de la realizacion del procedimiento de acuerdo con la invencion.
25 La conveccion forzada favorece la transferencia de calor en los materiales y del material hacia el punto de condensacion de los destilados. Ventajosamente para esta realizacion se usa un intercambiador con aletas con fluido a aproximadamente 5 °C, en combinacion con la conveccion forzada mencionada anteriormente.
El PCB y sus homologos no se descomponen por debajo de 300 °C, incluso en presencia de llamas, superficies 30 calientes o de un arco electrico.
Por lo tanto, la invencion tiene como primer objeto un procedimiento para la descontaminacion de materiales contaminados como se describe en el presente documento.
35 Tambien tiene como objeto un aparato para la descontaminacion de materiales contaminados mediante la realizacion de este procedimiento.
En la forma de realizacion mas general del aparato de acuerdo con la invencion, los dispositivos mencionados anteriormente constan de medios apropiados, dispuestos y conectados funcionalmente entre ellos para permitir las 40 siguientes operaciones:
a. carga de los materiales que hay que descontaminar en un recinto al vado,
b. puesta al vado a aproximadamente 20 milibares,
c. inyeccion de nitrogeno a aproximadamente 950 milibares,
d. calentamiento con conveccion forzada a aproximadamente 220 °C,
45 e. puesta a un vado de aproximadamente 0,1 milibares,
f. inyeccion de un gas de inertizacion a 950 milibares,
g. enfriamiento con conveccion forzada,
h. descarga de los materiales descontaminados.
50 Preferentemente dicho aparato consta, esencialmente de:
• un recinto estanco y que soporta un alto vado, teniendo dicho recinto preferentemente forma de paralelepfpedo y estando provisto preferentemente de una junta inflable;
• medios para la carga de los materiales a tratar en dicho recinto;
55 • medios de bombeo para poner el recinto en un primer vado inferior a 20 mbar y medios para inyectar a continuacion un gas de inertizacion (o mas destinado a hacer inerte la atmosfera que rodea el material a tratar en el recinto), en particular nitrogeno, hasta que la presion en el recinto aumente por encima de aproximadamente 950 mbar;
• medios para calentar el contenido del recinto, bajo conveccion forzada, a una temperatura que se mantiene 60 inferior o igual a aproximadamente 220 °C,
mientras que tambien se proporcionan medios para:
- realizar una nueva puesta al vado hasta una presion residual de aproximadamente 0,1 mbar, mientras se mantiene el calentamiento;
- inyectar a continuacion un gas inerte, en particular nitrogeno, hasta que la presion aumente a
65 aproximadamente 950 mbar; y
• medios para enfriar el contenido del recinto bajo conveccion forzada; y
• medios para descargar del recinto los materiales descontaminados de este modo,
mientras que se disponen medios para evacuar y condensar los productos de polucion/contaminantes extrafdos en forma de destilado, de modo que estos se puedan almacenar in situ, tratar/descomponer in situ, o enviar a un 5 centro de tratamiento para su descomposicion, y
mientras que el aparato tambien comprende medios auxiliares y de conexion y eventualmente un automata de control, utiles para el buen funcionamiento del conjunto.
El experto en la materia es capaz de seleccionar y eventualmente adaptar dispositivos conocidos para utilizarlos en 10 las funciones mencionadas anteriormente y hacerlos operativos en el procedimiento de acuerdo con la presente invencion.
En una forma de realizacion ventajosa, el conjunto de bombeo puede comprender dos bombas de paletas, montadas en paralelo, y una bomba de vado Roots, o como alternativa una bomba primaria en seco y una bomba de vado 15 Roots que permiten bajar a 10-4 atm (1 atm = 101,325 Pa), incluso a l0-5 atm con un caudal de bombeo mas elevado.
De todas formas, y siendo iguales los demas parametros, cuanto mas se disminuya la temperatura de tratamiento, mas se puede reducir la duracion del tratamiento.
20
En paralelo, parecio importante evacuar bien los condensados, en particular con la conveccion forzada propuesta de acuerdo con la invencion, con el fin de favorecer al maximo la extraccion por evaporacion de los agentes de polucion/contaminantes. Con este fin, tambien se puede considerar opcionalmente limitar al maximo la reevaporacion de una parte de los condensados recuperados completando la formula de recuperacion del 25 condensador con una formula complementaria provista de un sistema de valvulas para permitir la purga en continuo de los condensados recuperados.
En el aparato de acuerdo con la invencion, las medidas de temperatura y/o de presion se realizan en el interior del recinto con sondas apropiadas.
30
A modo de ejemplo de resultados de descontaminacion particularmente notables obtenidos con el procedimiento de acuerdo con la invencion, se puede mencionar un contenido residual de PCB o equivalentes del orden de solamente algunas ppm, e incluso solo aproximadamente 1 ppm, tanto para un gran transformador electrico como para un condensador electrico, contaminados inicialmente con una media de aproximadamente 250.000 ppm de PCB o 35 equivalentes.
El experto en la materia es capaz de elegir y/o adaptar los dispositivos, sus dimensiones y sus materiales componentes, asf como sus accesorios y elementos de conexion a las diferentes necesidades y a las condiciones de realizacion espedficas que puede seleccionar de forma conveniente en el contexto del procedimiento de acuerdo 40 con la invencion.
El experto en la materia comprendera facilmente que la realizacion de la presente invencion proporciona ventajas innegables y avances significativos con respecto a las tecnicas conocidas y practicadas en la actualidad.
45 Por lo tanto, por medio de la tecnica de acuerdo con la invencion, es posible conseguir ahorros sustanciales, simplificar los modos de funcionamiento implicados en las fases del procedimiento, y llegar a alcanzar descontaminaciones particularmente notables.
Un sistema de este tipo proporciona ventajas muy importantes en comparacion con las tecnicas de 50 descontaminacion tradicionales. En particular, permite eventualmente evitar el desmontaje previo de los materiales que hay que descontaminar, tales como transformadores, condensadores y otros. El procedimiento de acuerdo con la invencion permite un control muy preciso de las temperaturas y un dominio excelente del funcionamiento del procedimiento y del comportamiento del aparato.
Claims (9)
- REIVINDICACIONES1. Procedimiento para la descontaminacion de materiales contaminados, caracterizado por que comprende las operaciones que consisten en:5cargar los materiales a tratar en un recinto apropiado para ser sometido a alto vado;poner el recinto a un primer vado inferior a 20 mbar e inyectar a continuacion un gas de inertizacion, en particular nitrogeno, hasta que la presion en el recinto aumente por encima de aproximadamente 950 mbar; calentar el contenido del recinto, bajo conveccion forzada, a una temperatura que se mantiene inferior o igual a 10 aproximadamente 220 °C, mientras que:se realiza una nueva puesta al vado hasta una presion residual de aproximadamente 0,1 mbar, mientras se mantiene el calentamiento;a continuacion se inyecta un gas inerte, en particular nitrogeno, hasta que la presion aumente a 15 aproximadamente 950 mbar; y a continuacionenfriar el contenido del recinto bajo conveccion forzada; ydescargar el recinto de los materiales descontaminados de este modo, mientras que los productos de polucion/contaminantes extrafdos han sido evacuados en forma de destilado.20
- 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que se usa un recinto que comprende una junta de estanquidad inflable.
- 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que comprende, por separado o en 25 combinacion, una o varias de las siguientes disposiciones:el tanque que constituye el recinto es un paralelepfpedo y comporta una conveccion forzada; la puerta del recinto cargado esta cerrada mediante una junta de estanquidad inflable;una vez que la junta mencionada anteriormente esta inflada, se realiza una puesta al vado inicial hasta un vado 30 correspondiente a una presion interna que se situa por debajo de 20 mbar (o 20 mPa) aproximadamente;el gas de inertizacion es nitrogeno, argon y/o CO2 o una mezcla de nitrogeno con uno o varios otros gases que proporcionan de forma convencional una atmosfera inerte;el calentamiento de los materiales que hay que descontaminar continua durante aproximadamente 15 horas, para una presion interna despues de inertizacion de aproximadamente 950 mbar;35 la etapa siguiente consiste en una puesta al vado a caudal bajo, hasta una presion interna de aproximadamente 700 mbar;una vez alcanzada una presion de este tipo, la presion en el recinto se reduce hasta aproximadamente 100 mbar mediante una bomba de caudal elevado;la disminucion de la presion hasta menos de 2 mbar, ventajosamente hasta aproximadamente 1 mbar, se realiza 40 mediante una puesta al vado a caudal elevado, en particular mediante un sistema de bombeo de tipo Roots, activado durante aproximadamente 8 horas;se realiza una derivacion durante un periodo de aproximadamente 10 horas;se realiza una inyeccion de nitrogeno posterior hasta que se observa un retorno de la presion interna a aproximadamente 950 mbar;45 a continuacion se realiza el enfriamiento de los materiales en el recinto hasta que su temperatura sea inferior a aproximadamente 90 °C;una ventilacion al aire durante aproximadamente 30 min permite realizar una limpieza de los materiales tratados; la junta de estanquidad del recinto de puesta al vado se desinfla y el recinto se abre para extraer, mediante descarga, los materiales descontaminados.50
- 4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que comprende las siguientes fases:a. carga de los materiales que hay que descontaminar,b. puesta al vado a aproximadamente 20 milibares,55 c. inyeccion de nitrogeno a aproximadamente 950 milibares,d. calentamiento con conveccion forzada a aproximadamente 220 °C,e. puesta a un vado de aproximadamente 0,1 milibares,f. inyeccion de un gas de inertizacion a 950 milibares,g. enfriamiento con conveccion forzada,60 h. descarga de los materiales descontaminados.
- 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que se realiza una evaporacion de PCB, PCBT, PCT y otros agentes de polucion/contaminantes destilables al vado.65 6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que se usa un intercambiador con aletas confluido a aproximadamente 5 °C, en combinacion con una conveccion forzada.
- 7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que se implementa para el tratamiento de descontaminacion de equipos electricos y electronicos y de residuos originados por estos equipos.5
- 8. Aparato para la realizacion del procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que comprende esencialmente:un recinto estanco y que soporta un alto vado, teniendo dicho recinto preferentemente forma de paralelepfpedo y 10 estando provisto preferentemente de una junta inflable;medios para la carga de los materiales a tratar en dicho recinto;medios de bombeo para poner el recinto en un primer vado inferior a 20 mbar y medios para inyectar un gas de inertizacion, en particular nitrogeno, hasta que la presion en el recinto aumente por encima de aproximadamente 950 mbar;15 medios para calentar el contenido del recinto, bajo conveccion forzada, a una temperatura que se mantiene inferior o igual a aproximadamente 220 °C, mientras que tambien se proporcionan medios para:realizar una nueva puesta al vado hasta una presion residual de aproximadamente 0,1 mbar, mientras se 20 mantiene el calentamiento;inyectar a continuacion un gas inerte, en particular nitrogeno, hasta que la presion aumente a aproximadamente 950 mbar; ymedios para enfriar el contenido del recinto bajo conveccion forzada; y 25 medios para descargar del recinto los materiales descontaminados de este modo,mientras que se disponen medios para evacuar y condensar los productos de polucion/contaminantes extrafdos en forma de destilado, para que estos se puedan almacenar in situ, tratar/descomponer in situ, o enviar a un centro de tratamiento por descomposicion, ymientras que el aparato tambien comprende medios auxiliares y de conexion y eventualmente un automata de 30 control de direccion, utiles para el buen funcionamiento del conjunto.
- 9. Aparato de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizado por que el conjunto de bombeo consta de dos bombas de paletas, montadas en paralelo y una bomba de vado Roots, o como alternativa una bomba primaria en seco y una bomba de vado Roots para permitir disminuir a 10-4 atm, incluso a 10-5 atm con un caudal de bombeo mas35 elevado.
- 10. Aparato de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado por que consta ademas, de medios para limitar la reevaporacion de una parte de los condensados recuperados en funcionamiento, por adicion a la formula de recuperacion del condensador de una formula complementaria provista de un sistema de valvulas para permitir la40 purga en continuo de los condensados recuperados.
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