JP7422726B2 - 浮遊汚染種によって汚染された気体媒体を除染するための方法 - Google Patents
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- G—PHYSICS
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01D—SEPARATION
- B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/45—Gas separation or purification devices adapted for specific applications
- B01D2259/4591—Construction elements containing cleaning material, e.g. catalysts
Description
a)前記所定の体積の気体媒体中に微小液滴を噴霧し、それにより無機増粘剤及び溶媒を含むコロイド溶液からなる無機ゲルのミストを形成する工程と、
b)浮遊汚染種を、前記無機ゲルの液滴によって捕獲し、取り込む工程と、
c)捕獲された浮遊汚染種を含有する無機ゲルの液滴が、固体基材の前記表面に堆積、沈降する工程と、
d)少なくとも、ゲルが乾燥し、捕獲された浮遊汚染種を含有する乾燥固体残留物を形成するのに十分な時間、ゲルを固体基材の表面に保持し、維持する工程と、
e)前記捕獲された浮遊汚染種を含有する乾燥固体残留物を回収する工程と
を含む、方法によって達成される。
- 噴霧デバイスのスプレーノズルを、固体基材の前記少なくとも1つの表面から遠く(特に数メートル、例えば、2~5、10又は20メートルの距離に)、より一般的には、噴霧され、形成される液滴が接着しやすい任意の固体表面から遠く(特に数メートル、例えば、2~5、10又は20メートルの距離に)に配置してもよい。
- 存在する浮遊汚染種(粒子、粉塵、アスベスト繊維、毒性分子等)がゲルの液滴によって取り込まれ、捕獲される。
- 汚染種を含有する液滴は、除染される体積の固体表面、例えば壁(「parois」)(床、壁(「murs」)及び天井等)に堆積、沈降し、且つそこに接着して、このようにして捕獲され、取り込まれた汚染種を固定する。
- ゲルが乾燥し、汚染種を捕捉してその再浮遊を防止する非粉状固体廃棄物を生成する。
- 汚染種(浮遊していた、且つ必要に応じて固体基材の表面上及び表面下にあった)を含有する廃棄物は、例えば、ブラッシング又は真空引き、吸引によって最終的に用意に回収することができ、したがって後続の加工を要する液体廃棄物を発生しない。
- 界面活性剤、
- 活性除染剤、
- 気体汚染種、特に、毒性又は爆発性気体汚染種、例えば水素を捕捉するための捕捉剤(「ゲッター」)、
- 汚染種抽出剤、
- 汚染種固定剤、
- 着色剤
から選択される1種又は複数の成分を更に含む。
- ゲルの質量に対して1質量%~30質量%、好ましくは1質量%~25質量%、より好ましくは5質量%~25質量%、更に良好には8質量%~20質量%の、少なくとも1種の無機増粘剤、
- 必要に応じて、ゲルの質量に対して0.1質量%~2質量%の少なくとも1種の界面活性剤、
- 必要に応じて、0.1~10mol/L(ゲル)、好ましくは0.5~10mol/L(ゲル)、より好ましくは1~10mol/L(ゲル)、更に良好には3~6mol/L(ゲル)の少なくとも1種の活性除染剤、
- 必要に応じて、気体汚染種、特に、毒性又は爆発性気体汚染種、例えば水素を捕獲する、取り込む、捕捉するための、ゲルの質量に対して0.1質量%~5質量%の少なくとも1種の捕捉剤(「ゲッター」)、
- 必要に応じて、ゲルの質量に対して0.1質量%~5質量%の少なくとも1種の汚染種抽出剤、
- 必要に応じて、ゲルの質量に対して0.1質量%~5質量%の少なくとも1種の汚染種固定剤、
- 必要に応じて、ゲルの質量に対して0.01質量%~10質量%、好ましくは0.1質量%~5質量%の少なくとも1種の着色剤、
- 及び残りの溶媒
を含み、好ましくはこれらからなる。
- ゲルの質量に対して1質量%~30質量%、好ましくは1質量%~25質量%、より好ましくは5質量%~25質量%、更に良好には8質量%~20質量%の、少なくとも1種の無機増粘剤;並びに以下の割合の、以下の成分から選択される1種又は複数の成分:
- ゲルの質量に対して0.1質量%~2質量%の少なくとも1種の界面活性剤、
- 0.1~10mol/L(ゲル)、好ましくは0.5~10mol/L(ゲル)、より好ましくは1~10mol/L(ゲル)、更に良好には3~6mol/L(ゲル)の少なくとも1種の活性除染剤、
- 気体汚染種、特に、毒性又は爆発性気体汚染種、例えば水素を捕捉するための、ゲルの質量に対して0.1質量%~5質量%の少なくとも1種の捕捉剤(「ゲッター」)、
- ゲルの質量に対して0.1質量%~5質量%の少なくとも1種の汚染種抽出剤、
- ゲルの質量に対して0.1質量%~5質量%の少なくとも1種の汚染種固定剤、
- ゲルの質量に対して0.01質量%~10質量%、好ましくは0.1質量%~5質量%の少なくとも1種の着色剤、
- 及び残りの溶媒
を含み、好ましくはこれらからなる。
- ゲルの質量に対して1質量%~30質量%、好ましくは1質量%~25質量%、より好ましくは5質量%~25質量%、更に良好には8質量%~20質量%の、少なくとも1種の無機増粘剤、
- 及び残りの溶媒
を含み、好ましくはこれらからなる。
- 壁への接着性、
- ゲルの乾燥段階の終了時に最大の除染効力が得られる、
一般に、乾燥時間は、不活性化に要求される時間以上であることが保証される。
- 非常に広範な材料の処理、
- 処理後の材料の機械的又は物理的変更の省略、
- 種々の気候条件下での方法の使用、
- 廃棄物容量の低減、
- 乾燥廃棄物の回収の容易さ
をすべて有する。
この実施例では、特に実施例2、3及び4で使用される、本発明による方法で使用されるゲルの配合を説明する。
- 20質量%のアルミナ、
- 80質量%の脱イオン水。
この実施例では、「Gel-1」と称されるゲルが、本発明による方法でのその使用に必要とされるレオロジー特性を有することが示される。
- 微小液滴の形態での噴霧による使用、
- 取り込まれ、捕獲された粒子の、除染される部屋の壁(床、天井及び壁)への固定。
この実施例では、微小液滴の形態の、実施例1に記載される「Gel-1」と称されるゲルの噴霧を説明する、言い換えると、「Gel-1」と称されるゲルの微小液滴からなるミストの創出を説明する。
本発明による方法を例示するこの実施例では、大きな密閉体積、すなわち4.5m3の密閉体積が、実施例1で調製される「Gel-1」と称されるゲルのミストによって充填され、次いでこの体積を画定する壁上で、このゲルによって非粉状の固体廃棄物が形成される。この固体廃棄物は、真空引き(廃棄物は真空引き可能、吸引可能である)によって回収することができる。
[1] US-A1-2006/0248866.
[2] WO-A3-2004/011041.
[3] EP-A2-1935515.
[4] WO-A1-2010/132949.
[5] FAURE S., FOURNEL B., FUENTES P., LALLOT Y., "Method for treating a surface with a treatment gel, and treatment gel", FR-A1-2 827 530.
[6] FAURE S., FUENTES P., LALLOT Y., "Vacuumable gel for decontaminating surfaces and use", FR-A1-2 891 470 & WO-A2-2007/039598.
[7] WO-A1-2014/154817.
2 ゲル
3 流体調節器
4 空気調節器
5 スプレーガン
6 スプレーノズル
7 アクチュエーター
8 圧縮空気
9 パイプ
10 パイプ
11 ミスト
Claims (30)
- 浮遊汚染種によって汚染された所定の体積の気体媒体を除染するための方法であって、前記所定の体積の気体媒体が、固体基材の少なくとも1つの表面と接触し、前記方法が、以下の逐次工程:
a)前記所定の体積の気体媒体中に微小液滴を噴霧し、それにより無機増粘剤及び溶媒を含むコロイド溶液からなる無機ゲルのミストを形成する工程であって、溶媒が、水及び水と有機溶媒との混合物から選択される、工程と、
b)浮遊汚染種を、前記無機ゲルの液滴によって捕獲し、取り込む工程と、
c)捕獲された浮遊汚染種を含有する無機ゲルの液滴が、固体基材の前記表面に堆積、沈降する工程と、
d)少なくとも、ゲルが乾燥し、捕獲された浮遊汚染種を含有する乾燥固体残留物を形成するのに十分な時間、ゲルを固体基材の表面に保持する工程と、
e)前記捕獲された浮遊汚染種を含有する乾燥固体残留物を回収する工程と
を含む、方法。 - 気体媒体が空気である、請求項1に記載の方法。
- 気体媒体の体積が、前記表面を形成する床、天井及び壁等の壁によって画定される密閉体積であり、微小液滴のミストが密閉体積全体を充填し、且つ捕獲された浮遊汚染種を含有する無機ゲルの微小液滴が、壁の少なくとも1つ、好ましくはすべての壁に堆積、沈降する、請求項1又は2に記載の方法。
- 微小液滴が、10~1000μm、好ましくは20~200μmの、直径等のその最大寸法によって規定されるサイズを有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記浮遊汚染種が、固体粒子、液体粒子の形態、又は分子種の形態である、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 汚染種が、化学、生物学的、核又は放射性汚染種から選択される、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 汚染種が、その形態、形状及び/又はサイズのために、放射性及び/又は化学毒性及び/又は毒性である汚染種である、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- その形態、形状及び/又はサイズのために毒性である汚染種が、マイクロ粒子又はナノ粒子等の固体粒子の形態、例えば、マイクロファイバー若しくはナノファイバー等の繊維の形態、ナノチューブの形態、又はナノ結晶等の結晶の形態の汚染種である、請求項7に記載の方法。
- 汚染種が、金属、半金属、又はイオン形態の金属及び半金属から、好ましくは、いわゆる「重金属」並びに金属、半金属、又はイオン形態の毒性金属及び半金属;有機金属化合物、金属塩、金属酸化物、金属炭化物等のこれらの金属及び半金属の化合物;セラミックス;木材;穀物;小麦粉;並びにガラス、例えばガラスウールの形態のガラスから選択される、請求項6から8のいずれか一項に記載の方法。
- 汚染種がアスベストである、請求項9に記載の方法。
- コロイド溶液が、以下の成分:
- 界面活性剤、
- 活性除染剤、
- 気体汚染種、特に、毒性又は爆発性気体汚染種、例えば水素を捕捉するための捕捉剤(「ゲッター」)、
- 汚染種抽出剤、
- 汚染種固定剤、
- 着色剤
から選択される1種又は複数の成分を更に含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。 - コロイド溶液が、
- ゲルの質量に対して1質量%~30質量%、好ましくは1質量%~25質量%、より好ましくは5質量%~25質量%、更に良好には8質量%~20質量%の、少なくとも1種の無機増粘剤;並びに以下の割合の、以下の成分から選択される1種又は複数の成分:
- ゲルの質量に対して0.1質量%~2質量%の少なくとも1種の界面活性剤、
- 0.1~10mol/L(ゲル)、好ましくは0.5~10mol/L(ゲル)、より好ましくは1~10mol/L(ゲル)、更に良好には3~6mol/L(ゲル)の少なくとも1種の活性除染剤、
- 気体汚染種、特に、毒性又は爆発性気体汚染種、例えば水素を捕捉するための、ゲルの質量に対して0.1質量%~5質量%の少なくとも1種の捕捉剤(「ゲッター」)、
- ゲルの質量に対して0.1質量%~5質量%の少なくとも1種の汚染種抽出剤、
- ゲルの質量に対して0.1質量%~5質量%の少なくとも1種の汚染種固定剤、
- ゲルの質量に対して0.01質量%~10質量%、好ましくは0.1質量%~5質量%の少なくとも1種の着色剤、
- 及び残りの溶媒
を含み、好ましくはこれらからなる、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。 - コロイド溶液が、
- ゲルの質量に対して1質量%~30質量%、好ましくは1質量%~25質量%、より好ましくは5質量%~25質量%、更に良好には8質量%~20質量%の、少なくとも1種の無機増粘剤、
- 及び残りの溶媒
を含み、好ましくはこれらからなる、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。 - 無機増粘剤が、アルミナ等の金属酸化物、シリカ等の半金属酸化物、金属水酸化物、半金属水酸化物、金属オキシ水酸化物、半金属オキシ水酸化物、アルミノケイ酸塩、スメクタイト等のクレイ、及びこれらの混合物から選択される、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
- 無機増粘剤が1種又は複数のアルミナからなる、請求項14に記載の方法。
- アルミナが、ゲルの総質量に対して5質量%~30質量%、好ましくは8質量%~17質量%である、請求項15に記載の方法。
- アルミナが、熱分解法アルミナ、好ましくは微細粒熱分解法アルミナから選択される、請求項15又は16に記載の方法。
- 活性除染剤が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及びこれらの混合物等の塩基;硝酸、リン酸、塩酸、硫酸、シュウ酸水素ナトリウム等のシュウ酸水素、及びこれらの混合物等の酸;過酸化物、過マンガン酸塩、過硫酸塩、オゾン、次亜塩素酸ナトリウム等の次亜塩素酸塩、セリウムIV塩及びこれらの混合物等の酸化剤;ヘキサデシルピリジニウム(セチルピリジニウム)クロリド等のヘキサデシルピリジニウム(セチルピリジニウム)塩等の第四級アンモニウム塩;還元剤;並びにこれらの混合物から選択される、請求項11から17のいずれか一項に記載の方法。
- 界面活性剤が、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロックコポリマー等のブロック、配列コポリマー、及びエトキシ化脂肪酸;並びにこれらの混合物等の非イオン性界面活性剤から選択される、請求項11から18のいずれか一項に記載の方法。
- 捕捉剤(ゲッター)が、活性表面部位を含有する、比表面積が非常に大きい固体、例えば、多孔質炭素、例えば活性炭素; ケージ材料粒子、例えば、ゼオライト及びMOF粒子;並びに捕捉される汚染種、より詳細には水素と反応することができる鉱物酸化物粒子、例えば、酸化マンガン(MnO3、Mn2O3、Mn2O4)及び貴金属酸化物、例えばAg2O又はRuO2から選択される、請求項11から19のいずれか一項に記載の方法。
- 汚染種抽出剤が、ゼオライト、クレイ、アパタイト等のリン酸塩、チタン酸ナトリウム等のチタン酸塩、並びにフェロシアン化物及びフェリシアン化物等の無機吸着剤から選択される、請求項11から20のいずれか一項に記載の方法。
- 汚染種固定剤が、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びアクリル樹脂等の有機樹脂から選択される、請求項11から21のいずれか一項に記載の方法。
- 着色剤が、金属及び/又は半金属酸化物、金属及び/又は半金属水酸化物、金属及び/又は半金属オキシ水酸化物、金属フェロシアン化物及びフェリシアン化物、金属アルミン酸塩並びにこれらの混合物等の、好ましくは微細化された有機色素及び鉱物顔料から選択される、請求項11から22のいずれか一項に記載の方法。
- 固体基材の表面が、前記表面上及び必要に応じて前記表面下、基材の深部に位置する、表面汚染種と称される少なくとも1種の汚染種によって汚染され、ゲルが除染剤を含有し、且つ工程d)の間、ゲルが、少なくともゲルが表面汚染種を破壊及び/又は不活性化及び/又は吸収し、且つゲルが乾燥して、前記表面汚染種、及びゲルによって取り込まれ、捕獲された浮遊汚染種を含有する乾燥固体残留物を形成するのに十分な時間、表面に保持され、維持される、請求項11から23のいずれか一項に記載の方法。
- 固体基材が、ステンレス鋼、塗装鋼、アルミニウム及び鉛等の金属及び金属合金;ポリ塩化ビニル又はPVC、ポリプロピレン又はPP、ポリエチレン又はPE、特に高密度ポリエチレン又はHDPE、ポリメチルメタクリレート又はPMMA、ポリフッ化ビニリデン又はPVDF、ポリカーボネート又はPC等のプラスチック又はゴム等のポリマー;ガラス;セメント及びセメント材料;モルタル及びコンクリート;しっくい;レンガ;天然又は人工石;セラミックスから選択される少なくとも1種の固体材料から作製される、請求項1から24のいずれか一項に記載の方法。
- ゲルの堆積量が、表面1m2あたりゲル100g~2000g、好ましくは表面1m2あたりゲル500g~1500g、より好ましくは表面1m2あたりゲル600g~1000gである、請求項1から25のいずれか一項に記載の方法。
- 工程d)の間、乾燥が、1℃~50℃、好ましくは15℃~25℃の温度、及び20%~80%、好ましくは20%~70%の相対湿度で実行される、請求項1から26のいずれか一項に記載の方法。
- ゲルが、2~72時間、好ましくは2~48時間、より好ましくは3~24時間の時間にわたって表面に保持され、維持される、請求項1から27のいずれか一項に記載の方法。
- 乾燥固体残留物が、1~10mm、好ましくは2~5mmのサイズの粒子、例えば、薄片の形態である、請求項1から28のいずれか一項に記載の方法。
- 乾燥固体残留物が、ブラッシング及び/又は真空引き、吸引によって固体表面から除去される、請求項1から29のいずれか一項に記載の方法。
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