NO865254L - Utstyr og fremgangsmaate for rensing av hydrokarboner som inneholder pcb (polyklorert bifenyl). - Google Patents

Description

Giftighetsproblemet forbundet med hydrokarboner som inneholder PCB (polyklorert bifenyl) er gammelt og velkjent. Et flertall løsninger er tidligere foreslått. Det vises her til f.eks. US patent 4 377 471, 4 379 746 og 4 379 752.

Selv om det tidligere er foreslått et flertall forskjellige prosesser, tar de ikke i betraktning et riktig aspekt av problemet. Derfor eksisterer de forurensede hydrokarboner på et stort antall steder i forskjellige deler av landet. Det er upraktisk å bygge et anlegg for behandling av de forurensede hydrokarboner ved hvert slikt sted. Det er også upraktisk å transportere hydrokarbonene til et behandlings-anlegg.

Den foreliggende oppfinnelse løser aller foreliggende kjente problemer forbundet med hydrokarboner forurenset med PCB.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot en fremgangsmåte og utstyr for fjerning av PCB fra hydrokarboner. Fremgangsmåten i den foreliggende oppfinnelse utøves fortrinnsvis ved hjelp av et mobilt kjøretøy innrettet til behandling av hydrokarbonene. På kjøretøyet er det tilveiebrakt utstyr for oppvarming av hydrokarbonene som i det vesentlige er frie for vann til en temperatur på omkring 130°C. Deretter smeltes metallisk natrium, fortrinnsvis finfordelt, og tilføres til hydrokarbonene i en mengde tilstrekkelig til å redusere innholdet av PCB til mindre enn to ppm. Deretter separeres blandingen for på den måten å fjerne reaksjondeler natriumklorid og fenylpolymer fra hydrokarbonene. Deretter filtreres hydrokarbonene og lagres.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse

å tilveiebringe et nytt utstyr og ny fremgangsmåte for fjerning av PCB fra hydrokarboner på en måte som er enkel, på-litelig, effektiv og rimelig.

Andre formål og fordeler vil fremkomme i det følgende.

Oppfinnelsen skal beskrives i det følgende i forbindelse med et foretrukket utførelseseksempel, som ikke be-grenser oppfinnelsen til dette, og under henvisning til tegningene, der fig. 1 er et sideriss gjennom en trailer som viser utstyr anvendt ifølge den foreliggende oppfinnelse, fig. 2 er et planriss av utstyret vist på fig. 1, og fig. 3 er et snittriss gjennom en separator.

Idet det henvises til tegningene, hvor like henvisningstall indikerer like elementer, er det vist et kjøretøy med henvisningstall 10. Kjøretøyet 10 er fortrinnsvis en 13,7 m lang trailer 12 med en ramme 14 forbundet med en hjul-enhet 16. Traileren 12 er innrettet til å bli trukket av trekkmaskin på en konvensjonell måte. Den foreliggende oppfinnelse muliggjør at traileren kan kjøres til stedet hvor hydrokarbonene som skal behandles befinner seg. Alt utstyret som er nødvendig for behandling av hydrokarboner er anbrakt inne i traileren 12.

En trailer 12 har en innløpspumpe og måler 18 innrettet til å være koblet til en kilde med hydrokarboner som skal behandles. Pumpen 18 har forbindelse med et filter 20 utformet bare til å fjerne vann fra hydrokarbonet. Filteret 20 står alternativt i forbindelse med enten reaktor 22 eller reaktor 24 ved hjelp av røret 26 med ventiler. Hver reaktor står ved sin nedre ende i forbindelse med et rør 28 med ventiler. Røret 2 8 er forbundet med en ende av en varmeveksler 30. Den andre ende av varmeveksleren 30 er forbundet med toppen av reaktorene 22, 24 ved hjelp av rør 32 med ventiler. Rørene 28 og 32 gjør kontinuerlig sirkulasjon av hydrokarboner gjennom varmeveksleren 30 lettere. Hver varmeveksler kan også omfatte sitt eget varmelegeme såsom en mengde av fire 3kV varmelegemer.

En kjemisk injektor 34 står ved sin øvre ende i forbindelse med røret 33 med ventiler. Den kjemiske injektor 34 har en ikke vist adgangsåpning for å lette innføring av finfordelt metallisk natrium. Den nedre ende av injektoren 34 står i forbindelse med hver av reaktorene 22, 24 ved hjelp av røret 32 med ventiler.

Den nedre ende av hver reaktor står i forbindelse med et rør 38 med ventiler. Røret 38 er forbundet med en natriumseparator 40. Som det er tydligere vist på fig. 3, omfatter separatoren 40 et hus i hvilket det er anbrakt et stående filter 42. Filteret 42 er fortrinnsvis fyllt med stålull. Inngangen til filteret 42 er fra den perforerte bunn. Hydrokarboner passerer opp gjennom filteret 42 som står i forbindelse med den øvre ende av et stigerør 44 og passerer så nedover gjennom røret 44. Strømningsretningen er vist med piler på fig. 3.

Røret 44 er ved hjelp av en ventil forbundet med

et første leirefilter 46 og så ved hjelp av et rør 49 til et sluttfilter 50. Alternativt kan utløp fra leirefilteret 46 være direkte til leirefilter 48 som står i forbindelse med røret 49 ved hjelp av røret 52. Alternativt kan røret 44 stå direkte i forbindelse med filteret 48 ved hjelp av et rør 54 med ventiler og derved løpe om filteret 46.

Sluttfilteret 50 er fortrinnsvis et 1/2 mikron filter som renser hydrokarbonene. Filteret 50 står i forbindelse med en lagertank 56 festet til bunnen av rammen 14. Hydrokarboner kan fjernes fra tanken 56 ved hjelp av en pumpe og slange beliggende innenfor huset 56. Tanken 56 har fortrinnsvis en kapasitet på omkring 3785 liter. Det er tilveiebrakt pumper i forskjellige rørledninger som vist på tegningen for å opprettholde en jevn gjennomgang.

Reaktorene 22 og 24 benyttes alternativt for sats-behandling av hydrokarbonene som skal behandles. De mest kjente typer av hydrokarboner som behandles er transformator-olje som inneholder PCB som en brannhemmer. Den foreliggende oppfinnelse er tiltenkt å redusere innholdet av PCB til mindre enn 2 ppm. Hydrokarboner med et overskudd på 4000 ppm er behandlet med hell ved anvendelse av utstyr ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Når det er i drift transporteres kjøretøyet 10 til stedet hvor hydrokarbonene som skal behandles befinner seg. Kilden av hydrokarboner forbindes med innløpet av pumpen 18. Pumpen 18 omfatter en måler for registrering eller opptegning av mengden av hydrokarboner som behandles. Pumpen 18 pumper hydrokarbonene gjennom filteret 20 hvor vann fjernes slik at hydrokarbonene er i det vesentlige frie fra vann når de inn-føres til en av reaktorene 22, 24. La det være antatt at hydrokarbonene overføres fra filteret 20 til reaktoren 22. Etter at en prøve av hydrokarbonene er trukket ut for en gasskromatografisk analyse, oppvarmes hydrokarbonene innenfor reaktoren 22. I tillegg øker hydrokarbonenes temperatur ved å pumpe hydrokarbonene fra reaktoren 22 gjennom varmeveksleren

30 og tilbake til reaktoren 22.

Mens hydrokarbonene oppvarmes, løper prøven gjennom en gasskromatograf og resultatene analyseres. Den mest kjente sort av PCB er "arachlor" 1260. Dersom 1260 arachlor eller 1232 eller 1242 arachlor er fremherskende, er det foretrukket å anvende fast natrium med størrelse i området fra 20 til 50 mikron.

Dersom imidlertid arachlor 1254 er fremherskende, dvs. har en konsentrasjon på omrking 100 til omkring 2500 ppm, er det foretrukket å bruke natriumklumper med en størrelse fra omkring 6,35 mm til omkring 12,7 mm i maksimal størrelse.

Størrelsen av natriumet bestemmer tidslengden det tar for å ødelegge PCB, jo større natriumpartikler jo lenger tid tar det å smelte natriumet. Da det tar lenger tid å ødelegge 1250 arachlor enn andre arachlor, er natriumklumper med større størrelse foretrukket for arachlor 1250.

Temperaturer og strømningsmengder overvåkes på et kontrollpanel 60. Når temperaturen har nådd omkring 130°C manipuleres ventilene forbundet med rørene 32 og 33 for på den måten å bevirke at de sirkulerende hydrokarboner strømmer gjennom injektoren 34 og smelter en forutbestemt mengde av finfordelt metallisk natrium. Den foretrukkede utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse omfatter tilføring av 0,03 g av natrium for hvert ppm av PCB for hver 3,785 liter av hydrokarboner som behandles. For en sats på 1892,5 liter til-føres 19,37 kg natrium til injektoren 34 hvor hydrokarbonene hadde 4,17 9 ppm av PCB.

Da innsetting av injektoren i strømningskretsen reduserer temperaturen av hydrokarbonene med omkring 4 til 5,5°C ledes blandingen fra reaktoren 22 gjennom varmeveksleren og til injektoren og tilbake til reaktoren. Ved å anbringe en pumpe i røret 33 ved innløpet av injektoren, kan strømmen av hydrokarbon ledes bare mellom reaktoren og injektoren etter at hydrokarbonet er brakt tilbake til temperatur. Innenfor reaktoren 22 beveges blandingen. Med 15 minutters intervaller analyseres en prøve av hydrokarbonene som er behandlet med en gasskromatograf for å bestemme ppm-innholdet av PCB. Når ppm-innholdet av PCB er mindre enn 2 ppm, åpnes ventiler forbundet med røret 38 slik at blandingen kan ledes ved hjelp

av røret 38 til separatoren 40.

I natriumseparatoren 40 passerer hydrokarboner opp-over gjennom stålullfilteret 42 og nedover gjennom stigerøret 44. Natriumklorid og fenylpolymer som resulterer fra reak-sjonen av natriumet med PCB bibeholdes innenfor separatoren 40. Deretter pumpes de rensede hydrokarboner gjennom en eller begge leirefiltrene 46, 48 til sluttfilteret 50. Fra sluttfilteret 50 pumpes hydrokarbonene til lagertanken 56. Selv om natrium tilføres til hydrokarbonene som behandles i reaktoren 22, kan en andre sats behandles ved å fylle reaktoren 24 og sirkulere hydrokarboner som inneholder PCB fra reaktoren 24 og gjennom varmeveksleren 30. Selv om det kan anvendes kalium og litium, foretrekkes finfordelt metallisk natrium som kilden for metallet for sammensetning med kloret i PCB da det er det minst flyktige, det minst kostbare og hurtigst arbeidende.

Temperaturen på 130°C var valgt fordi metallisk natrium går over i væskeform og strømmer hurtig ved den temperatur. Selv om det kan anvendes høyere temperaturer, foretrekkes det å unngå slike høyere temperaturer for på den måten å unngå utvikling av andre giftige substanser så som dioksyd (dioksin). Da smeltepunktet for natrium er 97,6°C, er et passende temperaturområde for hydrokarbontemperaturen 110°C til 140°C med 130°C foretrukket da natrium strømmer lett og blander seg hurtig med hydrokarbonet ved den temperatur.

Det er her ikke gjort noe forsøk på å beskrive trekk av kjent teknikk så som hvordan mengden av den foreliggende PCB måles, lukking av ventiler som skal være lukket, periodisk fjerning av rester i separatoren 40 osv.

Den foreliggende oppfinnelse kan utføres i andre bestemte former uten å avvike fra området for oppfinnelsen,

og følgelig skal det henvises til de etterfølgende krav ved definisjon av området for oppfinnelsen.

Claims (17)

1. Utstyr for fjerning av PCB fra hydrokarboner, karakterisert ved at det omfatter en felles understøttelse for følgende komponenter og selve komponent-ene: et filter for fjerning av vann fra hydrokarboner, en reaktor, en varmeveksler for oppvarming av hydrokarboner som inneholder PCB, en beholder selektivt i forbindelse med nevnte reaktor for innføring av natrium inn i hydrokarbonene for å reagere med kloret i PCB, og en separator for separering av reaksjonsdeltagende natriumklorid og fenylpolymer fra hydrokarbonet som har mindre enn 2 ppm PCB, utløpet av nevnte filter er forbundet med nevnte reaktor, et utløp av nevnte reaktor er forbundet med et innløp i nevnte varmeveksler og et utløp av nevnte varmeveksler er forbundet med innløp på nevnte reaktor slik at hydrokarbon som inneholder PCB kan strømme gjennom en lukket krets omfattende nevnte reaktor og nevnte varmeveksler, et utløp i nevnte reaktor er forbundet med et innløp på nevnte beholder og et utløp på nevnte beholder er forbundet med et innløp på nevnte reaktor slik at hydrokarboner som inneholder PCB kan selektivt strømme gjennom en lukket krets omfattende nevnte reaktor og nevnte beholder, et utløp på nevnte reaktor er forbundet med et innløp på nevnte separator.

2. Utstyr ifølge krav 1, karakterisert ved at det omfatter innretninger for selektiv kobling av nevnte reaktor, nevnte varmeveksler og nevnte beholder slik at hydrokarboner som inneholder PCB kan selektivt strømme gjennom en lukket krets omfattende nevnte raktor, nevnte varmeveksler og nevnte beholder.

3. Utstyr ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte felles understøttelse er et mobilt kjøretøy innrettet til å bli transportert til stedet hvor hydrokarbonene som skal renses befinner seg.

4. Utstyr ifølge krav 1, karakterisert ved at innløpet på nevnte første filter omfatter en pumpe og strømningsmåler.

5. Utstyr ifølge krav 1, karakterisert ved at separatoren omfatter et hus, en filterdel innenfor nevnte hus, idet filterdelen har et perforert nedre parti og rommer et filtermateriale, og et stigerø r beliggende innenfor nevnte filterdel slik at hydrokarboner strømmer inn i nevnte hus, gjennom perforeringene i nevnte filterdel, gjennom nevnte filtermateriale og ned nevnte stigerør.

6. Utstyr ifølge krav 5, karakterisert ved at filtermaterialet er stålull.

7. Fremgangsmåte for fjerning av PCB fra hydrokarboner, karakterisert ved at den omfatter de trinn å varme hydrokarboner som inneholder PCB, men i det vesentlige fritt for vann til en temperatur over 97,6°C, å lede en del av det oppvarmede hydrokarbon til en beholder som inneholder metallisk natrium for å smelte natriumet, å blande det smeltede natrium og hydrokarboner, å danne natriumklorid og en fenylpolymer inntil mengden av PCB er redusert til omkring 2 ppm eller mindre og så å separere natriumkloridet og polymer fra hydrokarbonet.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at trinnet å varme opp hydrokarbonet som inneholder PCB omfatter sirkulering av hydrokarbonet fra en reaktor gjennom en varmeveksler og tilbake til reaktoren.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at natriumet er i finfordelt form.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakteri sert ved at natriumet har en maksimaldiameter på omkring 20 mikron til omkring 50 mikron.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at natriumet har en maksimaldiameter på omkring 6,35 mm til omkring 12,7 mm.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at trinnet å tilføre natrium omfatter tilføring av omkring 0,03 g natrium for hver ppm av PCB pr. 3,785 liter av hydrokarbon.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at temperaturen er omkring 130°C.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved å ta prøve på hydrokarbonene for å bestemme størrelsen av metallisk natrium som skal smeltes av de oppvarmede hydrokarboner.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at hydrokarbonene som det tas prøve av analyseres med en gasskromatograf.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at når arachlor 1254 er den fremherskende sort av PCB, smeltes metallisk natrium med en maksimal dimensjon på omkring 6,35 mm til omkring 12,7 mm av de oppvarmede hydrokarboner.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at når arachlor 1254 ikke er den fremherskende sort av PCB, smeltes metallisk natrium med en maksimal-dimensjon på omkring 20 mikron til omkring 50 mikron av de oppvarmede hydrokarboner.