PL167174B1

PL167174B1 - Urzadzenie do ciaglego odkazania materialu PL PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL167174B1
Application number: PL91299428A
Authority: PL
Inventors: Dennis Sogaard
Original assignee: Phonix Contractors As
Priority date: 1990-12-10
Filing date: 1991-12-10
Publication date: 1995-08-31
Also published as: NZ240889A; DE69104227D1; AU9104291A; WO1992010239A1; ES2061334T3; LV10207B; EP0561955A1; PT99741B; PT99741A; IE914277A1; LT3131B; DE69104227T2; NO300307B1; DK292990D0; NO932100D0; LTIP115A; ATE111753T1; EE9400052A; EP0561955B1; NO932100L

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do ciągłego odkażania materiału, na przykład gruntu, piasku, kamieni, materiałów powstających przy wierceniach i tym podobnych, w którym materiał wprowadzany jest przez śluzę wejściową do układu zamkniętego, ługowany w przeciwprądzie za pomocą rozpuszczalnika ekstrakcyjnego w sekcji ekstrakcyjnej, złożonej z jednej lub wielu rur ekstrakcyjnych zaopatrzonych w przenośniki ślimakowe, poddawany oddestylowaniu rozpuszczalnika z parą wodną w sekcji oddestylowywania rozpuszczalnika w celu jego usunięcia i opuszcza układ zamknięty przez śluzę wyjściową.

W ostatnich latach ludzkość jest w coraz większym stopniu narażona na środowiskowe skutki stosowanych dotychczas sposobów likwidacji materiałów odpadowych.

Potwierdzeniem tego może być fakt, że przy eksploatacji dna morskiego w najbliższej przyszłości Norwegia zamierza wprowadzić zakaz zatapniania zanieczyszczonej ropą naftową płuczki wiertniczej łącznie z materiałem wydobywczym przy wierceniu, czego wynikiem jest konieczność odkażania płuczki wiertniczej. W istniejących sposobach odkażanie materiału odbywa się przez jego nagrzewanie. Jednak sposoby te są energochłonne i stwarzają problemy, zwłaszcza wtedy, kiedy nagrzewanie do wysokich temperatur nie jest ani pożądane, ani dopuszczalne z punktu widzenia niebezpieczeństwa pożaru lub eksplozji.

Znane są liczne przypadki odkrycia skażonych terenów podczas wykonywania wykopów budowlanych, kiedy stwierdzono występowanie starych składowisk odpadów. Znane obecnie sposoby usuwania takich skażeń polegają na wybraniu całego skażonego gruntu. Wybrany materiał transportowany jest do specjalnej instalacji spopielającej. Tam cały materiał jest spopielany z dodatkiem paliwa zapewniającego otrzymanie wysokiej temperatury spopielania. Operowanie wysoką temperaturą spopielania jest konieczne ze względu na powstawanie w niższych temperaturach dwuoksyn, znanych ze swej niezwykłej toksyczności. Stosowanie tego sposobu i urządzenia jest bardzo trudne ze względu na to, że wybieranie, transport i następne sortowanie i kontrolowane załadowywanie do instalacji spopielającej wymagają dużego nakładu pracy w warunkach niebez167 174 piecznych. Transportowanie dużych ilości materiału jest bardzo kosztowane i potrzebna jest duża przepustowość instalacji spopielającej. Poza tym dużo zachodu wymaga rekultywacja miejsca składowania materiału skażonego. W praktyce jest prawie niemożliwe składowanie materiału w miejscu jego wydobycia, częściowo ze względu na koszty transportowe, a częściowo ze względu na to, że przy tym niezbędna jest dalsza przeróbka techniczna popiołu i żużla, pozostałych po spopielaniu.

Powyższy sposób jest kosztowny ze względu na to, że ilości odkażonego materiału, które należy wydobyć i przetransportować są zwykle duże. Inny problem związany ze spopielaniem wynika z faktu, że materiał skażony odznacza się często dużą różnorodnością i może powodować szybkie zużycie instalacji, jak na przykład w przypadku wymurówki instalacji obrotowej. Problemem jest również sterowanie spopielaniem różnorodnych odpadów, które często zawierają na przykład pozostałości smoły, składniki fenolowe i często stosunkowo duże ilości węglowodorów poliaromatycznych. W celu zapewnienia niewystępowania w dymach odlotowych materiałów toksycznych, na przykład dwuoksyn, spopielanie powinno się odbywać w bardzo stabilnych warunkach. W przypadku jednak branej pod uwagę dużej różnorodności materiałów, zapewnienie stabilnego spopielania jest bardzo trudne i kosztowne.

W opublikowanym duńskim zgłoszeniu patentowym nr 161670 (oraz odpowiedniej publikacji europejskiej nr 0 323 649) opisano sposób i urządzenie do odkażania materiału, na przykład gruntu. W przypadku tego znanego sposobu i urządzenia ekstrakcja może być wykonywana w jednym lub kilku etapach, przy czym w każdym z tych etapów stosowana jest pewna ilość rozpuszczalnika. Rozpuszczalnik krąży w obiegu, w którym korzystnie pozbawiony jest wody i w którym rozpuszczalnik po każdym etapie przenoszonyjest do następnego pojemnika z zanieczyszczonym materiałem lub jest oczyszczany do ponownego wykorzystania. W ten sposób ekstrakcja może być wykonana w warunkach ciągłego oczyszczania i reutylizacji rozpuszczalnika. Szczególnie odpowiednimi rozpuszczalnikami ekstrakcyjnymi są rozpuszczalniki lotne i nie mieszające się z wodą lub mieszaniny rozpuszczalników, o ciężarze właściwym różniącym się znacznie, korzystnie większym od ciężaru właściwego wody. Przykładami takich rozpuszczalników są na przykład dwusiarczek węgla lub węglowodory chlorowane, korzystnie chlorek metylenowy. Szczególną zaletą tego znanego sposobu i urządzenia jest fakt, że grunt do odkażania przenoszony jest do pojemnika i pozostaje w nim aż do zakończenia całej obróbki, po czym jest gotowy do powrotnego umieszczenia w miejscu jego wydobycia.

Sposób i urządzenie opisane w duńskim zgłoszeniu patentowym nr 161 670 okazały się przydatne do usuwania substancji wyługowywalnych, substancji rozpuszczalnych w wodzie, substancji nadających się do oddestylowania z parą wodną, jak również substancji nierozpuszczalnych w wodzie lecz podatnych na destylację i/lub pęcznienie, są proste i nie powodują zużycia dużych ilości energii i nie powodują uwalniania do środowiska żadnego · ze stosowanych płynów. W przypadku wielkich ilości odkażanego materiału urządzenie opisane w opublikowanym duńskim zgłoszeniu patentowym nr 161 670 ma niewystarczającą przepustowość i wymaga znacznych ilości rozpuszczalnika. Dlatego istnieje potrzeba opracowania urządzenia do ciągłego odkażania wykonywanego w jednej operacji. Urządzenie to musi być stosunkowo proste, tak aby było porównywalne z urządzeniem z opublikowanego duńskiego zgłoszenia patentowego nr 161 670. Poza tym urządzenie musi nadawać się do odkażania dużych ilości materiału o dużej zawartości zanieczyszczeń i odznaczać się poza tym taniością i oszczędnością środków.

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest dalsze rozwinięcie urządzenia znanego z powyższego opublikowanego duńskiego zgłoszenia patentowego nr 161 670, w którym ekstrakcja skażonego materiału odbywa się w procesie ciągłej ekstrakcji przeciwprądowej.

Zastosowanie zamkniętego pojemnika ekstrakcyjnego zaopatrzonego w śluzy wejściową i wyjściową do ekstrakcji przeciwprądowej do odkażania gruntu proponowali Wachter i Wessling w niemieckim opisie wyłożeniowym nr 36 10 199. W tej publikacji nie podano żadnych szczegółów dotyczących przeprowadzania ekstrakcji przeciwprądowej ani nie wskazano rozwiązania przenoszenia gruntu wewnątrz pojemnika ekstrakcyjnego.

Znane jest wykorzystnie przy odkażaniu materiałów, na przykład gruntu, z użyciem rozpuszczalnika ekstrakcyjnego, konwencjonalnych przenośników ślimakowych. Zastosowania takie opisali na przykład Morris w opisie patentowym USA nr 4 606 774, Wachter i Roland w' niemieckim

167 174 opisie patentowym nr 3610113, Dragievi w publikacji WO nr 90/10484, Haschke i inni w opisie patentowym USA nr 4 532 024, Murray i inni w opisie patentowym USA nr 4120 775 oraz Kresken w niemieckim opisie wyłożeniowym nr 37 26 282. Przy wykorzystaniu konwencjonalnego przenośnika ślimakowego ekstrakcja przeprowadzana jest jako konwencjonalne mieszanie wsteczne, przy czym zwoje przenośnika ślimakowego blokują swobodny dopływ cieczy i w konsekwencji dzielą rurę ekstrakcyjną na kilka przedziałów, w których materiał mieszanyjest z rozpuszczalnikiem. Ten sam efekt osiąga się przy stosowaniu szeregu mieszalników. Konwencjonalny przenośnik ślimakowy nie zapewnia ciągłej ekstrakcji przeciwprądowej, lecz stopniową ekstrakcję przeciwprądową.

Okazało się, że warunki ciągłej ekstrakcji przeciwprądowej można osiągnąć przy odkażaniu materiału za pomocą rozpuszczalnika wprowadzanego do ślimakowego przenośnika bezrdzeniowego stosowanego zamiast konwencjonalnego przenośnika ślimakowego.

Zastosowanie ślimakowego przenośniaka bezrdzeniowego do przenoszenia różnych materiałów jest samo w sobie znane. Przykładem takich materiałów są paliwa stałe, na przykład słoma, trociny, wióry i kora, odpady, na przykład szlamy, żużle, odpadki domowe i popioły, sypkie artykuły spożywcze, na przykład cukier, mąka, kawa, zboże, jak również materiały przemysłowe, na przykład nawozy sztuczne.

Ślimakowy przenośnik bezrdzeniowy powstaje przez walcowanie prostokątnego pręta metalowego parą nachylonych względem siebie walców, to znaczy walców osadzonych na wałach tworzących ze sobą pewien kąt, tak że prostokątny pręt metalowy zgniatany jest na jednym z krótszych boków. Naprężenia w pręcie metalowym wywołane walcowaniem powodują kształtowanie zwojów. Po walcowaniu ślimak śrubowy może być kształtowany przez poddanie powstałej spirali działaniu siły rozciągającej w kierunku wzdłużnym aż do osiągnięcia przez spiralę pożądanego skoku.

Skręcanie pręta metalowego podczas tego procesu w efekcie powoduje, że zewnętrzne ściany boczne gotowego ślimaka śrubowego nachylone są względem zewnętrznej cylindrycznej powierzchni obwodowej spirali. Po włożeniu takiego ślimaka do rurowego urządzenia transportującego, służącego do transportu niejednorodnego materiału niepłynnego, na przykład gruntu zawierającego kamienie i miękkie gliny, materiał samoczynnie wchodzi klinowo pod nachylnone ściany boczne ślimaka powodując jego uniesienie i poślizg po materiale. Tak więc materiał gromadzi się na wewnętrznej ściance rurowego urządzenia transportującego.

Urządzenie do ciągłego odkażania materiału w postaci układu zamkniętego zawierającego śluzę wejściową, sekcję ekstrakcyjną z jedną lub wieloma rurami ekstrakcyjnymi zaopatrzonymi w przenośniki ślimakowe, sekcję oddestylowywania z parą wodną i śluzę wyjściową, odznacza się według wynalazku tym, że co najmniej jeden przenośnik ślimakowy urządzenia stanowi przenośnik ślimakowy bezrdzeniowy, którego ślimak bezrdzeniowy jest zaopatrzony w odporną na ścieranie i/lub zmniejszającą tarcie powłokę powierzchniową na krawędziach i/lub po stronie przenośnika przenoszącej, zwróconej do materiału, a śluzy, wejściowa i wyjściowa, zaopatrzone są w sekcje rur ze ślimakami bezrdzeniowymi.

Korzystnie odporna na ścieranie i/lub zmniejszająca tarcie powłoka powierzchniowa jest powłoką powierzchniową utwardzoną.

Korzystnie odporną na ścieranie i/lub zmniejszającą tarcie powłokę powierzchniową stanowi powłoka z policzterofluoroetylenu, węglika wolframu lub napylonego molibdenu.

Korzystnie odporną na ścieranie i/lub zmniejszającą tarcie powłokę powierzchniową stanowi wymienna szyna krawędziowa.

Korzystnie urządzenie zawiera rurę drenującą umieszczoną między sekcją ekstrakcyjną i sekcję oddestylowywania z parą wodną, przy czym rura drenująca zaopatrzona jest w urządzenie do przenoszenia materiału pod górę, korzystnie w ślimakowy przenośnik bezrdzeniowy.

Użycie ślimaków bezrdzeniowych jest szczególnie korzystne w przypadku rur ekstrakcyjnych, w których otrzymuje się rozkład przepływu płynu ekstrakcyjnego, który jest prawie identyczny z przepływem idealnym. Ten rozkład przepływu wynika z faktu, że płyn nie jest hamowany przez grunt ani rdzeń, lecz przepływa swobodnie pomiędzy poszczególnymi zwojami ślimaka na całej długości rury ekstrakcyjnej. Taki rozkład przepływu jest nie do osiągnięcia w przypadku konwencjonalnych ślimaków ze stałych rdzeniem.

167 174

W wymienionym powyżej niemieckim opisie patentowym nr 3610113 Wachter i Roland proponowali zastosowanie przenośnika ślimakowego, którego zwoje zaopatrzone są w otwory zapewniające przepływ płynu. Otwory te jednak mają małą średnicę, patrz fig. 1 wspomnianej publikacji, co powoduje, że płyn ekstrakcyjny podawany jest w postaci strugi wpadającej przy dnie rury ekstrakcyjnej. Innymi słowy płyn wykorzystany jest wyłącznie w dennej części rury ekstrakcyjnej. W odróżnieniu od znanych urządzeń, urządzenie według wynalazku zapewnia całkowite wypełnienie rury ekstrakcyjnej rozpuszczalnikiem, co z kolei zapewnia w przybliżeniu warunki przepływu ciągłego, które są nie do osiągnięcia w urządzeniu proponowanym w niemieckiem opisie patentowym nr 36 10 113.

Zastosowanie ślimakowych przenośników bezrdzeniowych według wynalazku pozwala uzyskać szereg zalet związanych z przenoszeniem materiału. Tak więc zapewnia się prawidłowy przepływ w przeciwprądzie podczas oddestylowania z parą wodną, kiedy para wprowadzana jest pod odpowiednim ciśnieniem pi w sąsiedztwie śluzy wyjściowej służącej do odprowadzania odkażonego materiału, natomiast rozpuszczalnik usuwany jest wraz z wodą pod ciśnieniem kondensacji p 2 na wcześniejszym, licząc względem przypłwu materiału, odcinku sekcji oddestylowywania z parą wodną, przy czym to ciśnienie kondensacji jest niższe od ciśnienia roboczego p1. Jest zatem możliwe zapewnienie prawie teoretycznego ciągłego przepływu pary i zapobieżenie przepływowi rozpuszczalnika w etapie oddestylowywania z parą wodną w niewłaściwym kierunku, to znaczy w kierunku przemieszczenia się materiału zamiast w kierunku wylotu rozpuszczalnika i wody.

Korzystne jest również zastosowanie ślimaka bezrdzeniowego w rurze drenującej, która jest włączona między sekcją ekstrakcyjną i sekcją oddestylowywania z parą wodną. Ślimak bezrdzeniowy umożliwia przepływ rozpuszczalnika przez odpowiedni kanał, przez który może on swobodnie zawracać do sekcji ekstrakcyjnej.

Korzystne jest również zastosowanie ślimaków bezrdzeniowych w śluzach, wejściowej i wyjściowej, gdzie zapewniają one prawidłowe przechodzenie większych części stałych, na przykład kamieni. Poza tym okazało się, że wspomniane powyżej śluzy, wejściowa i wyjściowa, mogą być wyregulowane w taki sposób, że materiał samoczynnie tworzy czop uszczelniający, zapewniający pożądany efekt śluzowy.

Nie jest oczywiste dla specjalisty, że ślimak bezrdzeniowy może przemieszczać materiał nietypowy, na przykład zawierający dużą ilość kamieni wymieszanych z próchnicą i gliną. Okazało się jednak, że takie ślimaki bezrdzeniowe mogą pracować doskonale nawet z wymienionymi powyżej szczególnie uciążliwymi materiałami, przy zaopatrzeniu ślimaków bezrdzeniowych od strony zanieczyszczonego materiału w szynę krawędziową przy zewnętrznej ścianie zwojów ślimaka, przy czym ta szyna krawędziowa wykonana jest z materiału odpornego na ścieranie.

Jak wspomniano, szczególnie korzystne jest osiągnięcie przez rozpuszczalnik przechodzący przez rurę ekstrakcyjną warunków przepływu ciągłego. Dzięki temu również w praktyce ekstrakcję można uważać za ciągłą ekstrakcję przeciwprądową.

W celu zapewnienia efektywności oddestylowania z parą wodną korzystne jest jej dokonywanie w sekcji oddestylowywania z parą wodną, zaopatrzoną w jedną lub więcej ogrzewanych rur destylacyjnych połączonych szeregowo i zaopatrzonych w ślimakowe przenośniki bezrdzeniowe.

W celu zapobieżenia wyciekowi rozpuszczalnika z urządzenia, korzystne jest załadowywanie i rozładowywanie materiału w taki sposób, aby był on śluzowany za pomocą śluz, wejściowej i wyjściowej, z których każda zaopatrzona jest w odpowiednią rurę ze ślimakiem bezrdzeniowym, przy czym ślimak bezrdzeniowy zainstalowany jest osiowo i napędzany jest z taką prędkością, że podczas przechodzenia materiału przez wspomniane rury następuje kształtowanie czopa uszczelniającego.

W celu zapewnienia gładkiego przechodzenia materiału przez urządzenie korzystne jest, zwłaszcza w przypadku materiałów niepłynnych, zaopatrzenie ślimaka bezrdzeniowego, jednego lub wielu, po stronie odkażanego materiału w szynę krawędziową z materiału odpornego na ścieranie umieszczoną na zewnętrznej stronie zwojów ślimaka.

Dla usunięcia większej części rozpuszczalnika jeszcze przed oddestylowaniem z parą wodną korzystne jest zaopatrzenie urządzenia w rurę drenującą włączoną między sekcją ekstrakcyjną i sekcją oddestylowywania z parą wodną, przy czym rura drenująca przenosi materiał ku górze.

167 174

Dla zapewnienia dobrego śluzowania materiału korzystne jest jeżeli każda ze śluz, wejściowa i wyjściowa, zaopatrzona jest w odpowiedni odcinek rury ze ślimakiem bezrdzeniowym. Ślimaki powinny być wyregulowane w taki sposób, aby powodowały powstawanie z materiału czopów stanowiących uszczelnienie zapobiegające wydostawaniu się rozpuszczalnika do otoczenia.

Między sekcją ekstrakcyjną i sekcją oddestylowywania z parą wodną zazwyczaj włączona jest rura drenująca zaopatrzona w ślimakowy przenośnik bezrdzeniowy, przy czym rura drenująca przenosi materiał ku górze, w wyniku czego odsączana jest część rozpuszczalnika przepływającego wspólnie z poddawanym ekstrakcji materiałem.

Zwykle sekcja ekstrakcyjna złożona jest z kilku rur ekstrakcyjnych połączonych szeregowo, równolegle lub w sposób mieszany. Odpowiednio do tego sekcja oddestylowywania z parą wodną składa się zwykle z kilku rur destylacyjnych również połączonych szeregowo, równolegle lub w sposób mieszany.

Szczegóły korzystnego odkażania materiału w urządzeniu według wynalazku są przedstawione poniżej. Skażony materiał, na przykład grunt lub płuczkę wiertniczą, umieszcza się w leju zasypowym nad przenośnikiem ślimakowym, korzystnie bezrdzeniowym przenośniekiem ślimakowym, przenoszącym materiał do sekcji rurowej. Prędkość podawania materiału i prędkość przenośnika ślimakowego dobiera się w taki sposób, że z materiału kształtowany jest czop. W celu zapewnienia kształtowania czopa ślimak jest wykonanyjako krótszy od odcinka rurowego i kończy się w pewnej odległości od wylotu rury. Czop popychany jest ku przodowi za pomocą ślimaka z prędkością liniową dobraną w taki sposób, że prędkość dyfuzji par stosowanego rozpuszczalnika przez czop gruntu jest mniejsza od prędkości przemieszczania się czopa. Taki dobór prędkości podawania zapobiega wydostawaniu się par rozpuszczalnika do otoczenia. Dodatkowe zabezpieczenie osiąga się przez wtryskiwanie pary do czopa gruntu, wskutek czego powstaje blokująca warstwa pary.

Śluza wejściowa uchodzi do pionowej, biegnącej w dół rury, którą materiał spada do wnętrza sekcji ekstrakcyjnej. Korzystne jest zainstalowanie elementu rozdrabniającego, na przykład naprzeciwko wlotu otworu śluzy wejściowej do rury pionowej. Element rozdrabniający przypomina korkociąg i rozdrabnia czop materiału zapewniając późniejszą efektywną ekstrakcję. Stosowanie tego rodzaju elementu rozdrabniającego jest szczególnie korzystne w przypadku odkażania materiałów gliniastych. W rurze pionowej z wilgoci zawartej w materiale powstaje zwykle faza wodna. Jeżeli w procesie wykonywanej następnie ekstrakcji stosuje się rozpuszczalnik o ciężarze właściwym większym od ciężaru właściwego wody, to w rurze pionowej z fazy wodnej powstaje strefa blokująca, przy czym faza wodna pływa na powierzchni rozpuszczalnika. Strefa blokująca daje dodatkowe zabezpieczenie przed wydostawaniem się rozpuszczalnika przez śluzę wejściową. Warunkiem przy tym jest oczywiście aby rozpuszczalnik nie mieszał się z wodą.

Korzystne jest jeśli sekcja rurowa śluzy wejściowej, zaopatrzona w ślimaki bezrdzeniowe, ma średnicę mniejszą od następnych sekcji rurowych zaopatrzonych w ślimakowe przenośniki bezrdzeniowe sekcji ekstrakcyjnej, rury odpływowej, sekcji oddestylowywania z parą wodną i śluzy wyjściowej. Dzięki temu większe kamienie lub ciała obce, jak na przykład kawałki metalu, mogące unieruchomić przenośniki ślimakowe zatrzymywane są w układzie już w śluzie wejściowej i nie mogą w związku z tym przedostać się do pozostałych sekcji urządzenia, których ewentualne zablokowanie byłoby trudne do usunięcia ze względu na konieczność zatrzymania całego urządzenia.

Ekstrakcja zachodzi w sekcji ekstrakcyjnej złożonej z jednej lub wielu rur ekstrakcyjnych połączonych zwykle szerego. Rury ekstrakcyjne mogą być ustawione z pewnym nachyleniem, tak że materiał opuszczający pierwszą rurę ekstrakcyjną może spadać pod działaniem grawitacji do wlotu następnej rury ekstrakcyjnej. Rura ekstrakcyjna zaopatrzona jest w ślimakowy przenośnik bezrdzeniowy zapewniający przenoszenie materiału w przeciwprądzie z rozpuszczalnikiem. Prędkość podawania materiału do sekcji ekstrakcyjnej i prędkość przenośnika ślimakowego dobrane są tak, że rura ekstrakcyjna osiąga stopień wypełniania materiałem wynoszący maksimum 40%, korzystnie 20% do 40%. Przy połączeniu szeregowym rur ekstrakcyjnych rozpuszczalnik podawany jest zwykle przy wylocie materiału ostatniej rury ekstrakcyjnej. Rozpuszczalnik podawany jest z taką prędkością, że wypełnia rurę ekstrakcyjną i przenoszony jest naprzód w postaci słupa cieczy, to znaczy w taki sposób, że osiąga się w przybliżeniu przepływ ciągły. Zbliżenie do warunków przepływu ciągłego osiąga się dzięki użyciu ślimaka bezrdzeniowego.

167 174

Zastosowanie ślimaka bezrdzeniowego zapewnia również stabilność warunków przepływu ciągłego, a poza tym zapobiega uszkodzeniu przenośnika ślimakowego w przypadku dostania się do niego dużych części stałych, na przykład kamieni. Dzięki temu nie jest konieczne sortowanie wstępne materiału na poszczególne wielkości, potrzebne jest tylko oddzielenie największych części stałych, na przykład kamieni o średnicy większej od skoku zwojów ślimaka, wynoszącego na przykład 80 mm lub więcej.

Przykładowymi odpowiednimi rozpuszczalnikami o ciężarze właściwym większym od wody są dwusiarczek węgla i węglowodorowy halogenowane, na przykład chlorek metylenowy.

W celu osiągnięcia pożądanego stopnia czystości korzystne jest jak wspomniano powyżej, prowadzenie ekstrakcji za pomocą mniejszej lub większej liczby rur ekstrakcyjnych. Ze względów praktycznych rury ekstrakcyjne są nachylone pod pewnym kątem, na przykład 6°, przy czym obrabiany materiał odprowadzany jest na poziomie wyższym od poziomu wlotu rury ekstrakcyjnej. Dzięki temu w prosty sposób zapewnia się możliwość spadania materiału z jednej rury ekstrakcyjnej do wlotu następnej, dzięki czemu nie jest potrzebne stosowanie dodatkowych środków przenoszenia między rurami ekstrakcyjnymi. W praktyce można wbudować potrzebną liczbę rur ekstrakcyjnych w przewoźny blok. Można również tak opracować konstrukcję poszczególnych rur ekstrakcyjnych, aby można je było łączyć w układ na miejscu stosując taką liczbę rur ekstrakcyjnych, jaka jest niezbędna w danym miejscu.

Rozpuszczalnik podawany jest do każdej z rur ekstrakcyjnych na górze, a opuszcza rurę na dole. W praktyce można zaprojektować układ tak, aby rozpuszczalnik mógł przepływać szeregowo, równolegle lub w sposób mieszany przez kolejne rury ekstrakcyjne. Dzięki temu można zoptymalizować proces ekstrakcji zależnie od rodzaju materiału, odpowiednio do konkretnego skażenia i do pożądanego stopnia odkażenia.

Korzystne jest, jeżeli przed oddestylowaniem z parą wodną materiał opuszczający ostatnią rurę ekstrakcyjną przenoszony jest ku górze przez rurę drenującą przenoszącą materiał powyżej poziomu rozpuszczalnika dzięki czemu płyn ulega odsączeniu. Rura drenująca zainstalowana jest zwykle w tym samym zespole pojemnika, co rury ekstrakcyjne. Wylot rury drenującej umieszczony jest w taki sposób, że uwolniony od płynu materiał może spadać pod działaniem grawitacji w dół do następnego bloku pojemnika w celu poddania go oddestylowaniu z parą wodną. Rura drenująca w takim wykonaniu w praktyce może mieć nachylenie wynoszące 10°-30°.

Podczas oddestylowania z parą wodną materiał w sposób ciągły uwalniany jest od pozostałości rozpuszczalnika. Oddestylowywanie z parą wodną odbywa się w jednej lub wielu rurach destylacyj nych, z których każdaukształtowanajest wpostaci rury ze ślimakowym przenośnikiem bezrdzeniowym, podobnych do stosowanych w rurach ekstrakcyjnych i w rurze drenującej. Rury do destylacji z parą wodną są poza tym zaopatrzone w parowy płaszcz grzejny umożliwiający utrzymanie wewnątrz rur destylacyjnych temperatury 60°C-130°C. Podczas oddestylowywania materiał przenoszony jest przeciwprądowo względem pary wtryskiwanej do rury destylacyjnej w miejscu odprowadzenia materiału, to znaczy bezpośrednio przed śluzą wyjściową. Wstrzykiwanie pary do rury ogrzewanej parowym płaszczem grzejnym zapewnia destylację azeotropową, przy której usuwany jest rozpuszczalnik i ewentualne pozostałości zanieczyszczeń. Przy azeotropowej destylacji z parą wodną następuje obniżenie punktu wrzenia rozpuszczalnika, dzięki czemu zmniejsza się jego maksymalna temperatura robocza.

Oddzielony rozpuszczalnik wraz z wodą i/lub parą odprowadzany jest z sekcji oddestylowywania z parą wodną przez wylot utrzymywany pod ciśnieniem kondensacji p2. Reagulacja procesu oddestylowywania z parą wodną odbywa się przez regulację dopływu pary w zależności od ciśnienia kondensacji p2 i ciśnienia roboczego pi w obszarze wtryskiwania pary do sekcji oddestylowywania, to znaczy w sąsiedztwie śluzy wyjściowej.

Regulacja odbywa się tak, aby pi było zawsze większe od p2. Regulacja zapewnia przemieszczanie się pary i rozpuszczalnika przez sekcję oddestylowywania z parą wodną w warunkach w przybliżeniu przepływu ciągłego, co zapobiega wydostawaniu się rozpuszczalnika przez śluzę wyjściową.

Po oddestylowaniu z parą wodną odkażony materiał odprowadzany jest przez śluzę wyjściową o konstrukcji podobnej do konstrukcji śluzy wejściowej. Materiał spada w dół rarą pionową do sekcji rurowej zaopatrzonej w przenośnik ślimakowy, korzystnie ślimakowy przenośnik bezrdze8

167 174 niowy, przy jednoczesnym kształtowaniu czopa z materiału. Czop zamyka przepływ pary, dzięki czemu unika się zbyt dużych strat ciepła przy rozładowaniu. Odprowadzany materiał jest teraz w stanie suchym lub lekko wilgotnym i jest całkowicie uwolniony od rozpuszczalnika. Ponadto odprowadzany materiał jest skutecznie odkażony i może być odtransportowany na powrót do miejsca jego wydobycia.

Dla zapewnienia kształtowania czopa korzystne jest, jeżeli sekcja rurowa śluzy wyjściowej jest nachylona tak, że czop z materiału jest przepychany ku górze. Ponieważ odprowadzany materiał może mieć różne, zmienne właściwości reologiczne i może być na przykład płynnym piaskiem lub lepką gliną, której konsystencja zależy od wilgotności, korzystne jest zapewnienie kształtowania czopa przez zastosowanie tarczy o średnicy nieco mniejszej od wewnętrznej średnicy sekcji rurowej, przy czym tarcza dociskana jest ze stałą siłą do otworu sekcji rurowej. Podobnie jak w przypadku śluzy wejściowej, ślimak śluzy wyjściowej kończy się w pewnej odległości od otworu wylotowego.

Stosowany rozpuszczalnik może być regenerowany w sposób opisany w opublikowanym duńskim uznanym zgłoszeniu nr 161670. Możliwe jest na przykład przepuszczanie rozpuszczalnika przez separator, w którym rozpuszczalnik oddziela się od zawartej w nim wody. Możliwe jest również dokonywanie pełnej regeneracji rozpuszczalnika przez destylację, podczas której gaz azeotropowy oddzielany jest i schładzany w chłodnicy i przenoszony do dodatkowego separatora oddzielającego wodę. Po oddzieleniu wody rozpuszczalnik jest czysty i nadaje się do ponownego wykorzystania. Woda oddzielona jest w tym procesie może wraz ze skroploną parą z procesu destylacji być wprowadzana do bloku destylacyjnego, w którym po odparowaniu tworzy stężoną wodną emulsję zanieczyszczeń. Emulsja zawiera wodę w ilości dobranej odpowiednio do spopielania w piecu z wykorzystaniem energii spalania składników zanieczyszczeń.

Korzystne jest, jeżeli ślimakowe przenośniki bezrdzeniowe stosowane do transportu materiału są zaopatrzone w szynę krawędziową z materiału odpornego na ścieranie, znajdującą się po stronie transportowanego materiału. Krawędzie i/lub bok przenośnika transportującego materiał, czyli stykającego się z nim, mogą być pokryte warstwą materiału odpornego na ścieranie lub zmniejszającego tarcie. Powierzchnia tej warstwy może być w razie potrzeby utwardzona. Warstwa pokrywająca może być wykonana z PTFE, policzterofluoretylenu, węglika wolframu lub napylonego molibdenu. Pokrycie na krawędzi może stanowić również wymienną szynę krawędziową. Szyna krawędziowa jest zwykle wąska w porównaniu ze zwojami ślimaka i osadzona jest na tych zwojach w taki sposób, że przez tę szynę krawędziową na rurę zewnętrzną przenoszona jest większa część ciężaru ślimaka. Dzięki temu szyna krawędziowa dociskana jest do znajdującej się pod nią powierzchni przez znaczną część ciężaru ślimaka, co zapewnia przesuwanie materiału podczas obrotu ślimaka.

Szyna krawędziowa może być zainstalowana na ślimaku przez spawanie, skręcanie lub w inny konwencjonalny sposób. Szyna krawędziowa może składać się z małych odcinków lub z jednego odcinka, na przykład wykonanego przez walcowanie między walcami o nachylonych osiach, zgodnie z zasadą stosowaną przy wykonywaniu samego przenośnika ślimakowego.

W praktyce szyna krawędziowa skonstruowana jest tak, aby łatwa była jej wymiana po zużyciu.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony bliżej w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 w schematycznym widoku przedstawia urządzenie według wynalazku, fig. 2 przedstawia w widoku schematycznym sekcję ekstrakcyjną złożoną z czterech rur ekstrakcyjnych i rury drenującej, fig. 3 w widoku schematycznym przedstawia sekcję oddestylowywania z parą wodną, przeznaczoną do zastosowania łącznie z sekcją ekstrakcyjną z fig. 2, fig. 4 przedstawia sposób, w jaki można osiągnąć przepływ w przybliżeniu ciągły w rurze ekstrakcyjnej przy zastosowaniu ślimaka bezrdzeniowego, fig. 5 przedstawia w podobny sposób uzyskiwanie stopniowej i mniej wydajnej ekstrakcji przeciwprądowej przy zastosowaniu konwencjonalnego ślimaka ze stałym rdzeniem, fig. 6 przedstawia rurę ekstrakcyjną z fig. 4 w przekroju wzdłuż linii VI-VI, a fig. 7 przedstawia dolną część zwojów zaopatrzonego w szynę krawędziową ślimaka bezrdzeniowego z fig. 6 w przekroju wzdłuż linii VII-VII.

Skażony materiał, na przykład zanieczyszczony grunt lub płuczka wiertnicza, może być odkażony za pomocą urządzenia schematycznie przedstawionego na fig. 1. Skażony materiał wprowadzany jest przez lej zasypowy 2 do rury 4 śluzy wejściowej, w której znajduje się ślimakowy

167 174 przenośnik bezrdzeniowy 6. Przenośnik ślimakowy 6 przenosi materiał do dolnej rury 8. Naprzeciwko przenośnika ślimakowego umieszczony jest element rozdrabniający 10 przypominający kształtem korkociąg. Dolna rura 8 uchodzi do rury ekstrakcyjnej 12 ze znajdującym się wewnątrz ślimakowym przenośnikiem bezrdzeniowym 14, nachylonej lekko ku górze, w kierunku ruchu. Przenośnik ślimakowy 14 transportuje grunt pod górę, przeciwprądowo względem rozpuszczalnika, który wprowadzany jest w górnym końcu rury ekstrakcyjnej, w miejscu oznaczonym 16. Po górnej stronie rury ekstrakcyjnej 12, na jej dolnym końcu, zainstalowany jest separator 18 części stałych. Rozpuszczalnik wewnątrz separatora części stałych przepływa ku górze z prędkością na tyle małą, że w wyniku sedymentacji grawitacyjnej oddzielane są drobne cząstki stałe. Rozpuszczalnik uwolniony od części stałych jest następnie odprowadzany w miejscu oznaczonym 20.

Po ekstrakcji oczyszczony materiał spada z górnego końca rury ekstrakcyjnej 12 przez rurę pionową w dół do dolnego końca rury drenującej 22 zaopatrzonej w ślimakowy przenośnik bezrdzeniowy 24. Nachylenie rury drenującej 22 jest dobrane tak, aby zapewnić dostateczną różnicę poziomów między wlotem i wylotem, gdzie materiał poddawany jest odsączeniu w celu usunięcia zabieranego wraz z nim rozpuszczalnika.

Ze szczytu rury drenującej odsączany materiał spada rurą pionową do dolnego końca rury 26 destylacji z parą wodną zaopatrzonej w ślimakowy przenośnik bezrdzeniowy 28 i płaszcz parowy 30. Wewnątrz rury destylacji z parą wodną materiał przenoszony jest przeciwprądowo względem pary wtryskiwanej na końcu w miejscu oznaczonym 32 rury destylacji z parą wodną. Wewnątrz rury destylacji z parą wodną materiał ogrzewany jest płaszczem 30, a mieszanina gazowa pary i pozostałości rozpuszczalnika odprowadzana jest w miejscu oznaczonym 34.

Z górnego końca rury 26 destylacji z parą wodną materiał spada przez rurę do rury 36 śluzy wyjściowej, przez którą za pomocą przenośnika ślimakowego 38 materiał przenoszony jest naprzód w postaci czopa blokującego parę, dzięki czemu powstaje zamknięcie, czyli śluza, dla pary.

Oczyszczony materiał 40 opuszcza rurę 36 śluzy wyjściowej będąc wolnym zarówno od zanieczyszczeń, jak i rozpuszczalnika. Kiedy materiałem jest grunt, to po odkażeniu może on być składany na powrót w miejscu wydobycia.

Kiedy materiałem jest płuczka wiertnicza zawierająca materiał mineralny, czyli wywierconą skałę, to ma ona taki stopień czystości, że może być zatapiana w morzu.

Zużyty rozpuszczalnik, usunięty w miejscu oznaczonym 20 może być przenoszony do bloku regeneracyjnego 42, w którym uwalniany jest od zanieczyszczeń i wody przez destylację azeotropową z następującym po niej chłodzeniem i usuwaniem wody w bloku destylacyjnym. Para usunięta w miejscu 34 zawiera zarówno resztki rozpuszczalnika, jak i zanieczyszczeń i ta para może również być przenoszona do bloku regeneracyjnego 42 w celu poddania obróbce wraz ze zużytym rozpuszczalnikiem. Stężone pozostałości usuwane są z bloku regeneracyjnego 42 w miejscu oznaczonym 44. Pozostałości stanowią wodną emulsję zanieczyszczeń. Emulsja zawiera odpowiednią ilość wody, tak aby spospielanie odbywało się z wykorzystaniem energii składników zanieczyszczeń. Blok regeneracyjny nie stanowi części składowej niniejszego wynalazku i w związku z tym nie jest opisany bardziej szczegółowo, jak w duńskim opublikowanym zgłoszeniu patentowym nr 161670.

Na figurze 2 schematycznie przedstawiono sekcję ekstrakcyjną w postaci bloku ekstrakcyjnego, który w praktyce może być wbudowany w typowy przewoźny kontener. Jak to pokazano na fig. 2, taki blok ekstrakcyjny może składać się z kilku połączonych szeregowo rur ekstrakcyjnych. Na fig. 2 przedstawiono cztery rury ekstrakcyjne 112,146,148 i 150. Pierwsza rura 112 ukształtowana jest podobnie jak rura ekstrakcyjna 12 z fig. 1, a części 102-120 odpowiadają częściom 2-20 z fig. 1. Blok zawiera poza tym rurę drenującą 122 ukształtowaną podobnie do rury drenującej 22 z fig. 1 z przenośnikiem ślimakowym 124 odpowiadającym przenośnikowi ślimakowemu 24 z fig. 1. Jak to przedstawiono na fig. 2, materiał wyługowany w rurze ekstrakcyjnej 112 spada do dolnego końca rury ekstrakcyjnej 146, w której poddawany jest dodatkowemu wyługowaniu. Podobnie materiał spada następnie do dolnej części rury ekstrakcyjnej 148, a następnie rury ekstrakcyjnej 150, po czym poddawany jest odsączaniu w rurze drenującej 122. Rozpuszczalnik można wprowadzać na górze kolejnych rur ekstrakcyjnych w miejscach oznaczonych 116,152,154 i 156. Zgodnie z korzystnym przykładem wykonania wynalazku świeży rozpuszczalnik wprowadzany jest jednakże tylko do ostatniej rury ekstrakcyjnej. 150, to znaczy w miejscu 156, przy czym wszystkie pozostałe

167 174 wloty 116, 152 i 154 są zamknięte. W tym wykonaniu rozpuszczalnik opuszczający rurę ekstrakcyjną 150 wprowadzany jest do następnej rury ekstrakcyjnej 148 i tak dalej. Podobnie jak rura ekstrakcyjna 112, rury ekstrakcyjne 146, 148 i 150 mogą być zaopatrzone w odpowiednie własne separatory części stałych zaopatrzone w wyloty rozpuszczalnika (nie pokazane) uwolnionego do części stałych. W ten sposób można wprowadzać świeży rozpuszczalnik do każdej rury ekstrakcyjnej. Poza tym możliwe jest połączenie rur ekstrakcyjnych, dzięki czemu blok ekstrakcyjny może mieć większą przepustowość, określoną jako ilość odkażonego materiału w jednostce czasu, w przypadkach gdzie w celu usunięcia zanieczyszczeń wystarczy przepuszczenie materiału przez tylko jedną rurę ekstrakcyjną.

Na figurze 3 przedstawiono schematycznie sekcję oddestylowywania z parą wodną w postaci bloku oddestylowywania. Tego rodzaju blok może być wbudowany w typowy przewoźny kontener. W przedstawionym wykonaniu taki blok składa się z trzech połączonych szeregowo rur destylacyjnych 226,258 i 268. Rura destylacyjna 226 ukształtowana jest podobnie jak rura destylacyjna 26 z fig. 1, a części 226-230 odpowiadają częściom 26-30 z fig. 1. Również śluza wyjściowa 2,36 i ślimak 238 ukształtowane są podobnie do odpowiadających im części 36 i 38 z fig. 1. Materiał poddany oddestylowaniu z parą wodną w rurze destylacyjnej 226 przechodzi do dolnego końca rury destylacyjnej 258 i następnie do dolnego końca rury destylacyjnej 268. Rury destylacyjne 258 i 268 zaopatrzone są w ślimakowe przenośniki bezrdzeniowe 260 i 270 oraz płaszcze parowe 262 i 272. Oddestylowywanie z parą wodną dokonywane jest przez wtryskiwanie pary w miejscu oznaczonym 274 i przez odbieranie frakcji zawierających usunięty rozpuszczalnik i wodę/parę na wyjściu 234. Usunięta frakcja jest przenoszona do bloku regeneracyjnego odpowiadającego blokowi regeneracyjnemu 42 z fig. 1. Oddestylowywanie z parą wodną regulowane jest za pomocą zaworu regulacyjnego 276 sterowanego z kolei regulatorem R. Regulacja odbywa się na podstawie ciśnienia p₂ na wylocie 234 i ciśnienia pi na wyjściowym końcu rury destylacyjnej 268. Regulator zapewnia utrzymywanie ciśnienia pi zawsze powyżej wartości ciśnienia p₂, przez otwieranie i zamykanie zaworu regulacyjnego 276 sterującego wtryskiem pary w miejscu oznaczonym 274.

Na figurze 4 przedstawiono przepływ w rurze ekstrakcyjnej zaopatrzonej w ślimak bezrdzeniowy 302. Ślimak bezrdzeniowy 302 ma grubość a i szerokość kołnierza b, średnicę c oraz skok d. Bezrdzeniowe ukształtowanie ślimaka zapewnia to, że rozpuszczalnik płynący w kierunku strzałek 304 może przepływać w zasadzie bez zaburzeń ze strony ślimaka, patrz strzałki. Przeznaczony do odkażania materiał 306 wprowadzany jest z maksymalnym stopniem wypełnienia wynoszącym objętościowo 40%. Materiał 306 przenoszony jest za pomocą ślimaka w kierunku oznaczonym strzałką 308 i jest jednocześnie lekko unoszony ku górze, wskutek czego poddawany jest wstrząsaniu i rozluźnianiu. Dzięki temu osiąga się idealne warunki ekstrakcji przeciwprądowej, przy której rozpuszczalnik może bez przeszkód przemieszczać się we właściwym kierunku, nie zmuszany do częściowego zawracania. Innymi słowy, osiąga się w przybliżeniu warunki przepływu ciągłego, przy którym osiąga się taką samą ekstrakcję, jak przy nieskończonej liczbie stopni ekstrakcji przeciwprądowej realizowanej w stopniach.

Na figurze 5 przedstawiono sytuację przy zastosowaniu konwencjonalnego ślimaka 402 z konwencjonalnym rdzeniem 403. Kierunek ruchu rozpuszczalnika na fig. 5 oznaczono strzałką 404, a odkażany materiał przemieszcza się w kierunku przeciwnym, patrz strzałka 408. Z fig. 5 widać, że w tym przypadku rozpuszczalnik przechodzi z jednego stosunkowo zamkniętego przedziału do następnego przedziału, przy czym jest on zatrzymywany zwojami 410 ślimaka i popychany wstecz wskutek tego, że zamknięty przedział stanowi praktycznie komorę ekstrakcyjną. W dolnej części rury ekstrakcyjnej materiał popychany jest ku przodowi i tylko w nieznacznym stopniu mieszany jest z rozpuszczalnikiem. W wyniku tego otrzymuje się stosunkowo złe mieszanie, a zatem i zły kontakt między rozpuszczalnikiem i materiałem. Podział na przedziały powoduje poza tym mieszanie wsteczne, przy którym rozpuszczalnik przemieszcza się w niewłaściwym kierunku, to znaczy proces ekstrakcji odpowiada stopniowej ekstrakcji przeciwprądowej obejmującej tylko niewielką liczbę stopni. W praktyce liczba stopni jest równa liczbie przedziałów między zwojami ślimaka. Poza tym złe mieszanie może dać w wyniku nawet gorszą wydajność ekstrakcji od osiąganej przy pełnym mieszaniu w pojedynczym stopniu.

167 174

Na figurze 6 przedstawiono rurę ekstrakcyjną 512 z fig. 4 w przekroju wzdłuż liniiVII-VIIna fig. 4. Figura przedstawia ślimak 502 o średnicy c oraz szerokości kołnierza b. Rura ukształtowana jest w postaci osłony z cylindryczną dolną częścią podtrzymującą ślimak 502. Powyżej części cylindrycznej może występować wolna przestrzeń 501, podczas ekstrakcji wypełniona całkowicie rozpuszczalnikiem. Odkażony materiał wprowadzany jest do ślimaka w taki sposób, że zapełnia go do maksimum 40% jego średnicy c.

Na figurze 7 przedstawiono w przekroju dolną część zwojów ślimaka bezrdzeniowego o grubości a i szerokości kołnierza b. W wyniku ruchu obrotowego ślimak popycha materiał ku przodowi w kierunku wskazanym strzałką 603. Wewnętrzne naprężenia ślimaka powodują powstawanie zwróconej w stronę materiału klinowej przestrzeni 605, między dolną krawędzią ślimaka i powierzchnią rury, przy czym materiał może dostać się do tej klinowej przestrzeni.

W celu zapobieżenia powyższej sytuacji przednie powierzchnie ślimaka zaopatrzone są w szynę krawędziową 607 o grubości a1 i wysokości b1. Szyna krawędziowa umieszczona jest na ślimaku w taki sposób, że znaczna część ciężaru ślimaka spoczywa na rurze za pośrednictwem wspomnianej szyny krawędziowej. Szyna krawędziowa zapewnia przesuwanie odkażanego materiału przez ślimak ku przodowi bez wślizgiwania się materiału do wnętrza przestrzeni klinowej.

Kiedy nie stosuje się szyny krawędziowej, materiał zostaje wsunięty do wnętrza przestrzeni klinowej i naciska na ślimak ku górze, powodując, że materiał nie jest przenoszony w pożądanym kierunku, a ślimak może się okazać przeciążony i może ulec uszkodzeniu.

Wynalazek opisano bardziej szczegółowo poniżej, na podstawie kilku przykładów.

Przykład I. Niniejszy przykład ilustruje wykonanie urządzenia według wynalazku, służącego do obróbki w przybliżeniu 10 ton gruntu na godzinę. Urządzenie składa się z bloków opisanych w odniesieniu do fig. 2 i 3.

Sekcja rurowa śluzy wejściowej zaopatrzona jest w ślimak o średnicy 200 do 300 mm. Ślimak ma skok wynoszący 150 do 200 mm. Szerokość kołnierza b ślimaka wynosi zwykle 50 do 80 mm, przy czym ślimak ma grubość a wynoszącą 25 do 30 mm. Ślimak zaopatrzony jest w szynę krawędziową z hartowanej, odpornej na ścieranie stali, patrz fig. 7, o grubości a-i wynoszącej 3 do 6 mm i o wysokości b1 wynoszącej 10 do 20 mm. Prędkość ślimaka reguluje się na wartość 10 do 40 obr/min i zazwyczaj zawiera się ona w granicach 20 do 25 obr/min.Pozostałe ślimaki, to znaczy ślimaki rur ekstrakcyjnych, rury drenującej, rur destylacji z parą wodną i sekcji rurowej śluzy wyjściowej mają średnice zewnętrzne wynoszące 300 do 400 mm. Ślimak ma skok 200 do 300 mm, grubość a wynoszącą 30 mm, przy czym szerokość kołnierza b wynosi 60 do 80 mm. Te ślimaki również zaopatrzone są w szynę krawędziową z hartowanej, odpornej na ścieranie stali, jak to pokazano na fig. 7 i w tym przypadku szyna krawędziowa ma grubość a1 wynoszącą 3 do 6 mm i wysokość b1 wynoszącą 10 do 200 mm. Prędkość ślimaka może być regulowana w granicach 10 do 40 obr/min i zwykle ustawiana jest na wartość 20 do 25 obr/min.

Rozpuszczalnik wprowadzany jest z prędkością mierzoną w rurze ekstrakcyjnej wynoszącą 0,1 do 1,0 m/min, typowo 0,5m/min, co odpowiada w przybliżeniu 5 tonom chlorku metylenu na godzinę. Co do bloku zawierającego trzy rury do destylacji z parą wodną, jak to pokazano na fig. 3, temperatura ich płaszczów regulowana jest przez wpuszczanie pary zależnie od temperatury kondensacji, przy czym temperatura utrzymywana jest w granicach 40 do 60°C w pierwszej rurze destylacyjnej 230, w granicach 60 do 80°C w drugiej rurze destylacyjnej 262, natomiast temperatura kondensacji płaszcza ostatniego stopnia destylacyjnego utrzymywana jest w granicach 80 do 100°C. Ciśnienie p1 utrzymywane jest na poziomie nieco przewyższającym ciśnienie atmosferyczne, na przykład 0,1 do 1m słupa wody, co odpowiada ciśnieniu absolutnemu 1,01 do 1,1 bara. Ciśnienie p2 zależy od warunków kondensacji pary i zawartości rozpuszczalnika w chłodnicy (kondensatorze) umieszczonej bezpośrednio za miejscem pomiaru ciśnienia p2. Chłodnica skonstruowana jest w taki sposób, że p2 osiąga poziom nieco niższy od ciśnienia atmosferycznego.

Wspomniana powyżej wielkość przepływu rozpuszczalnika stosowana jest w przypadku normalnie skażonego gruntu. W przypadku ciężkich, łatwo rozpuszczalnych skażeń, na przykład piasku morskiego w znacznym stopniu zanieczyszczonego olejem ciężkim, stosuje się większą wartość przepływu rozpuszczalnika, na przykład w przybliżeniu dwa razy większą, to znaczy 0,2 do

167 174 m/min, typowo około 1,0 m/min. Jest to konieczne z tego względu, że obecnie występujące oleje rozpuszczają się natychmiast i bez zastosowania większych prędkości przepływów rozpuszczalnika powodowałyby szybkie nadmierne zwiększenie lepkości strumienia.

Przykład II. Dane zamieszczone w tym przykładzie otrzymano w zespole testowym złożonym ze śluzy wejściowej i pojedynczej rury ekstrakcyjnej o wewnętrznej średnicy wynoszącej 335 mm, dla przypadku zanieczyszczonego smołą gruntu, o dużym stopniu skażenia, odkażanego za pomocą chlorku metylenowego w charakterze rozpuszczalnika ekstrakcyjnego.

Odkażany grunt wprowadzany był z prędkością 10 t/h. Chlorek metylenowy wprowadzany był w przeciwprądzie z prędkością 5 t/h. Podczas badania pobierano próbki w odległości 2,3 i 8 m od miejsca wprowadzania materiału. Zawartość smoły w tych próbkach i w wejściowym skażonym gruncie (materiale wyjściowym) zamieszczono w tabeli 1.

Tabela 1

Próbka	Zawartość smoły mg/kg (ppm)
Materia! wyjściowy	16.300
2 m od miejsca wprowadzenia	4.600
3 m od miejsca wprowadzenia	1.420
8 m od miejsca wprowadzenia	260

Widać, że przy przepuszczaniu gruntu przez pojedynczą rurę ekstrakcyjną zawartość smoły spadła z 16.300 mg/kg (1,63%) do 260 mg/kg (0,026%), to znaczy zawartość smoły zmniejszyła się do 1,6% zawartości pierwotnej.

Przykład III. W warunkach określonych w przykładzie II wykonano badanie z użyciem gruntu zanieczyszczonego smołą o niewielkim stopniu skażenia. Zawartość smoły w materiale wyjściowym i w próbkach zamieszczono w tabeli 2.

Tabela 2

Próbka	Zawartość smoły mg/kg (ppm)
Materiał wyjściowy	540
2 m od miejsca wprowadzenia	280
8 m od miejsca wprowadzenia	85

Z przykładów I i II widać, że zastosowanie dwóch rur ekstrakcyjnych pozwala na zredukowanie zawartości smoły z 16.300 mg/kg do zawartości poniżej 100 kg/kg (= 100ppm).

Za pomocą zestawu składającego się z czterech szeregowo włączonych rur ekstrakcyjnych możliwe jest osiągnięcie odkażenia gruntu skażonego smołą o zawartości skażenia 16.300 mg/kg do zawartości smoły odpowiadającej wymaganiom dla gruntu czystego, to znaczy poniżej 10 ppm.

Przykład IV. Zanieczyszczony smołą grunt odkażany jest przez przepuszczanie przez cztery rury ekstrakcyjne w bloku ekstrakcyjnym z fig. 2 i za pomocą chlorku metylenowego w charakterze rozpuszczalnika ekstrakcyjnego. Następnie grunt jest odsączany i poddawany następnie oddestylowywaniu z parą wodną w trzech rurach destylacyjnych bloku destylacji z parą wodną z fig. 3. Odkażany grunt wychodzący ze śluzy wyjściowej wykazuje zawartość chlorku metylenowego poniżej progu wykrywalności, to znaczy 1 ppm, a zatem grunt może być zawracany na miejsce wydobycia nie stanowiąc zagrożenia dla środowiska.

226

258

268

Fig.5

501

512

502

Fig.6

) \ 605 ⁶⁰⁷ f

612

Fig.7

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do ciągłego odkażania materiału w postaci układu zamkniętego zawierającego śluzę wejściową, sekcję ekstrakcyjną z jedną lub wieloma rurami ekstrakcyjnymi zaopatrzonymi w przenośniki ślimakowe, sekcję oddestylowywania z parą wodną i śluzę wyjściową, znamienne tym, że co najmniej jeden przenośnik ślimakowy urządzenia stanowi przenośnik ślimakowy bezrdzeniowy (6,14, 24, 28, 38), którego ślimak bezrdzeniowy jest zaopatrzony w odporną na ścieranie i/lub zmniejszającą tarcie powłokę powierzchniową na krawędziach i/lub po stronie przenośnika przenoszącej, zwróconej do materiału, a śluzy, wejściowa i wyjściowa, zaopatrzone są w sekcje rur (4, 36) ze ślimakami bezrdzeniowymi.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że odporna na ścieranie i/lub zmniejszająca tarcie powłoka powierzchniowa jest powłoką powierzchniową utwardzoną.
3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że odporną na ścieranie i/lub zmniejszającą tarcie powłokę powierzchniową stanowi powłoka z policzterofluoroetylenu, węglika wolframu lub napylonego molibdenu.
4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że odporną na ścieranie i/lub zmniejszającą tarcie powłokę powierzchniową stanowi wymienna szyna krawędziowa (607).
5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera rurę drenującą (22) umieszczoną między sekcją ekstrakcyjną i sekcją oddestylowywania z parą wodną, przy czym rura drenująca zaopatrzona jest w urządzenie do przenoszenia materiału pod górę, korzystnie w ślimakowy przenośnik bezrdzeniowy (24).