PT89375B

PT89375B - Processo para descontaminacao de um material e instalacao para a realizacao do referido processo

Info

Publication number: PT89375B
Application number: PT89375A
Authority: PT
Inventors: Dennis Sogaard
Original assignee: Phonix Contractors As
Priority date: 1988-01-05
Filing date: 1989-01-02
Publication date: 1993-12-31
Also published as: DE323649T1; JPH01218674A; EP0323649B1; DK1888D0; FI97281C; IE62359B1; EP0323649A3; FI890037A; AU2771689A; ATE91441T1; DD277407A5; PT89375A; DK1888A; PL160474B1; PL277054A1; DE3882352D1; NO171710B; CA1321970C; NO890032L; DK161670B

Description

Processo para descontaminação de um matge rial e instalação para a realização do referido processo para que

A/S PH^NIX CQNTRACTORS, pretende obter privilégio de invenção em Portugal.

RESUMO presente invento refere-se a um processo e uma instalação para descontaminar um material. 0 material é colocado num re cipiente no qual se introduz inicialmente vapor e são removidos alguns fluídos incluindo contaminantes. 0 extractante é então i_n troduzido no recipiente e os fluidos compreendendo a água de condensação, extractante e contaminantes são removidos. 0 material é lavado por injecção de vapor. 0 material seco ou ligeiramente húmido no recipiente é removido em condições apropriadas para voj^ tar ao local de onde foi retirado. 0 extractante usado pode ser purificado para ser reutilizado.

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-2MEMORIA DESCRITIVA presente invento refere-se a um processo para descontaminar um material, tal como solo, areia, pedra e depósitos velhos de desperdícios industriais, bem como a uma instalação, por exemplo uma instalação móvel para levar a cabo o processo.

Durante os últimos anos a humanidade tem-se tornado cada vez mais consciente das consequências ambientais dos processos que têm sido usados para eliminação dos materiais de desperdício. Tem-se dedicado portanto particular atenção à poluição de águas de superfície, tais como rios (em especial o rio Reno) e lagos, tais como os Grandes Lagos nos EUA, e também mares e oceanos em que a poluição, por exemplo por petróleo, é um problema constante mente recorrente. Mais recentemente a atenção tem sido atraída pela poluição do solo. Conhecem-se numerosos exemplos, em que os desperdícios industriais têm sido depositados enterrando tambores de metal contendo o material de desperdício ou em que o desperdício tem sido despejado directamente para a natureza, de várias manBiras. Estes actos têm originado consideráveis operações de limpeza. Concorrentemente com a poluição devida aos pecados dos nossos pais ocorrem acidentes, apesar das precauções cada vez mais sofisticadas, quando materiais não desejáveis, destruidja res do ambiente e venenosos, se escapam para a natureza. São exemplos de tais acidentes a poluição pelo petróleo de áreas costeiras, por exemplo após colisões de navios ou perda de navio, ou de outras áreas, por exemplo após acidentes de tráfego. Têm sido feitas várias tentativas para controlar a poluição ambiental, mas nenhum dos métodos sugeridos resultou numa solução dos problemas suficientemente atractivo em termos de custos envolvidos e possibilidade de acção rápida.

Hoje conhecem-se vários casos, em que se descobriram áreas contaminadas, por exemplo, durante a escavação de um local de cons trução. Um processo comum usado hoje em dia para remover tais con taminações compreende a escavação da quantidade total de solo con taminado e a sua introdução em tambores. Estes tambores são enviados para uma instalação de incineração especializada tal como

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-3Kommunekemi na Dinamarca. Aqui o material é incinerado na sua to. talidade sob condições controladas assegurando uma temperatura de combustão alta. E necessário operar com altas temperaturas de combustão, uma vez que as temperaturas mais baixas resultam na produção de dioxinas, as quais se sabe geralmente serem muito tóxicas. Este processo não é muito adequado uma vez que o trabalho relacionado com a escavação do solo, sua introdução em tambores, seu transporte para a instalação, abertura dos tambores, e introsução do material na instalação de incineração é extenso e de modo nenhum seguro. Transportar grandes quantidades de material torna-se altamente oneroso e a capacidade de instalação de incine ração tem de ser considerável. Na prática 6 quase impossível fazer retornar o material ao seu local de origem, em parte devido aos custos do transporte envolvidos e em parte porque o retorno exigiria um tratamento técnico adicional do material após a sua i nci neração.

Para contaminações pequenas utiliza-se um processo em que os custos do transporte e incineração podem ser reduzidos. Neste processo cria-se um depósito controlado na forma de uma escavação equipada com uma membrana de selagem no qual se deposita o mater_i al contaminado, Com tal depósito é obrigatório recolher, examinar e, se necessário, tratar a água de chuva que se infiltra atr.a vés do material. 0 depósito tem então de ser constantemente vigiado, frequentemente durante um período cobrindo muitos anos.

Ambos os processos anteriores são onerosos, uma vez que a quantidade de material contaminado a escavar e transportar é grande. Um problema adicional ligado à incineração é o de que o material contaminado é heterogéneo o que pode resultar num grande desgaste da instalação como por exemplo no caso de num incinerador rotativo em alvenaria. Outro problema é o de como controlar a incineração de desperdícios heterogéneos, o que compreende muitas vezes por exemplo desperdícios betuminosos, compostos fenólicos e frequentemente grandes quantidades de hidrocarbonetos poli, aromáticos. Para assegurar que não se escapam materiais venenosos, tais como as dioxinas, juntamente com o fumo, a incineração

Λ tem de ser feita sob condições muito estacionárias. E, no entan68 592

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-4to, difícil a dispendioso assegurar uma incineração estacionária dos materiais heterogéneos em questão.

A publicação EP n3. 0 161 698 Al revela um processo de pjj rificação de solo, como por exemplo purificando-o de produtos petrolíferos, por extracção num depurador (scrubber) por meio de um líquido aquoso com um valor de pH adaptado ao contaminante, sendo depois o extractante e o contaminante separados. Neste processo os materiais grosseiros são primeiramente separados do solo por meio de uma unidade de peneiração. Este passo implica que uma parte dos contaminantes é removida juntamente com o material grosseiro e não é portanto eliminada. Depois o solo é misturado com o líquido# Subsequentemente, as fases são separadas e o líquido usado é purificado por flutuação e reutilizado. Este processo requer equipamento complicado e dispendioso, uma vez que ne cessita de um dispositivo robusto de mistura de solo com água bem como de um tanque de flutuação. Dos resultados apresentados na p_u blicação é ainda evidente que apenas se obtém uma descontaminação parcial.

A publicação EP nS. 0 059 020 Al revela um processo para extrair contaminantes do solo por meio de água, álcoois ou éter de petróleo. 0 processo é levado a cabo por introdução do extra_ç tante directamente no solo contaminado através de tubos estendidos no solo. Se necessário a área contaminada é primeiramente separada da camada superficial até à camada impermeável ã água. Apesar da peneiração há um risco considerável de mais contaminação por alastramento dos contaminantes e extractante. Como tal é imperativa a tomada de medidas de precaução extensivas. Além disso devem levar-se a cabo investigações prévias alargadas sobre o tipo de contaminação e solo. Finalmente o processo requer grandes quantidades de extractante.

A publicação W0 nS. 86/03134 revela um processo para a separação de betume dos materiais da superfície de estradas deterioradas por extracção, preferencialmente com tolueno, em vários passos, seguida de destilação e recuperação do solvente por condensação. 0 processo é dirigido à reutilização de asfalto, o que significa que nem todos os tipos de compostos normalmente associa

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-5dos ao solo contaminado são removidos. 0 material betuminoso ocor z re na Forma sólida. E portanto necessário usar uma instalação com parativamente sofisticada para levar a cabo o referido processo usando vapor a alta pressão bem como vácuo juntamente com calor.

pedido de patente GB n2. 2 022 444 revela um processo para o tratamento de desperdícios contendo petróleo por meio de extracção em contracorrente em vários compartimentos usando um solvente tal como o queroseno, isto é, um solvente mais leve que a água. Utiliza-se um recipiente rotativo compreendendo o referi do recipiente lâminas ou pás em cada compartimento para assegurar o contacto entre o material de desperdício e o extractante. Este pedido de patente revela um processo mecanicamente complicado, em que o material tem que estar presente na forma de uma suspensão aquosa. 0 processo é aplicável para materiais de desperdícios aquosos e não pode portanto ser utilizado para a purificação de materiais de solo contaminados.

A publicação EP n2. 0 172 056 Al revela um processo de la vagem de areia ou gravilha contendo petróleo, em que a lavagem é realizada com uma composição solvente compreendendo queroseno e surfactantes. Após a lavagem, o solvente e os produtos oleosos são separados. Esta separação é realizada por meio de equipamento complicado compreendendo hidrociclones e unidades de floculação. 0 processo não é adequado à remoção de contaminantes com um teor elevado em compostos poliméricos.

A publicação W0 n2. 82/04440 revela um processo de separa ção de petróleo e betume de areias petrolíferas ou de areias de alcatrão, em que um hidrocarboneto clorado, tal como cloreto de metileno, é usado como solvente e um líquido, tal como a água ou álcool, é usado para tratamento subsequente. 0 tratamento subse quente permite uma fácil separação da solução oleosa de areia devido à influência do solvente nas superfícies dos grãos de areia. E também possível usar primeiro água e depois o extractante, no entanto é preferido □ uso de água no fim. Quando se leva a cabo o processo utiliza-se equipamento complicado, uma vez que o material arenoso tem geralmente que ser moído e misturado mecanicamente com os líquidos usados. Além disso utiliza-se centrífuga68 592

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-6ção e fluidização na recuperação do solvente.

A E.P. 0 070 593 Al revela um processo para purificação de solo por meio de um meio de aquecimento especialmente vapor. 0 processo é levado a cabo in-situ por injecção do vapor através de lanças que penetram no solo. Os contaminantes voláteis retirados do solo são recolhidos por intermédio de um vacuum clock. 0 tra tamento do solo por aquecimento até altas temperaturas envolve um alto consumo de energia. Outro problema é o risco dos contaminar» tes se espalharem às áreas adjacentes apesar do uso do vacum clock. Além disso, o processo é dificil de controlar. Finalmeri te o referido processo não remove produtos não voláteis ou de bai. xa volatilidade ou sólidos, tais como asfalto, alcatrão e semelhantes .

Conhecem-se também diferentes processos de recuperação de petróleo, betume ou petróleo betuminoso de areia petrolífera, areia de alcatrão ou semelhantes por extracção. Cstes processos são por exemplo revelados nas patentes americanas nSs. Λ 424 112, 4 424 113, 4 532 024, 2 596 793, 4 387 016, 3 475 318 e 1 514 113. Estes processos são, contudo, dirigidas à recuperação dos materiais desejados e não são portanto adequados à remoção de um largo espectro de contaminantes. Eles não se destinam nem são adequados à remoção dos últimos resíduos dos materiais/contaminantes uma vez que isto tornaria ucn tal processo muito dispendioso.

E também conhecida a remoção de contaminantes simplesmente por aquecimento do solo. Este processo não remove, contudo, todos os contaminantes. Quando o material contém por exemplo com postos clorados de alto peso molecular, tais como PCB, parafinas cloradas ou semelhantes, um aquecimento moderado, i.e., um aquecj. mento abaixo dos 12002C pode provocar uma decomposição parcial de tais compostos. Os produtos de compostos resultantes podem ter uma influência negativa no ambiente, uma vez que podem ser altamente tóxicos, e podem exceder o impacto negativo no ambiente dos contaminantes originais.

E ainda conhecida a remoção de contaminantes por meios biológicos, o que é, contudo um processo muito demorado. Além disso, os processos biológicos só podem ser usados no caso de ma68 592

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-7teriais ligeiramente contaminados por petróleo. No caso de conta, minação com metais pesados e outras substâncias que se possam acti mular num organismo, a limpeza biológica terá como resultado a s_e ereção dos metais pesados e de outras substâncias pelo organismo envolvido. Como resultado os contaminantes são apenas transferidos para um organismo em vez de serem completamente removidos. Os processos biológicos para combate à poluição exigem um espaço con siderável e dependem de várias variáveis, tais como o tipo de poluição bem como as condições de temperatura e humidade.

Foi revelado que os compostos solúveis em água, os compos. tos destiláveis ao vapor bem como os compostos extractáveis e/ou en tur.escivéis, que sejam hidrofóbicos/insolúveis em água, podem ser removidos dos materiais contaminados por um processo simples lev.a do a cabo num recipiente equipado de uma forma simples sob condiçães necessitando apenas de um consumo de energia baixo e em que nenhum dos fluidos usados é descarregado para o ambiente.

Isto é levado a cabo pelo processo de acordo com o invento caracterizado por:

1) carregar o material contaminado num recipiente possuindo meios de introdução e distribuição de vapor e líquido bem como meios de remoção de fluidos,

2) introdução de vapor e remoção dos fluidos incluindo alguns contaminantes,

3) extracção de material por introdução de um extractante e remo, ção da água, extractante e contaminantes restantes,

4) lavagem (stripping) do material extraído com vapor, e

5) remoção do material desconta mi nado, seco ou ligeira mente húmi. do, do recipiente.

processo de acordo com o invento compreende os passos seguintes. 0 material contaminado é recolhido da área poluída sem ter de ser escolhido ou desintegrado fisicamente e é directamente introduzido no recipiente. Para recolha do material contaminado, pode usar-se uma cavadora ou escavadora que escava o mate rial e o transporta para uma camioneta ou directamente para o recipiente quando se usa uma instalação móvel.

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-8Não é necessário escolher o material, uma vez que a presença de por exemplo algas, pedras, pedaços de tijolos e cascalho não interfere com o processo do invento.

No recipiente o material é primeiro tratado com vapor aquecendo assim o material a por exemplo entre aprox. 109C abaixo e aprox. de 209C acima do ponto de ebulição do extractante utilizado. E preferível aquecer o material até aprox. 103C acima do referido ponto de ebulição. Simultaneamente o material é desarez jado. E importante para a extracção subsequente que o ar seja ex pelido. Se isto não se efectua podem ocorrer reacçães indesejáveis entre o ar e o extractante. No caso de se usar como extractante um hidrocarboneto halogenado, tal como o cloreto de metileno, a presença de ar na instalação poderá resultar na formação de um ácido halo-hídrico, tal como o ácido clorídrico, halogéneo livre, tal como o cloro e fosgénio e compostos halo correspondentes. A formação de ácido halo-hídrico, tal como o ácido clorídrico, origina o risco de corrosão, o que significa que seria necessária uma escolha adequada de um material de construção dispendioso p_a ra a instalação. Além disso, as várias reacções resultam em perda de extractante. Finalmente, alguns dos produtos da reacção são muitíssimo tóxicos e envolvem portanto um risco considerável. 0 tratamento com vapor abre o material, i.e., torna o material mais poroso e receptivo. Esta abertura é um pré-tratamento para melhorar a extracção subsequente, por exemplo para assegurar uma melhor distribuição de extractante. Durante as trocas de calor adiabáticas com o material, □ extractante líquido passa primeiro para um estado gasoso e depois condensa de novo. Isto resulta nu ma penetração profunda em todo o material mesmo nos poros e bolsas mais pequenos. Em vez de estar suspenso e como tal ser arras tado durante a extracção aquosa devido a ligaçães de hidrogénio com a água, o material fino, tal como a argila, é precipitado pelo tratamento por vapor, sendo portanto assegurado que também este material fino é sujeito ao mesmo tratamento dos outros materiais. Durante o primeiro tratamento com vapor são também removidos alguns dos compostos orgânicos, insolúveis em água_zuma vez que são arrastados durante a destilação por vapor.

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-9Subsequentemente ao primeiro tratamento por vapor introduz-se o extractante. No início quando o material no recipiente está ainda quente, ocorre uma vaporização-flash. Destila-se uma mistura azeotrépica de água e extractante arrastando também contaminantes, tais como materiais poliméricos geralmente insolúveis em água assim como no extractante.

Durante a introdução contínua de extractante a temperatura cai e os compostos extractáveis são extraídos. A extracção continua até que o material no recipiente tenha a pureza desejada. 0 extractante é facilmente separado da água e pode ser purificado para reutilização por destilação. Numa concretização do invento o extractante é continuamente purificado durante todo o processo de extracção. Numa concretização alternativa faz-se circular a mesma porção de extractante através do recipiente até que não se possam retirar substancialmente mais quantidades de contaminantes. Se o material no recipiente não tiver obtido a pureza desejada após um tal tratamento, o processo é repetido com uma nova porção de extractante. Quando o extractante é recirculado pode separar-se a água de maneira conveniente.

Na prática podem usar-se vários recipientes, em que o extractante é directamente transferido de um recipiente para o seguinte ou uma porção do extractante é primeiro feita circular através do primeiro recipiente e é subsequentemente transferida para o recipiente seguinte. Desta maneira o extractante é utilizado eficientemente, por exemplo por extracção descontínua em con tracorrente.

Uma vez que □ material se mantém no mesmo recipiente durante todo o processo de purificação, é, comparativamente económi co realizar a extracção o número de vezes necessário e/ou num período de tempo suficientemente longo para assegurar a remoção coni pleta de compostos contaminantes. A remoção, por exemplo dos ú_l timos 10% de contaminantes é menos dispendiosa com o presente pro cesso quando comparada com os processos conhecidos.

Quando se usa um extractante adequado, tal como cloreto de metileno, removem-se também compostos poliméricos de alto peso

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-10molecular par dissolução ou entumescimento.

Depois da extracção, o material é de novo tratado com vapor lavando assim o material. Durante a lavagem o material é outra vez sujeito a uma destilação azeotrópica, em que o extractante e outros contaminantes, tais como os materiais entumescidos djj rante a extracção, são removidos com os fluidos de saída, p. exp. na forma de um aerossol.

Após o último passo o material está seco ou num estado l.e vemente húmido e completamente isento de extractante. Agora o ma terial está de tal modo purificado que pode ser devolvido directa mente ao local de onde foi escavado.

extractante, contendo o contaminante, resultante do método do invento é purificado vantajosamente por meio de destilação e reutilizado, assegurando um consumo baixo de extractante e evitando problemas com o rejeitar do extractante usado.

Durante o processo do invento, a extracção é vantajosamen te realizada num ou em vários passos, em que em cada passo uma porção de extractante circula num ciclo, em que a água é separada do extractante preferencialmente de forma contínua e em que após cada passo, o extractante é transferido para um segundo recipiente com material contaminado ou é purificado para reutilização. Is. to permite a realização da extracção como extracção descontínua em contracorrente. Desta maneira o extractante é bem utilizado.

Numa outra concretização a extracção é, vantajosamente, realizada com a purificação contínua do extractante e sua reutili. zação. Isto assegura que o processo possa ser levado a cabo numa instalação simples, isto é, numa instalação económica e de fácil operação.

extractante utilizado é seleccionado de preferência de entre solventes de baixo ponto de ebulição e/ou voláteis, insolúveis em água ou misturas de solventes com uma densidade considerá velmente diferente da da água, preferencialmente maior. Como resultado o extractante é facilmente separável da água. 0 extractante também tem um ponto de ebulição baixo e/ou é volátil de for

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-lima a que possa ser facilmente separado dos contaminantes dissolvi, dos, por exemplo por destilação.

Os extractantes especialmente preferidos compreendem os hidrocarbonetos halogenados e carbodissulfu reto, tais como o cloreto de matileno. Estes solventes possuem as caracteristicas ac_i ma descritas. 0 carbodissulfureto é especial mente adequado para a extracção de contaminantes sulfurosos. 0 cloreto de metileno, Ch^C^, é um extractante especialmente adequado, uma vez que é fa cilmente separado da água bem como dos compostos orgânicos devido ao seu baixo ponto de ebulição de aprox. de 42QC e b sua alta den sidade de 1,3 g/cm . E ainda pouco dispendiosa a sua utilização devido ao seu calor de vaporização baixo e pode actuar com agente de entumescimento para compostos poliméricos 0 que facilita a sua remoção. □ cloreto de metileno promove a precipitação de pequenas partículas de argila de modo que estas não são arrastadas durante a extracção. 0 cloreto de metileno é também facilmente rernq vido por lavagem com vapor de forma que não permanecem resíduos contaminantes no solo.

Após 0 primeiro tratamento, por vapor, do material contaminado no recipiente, o material tem uma temperatura de 10QC aba_i xo a 20QC acima do ponto de ebulição do extractante utilizado, de preferência de cerca de 109C acima. Como resultado o material é adequadamente aberto e preparado para a extracção subsequente, co mo se mencionou acima.

A velocidade de introdução do vapor e do extractante no recipiente é vantajosamente ajustável tendo em conta a textura fí sica do material contaminado e 0 nível da contaminação.

extractante, de preferência, cloreto de metileno, é separado da água por meio de, por exemplo, separação gravimétrica. Neste caso a mistura de cloreto de metileno e água é transferida para um recipiente ou unidade (separador), onde a fracção leve, i.e. água, é removida pelo topo e a fracção pesada, i.e. cloreto de metileno, é removida no fundo. A velocidade de separação pode ser aumentada deixando a mistura passar através de um material de enchimento pouco compacto de por exemplo fibras de vidro finas, a

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-12superfície das quais coalesce pequenas gotas emulsionadas de modo a formar gotas grandes, aumentando assim a velocidade de separação de fases.

Para purificação do extractante compreendendo o contaminante, transfere-se para uma unidade de destilação, onde é sujeito a uma destilação simples combinada com uma injecção directa de vapor. Esta combinação resulta numa destilação azeotrópica em que o extractante é separado do resíduo de contaminantes. 0 extractante é então arrefecido e separado da água numa segunda unidade de separação e finalmente transferido para um reservatório para ser reutilizado.

A água contaminada recolhida na unidade de separação situada antes da unidade de destilação é transferida para a unidade de destilação durante a lavagem final do material no recipiente. A água recolhida na segunda unidade de separação é também transfe rida para a unidade de destilação. As fracçães de água combinadas transferidas para a unidade de destilação formam uma dispersão com o resíduo na unidade de destilação. Sem esta transferência de mais água, os contaminantes residuais estão geralmente presentes na forma sólida ou altamente viscosa.

A adição de água assegura que os contaminantes recolhidos estão presentes na forma líquida adequada à incineração subsequen te. Deste modo a energia de combustão do material pode ser util_i zada.

Consequentemente a formação de desperdícios aquosos conten do contaminantes é evitada, o que de outra maneira causaria problei mas quanto à sua rejeição.

Numa concretização vantajosa da unidade de destilação é possível recuperar uma série de contaminantes. Como tal é possível obter hidrocarbonetos clorados e óleos num estado puro e utilizável .

processo de acordo com o invento é adequado para a puri. ficação de material contaminado, tal como o solo, areia, gravilha, pedra, argila e semelhantes, encontrados em por exemplo depósitos velhos de desperdícios, áreas costeiras contaminadas com petróleo

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-13e outras áreas contaminadas, bem como lamas de perfurações resultantes da prospecção de petróleo na costa e fora da costa.

Os exemplos de contaminantes a serem removidos pelo processo de acordo com o invento incluem especialmente produtos à tra se de petróleo e de betume, tais como os hidrocarbonetos incluindo os hidrocarbonetos poliaromáticos, alcatrões e fenóis. Mais exemplos de compostos que podem ser removidos incluem hidrocarbonetos clorados e ésteres. Os compostos poliméricos podem também ser removidos por os compostos poliméricos serem entumescidos ou dissolvidos durante o tratamento.

processo do invento emprega apenas pequenas quantidades de água adicionada na forma de vapor. A quantidade da água é com binada com o resíduo de contaminantes concentrado, ocorrendo o úl_ timo geralmente na forma sólida, sendo portanto difícil a sua manipulação. Por adição de água o resíduo é convertido numa dispe_r são possuindo geralmente 50% em peso de água.

Em função da composição dos contaminantes, o concentrado de contaminantes fluido aquoso pode ser quer incinerado, sendo directamente injectado num incinerador, quer processado para reutilização.

processo de acordo com o invento pode ser realizado numa instalação caracterizada por compreender um ciclo possuindo, na sequência seguinte, um recipiente com meios para introdução e distribuição de vapor e líquido bem como um meio para remoção de fluidos, uma primeira unidade para separação de água e extractante, uma unidade de destilação, um dispositivo de arrefecimento e uma segunda unidade para separar a água e extractante bem como um reservatório.

A instalação compreende vantajosamente um outro ciclo em que o extractante do meio de remoção de fluidos é reciclado para os meios de introdução e distribuição de líquido, compreendendo o referido ciclo um recipiente e uma bomba. Tal ciclo permite a circulação do extractante até que ele não possa absorver mais con tamínantes. A primeira unidade para separação de água e extracta_n te é vantajosamente incluída no referido segundo ciclo de modo a que a água seja removida do extractante antes do último ser recicla

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60190 Zeu/EN do para o recipiente.

fls unidades de separação de água e extractante adequadas são vantajosamente separadores gravimétricos. Este tipo de unida, de de separação ê adequado à separação da água e extractante desde que eles não sejam miscíveis e tenham uma densidade consideravelmente diferente.

Os separadores gravimétricos compreendem vantajosamente um material de grande área superficial, de preferência fibras fra camente compactadas tais como fibras de vidro. Através da adesão às grandes superfícies do dito material, destroi-se a emulsão das fases a separar, isto é, pequenas gotas coalescem para formar grandes gotas, as quais são mais fáceis de separar gravimetricamente.

Numa instalação do invento, muito simples, pode omitir-se a primeira unidade de separação.

processo de acordo com o invento é vantajosamente levado a cabo numa instalação mével, evitando assim o transporte desnecessário, dispendioso e perigoso do material contaminado. 0 solo é substituído nos locais de onde foi escavado e após uma purificação bem sucedida apenas os contaminantes terão sido removidos. Consequentemente o trabalho desnecessário ligado ao enchimento e restabelecimento da área com material suplementar é evita do.

Áreas adicionais de aplicabilidade do presente invento tornar-se-ão evidentes da descrição detalhada apresentada a seguir. Contudo, deve ter-se em conta que a descrição detalhada e os exemplos específicos, embora indicando concretizações preferidas do invento, são dados apenas como ilustração, uma vez que as várias modificações e alterações dentro do espírito e alcance do invento serão evidentes aos especialistas na arte a partir desta descrição detalhada.

processo e a instalação de acordo com o invento são des. critos abaixo em grande detalhe e com referência ao desenho anexo no qual a fig. 1 é uma vista diagramática da instalação utilizada para l.e

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7.-.

^'άΓ ^r

-15var a cabo o processo de acordo com o invento.

Como transparece da fig. 1, a instalação do invento compreende um recipiente 2 munido de uma entrada 4 para introdução do vapor bem como de uma entrada 6 para introdução do extractante. 0 recipiente 2 está montado de tal forma que o vapor e o extractante introduzidos sejam distribuídos no material contaminado pre^ viamente introduzido no recipiente 2. Após a introdução do material no recipiente 2 introduz-se vapor através da entrada 4 aquecendo assim o material até uma temperatura de aprox. 109C acima do ponto de ebulição do extractante usado. 0 vapor, o condensado e parte dos contaminantes são removidos através de uma saída 8 e transferidos para uma primeira unidade de separação 10, em que são recolhidos.

extractante é então fornecido a partir de um reservatório 24 para o recipiente 2 via um meio de alimentação 16 através da entrada 6. No início da introdução o extractante é evaporado instantaneamente quando aquecido pelo material do recipiente 2. Continuando a introdução o material é arrefecido gradualmente de modo que o processo de extracção prossiga com o extractante líqu_i do. A mistura fluida de extractante,água e contaminantes é removida pelo meio de saída 8. A extracção prossegue com a introdução contínua de extractante até que o material no recipiente 2 t_e nha a pureza desejada.

Após este tratamento introduz-se novamente vapor no recipiente 2 através da entrada 4 de modo a lavar o material. Remove, -se extractante juntamente com outros contaminantes pela saída 8 durante esta lavagem do material no recipiente 2. Após a lavagem o material pode ser removido do recipiente 2 num estado seco ou ligeiramente húmido e não contendo contaminantes. 0 material está então em condiçães adequadas para ser enviado para o local de onde foi escavado.

A mistura de extractante, água e contaminantes, removida através da saída 8, é transferida para uma primeira unidade de s_e paração 10, onde a água é separada do extractante. Este é então transferido para uma unidade de destilação 18, onde é sujeito a destilação directa com injecção de vapor através de uma corrente

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-16de alimentação 26. 0 destilado da unidade de destilação 18 é removido na forma de uma mistura azeotrópica. A mistura é arrefeci. da num arrefecedor 20 e transferida para uma segunda unidade de separação 22, onde o extractante é separado da água. 0 extracta_n te puro é então transferido para o reservatório 24, de onde pode ser novamente usado através do meio de alimentação 16 e da entrada 6.

Numa concretização alternativa o extractante é usado em porçães. Uma porção de extractante é circulada por meio de uma bomba 12 até que uma quantidade adequada de contaminantes tenha sido absorvida. Quando se circula o extractante inclui-se vantajosamente no ciclo a primeira unidade de separação 10. Quando se tiver circulado uma porção do extractante, ele pode ser purificado da maneira descrita acima e transferido para o reservatório 24, após o que uma nova porção de extractante pode ser, se necessário, introduzida e assim sucessivamente. Este processo pode ser repetido várias vezes.

Durante a lavagem,a água recolhida na unidade de separação 10 é transferida para a unidade de destilação. A água recolhida na segunda unidade de separação 22 pode também ser transferida para a unidade de destilação. Após terminada a destilação o resíduo da unidade de destilação 18 é constituído por uma dispersão de contaminantes em água. Esta dispersão pode ser recolhida através de uma corrente de saída 28 e é fácil de manipular. A dis^ persão tem comparativamente um baixo teor de água e é portanto adequada para ser incinerada num incinerador utilizando a energia de combustão dos contaminantes.

Por uma questão de clareza a fig. 1 ilustra apenas um recipiente 2. Na prática podem ligar-se vários destes recipientes quer em paralelo quer em série.

A instalação de acordo com o invento pode por exemplo ser fornecida na forma de módulos transportáveis possuindo o tamanho de um recipiente de transporte standard.

Dois destes módulos podem, por exemplo, representar módulos de serviço compreendendo a unidade de destilação, os separado.

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-17res de água, o recipiente e □ gerador de vapor. Estes dois módulos de serviço podem servir vários recipientes tendo cada um o ta_ manho de um recipiente de transporte standard.

invento é descrito com maior detalhe abaixo, por intermédio de vários exemplos. A instalação usada para levar a cabo os exemplos é, a uma escala laboratorial, correspondente à fig. 1. A capacidade do recipiente 2 é de aproximadamente 12 kg. Para a extracção num passo utilizou-se uma porção de extractante de 11 1. Esta porção foi circulada por meio da bomba 12. Durante a extra£ ção em vários passos a primeira extracção foi levada a cabo com 11 1 de extractante, como acima, enquanto os passos subsequentes foram levados a cabo por introdução de aproximadamente 7 1 de extractante provenientes do reservatório 24. Transferiu-se por des. locamento uma quantidade correspondente de extractante usado, para a unidade de destilação 18, onde foi purificada por destilação e transferida para o reservatório da maneira descrita acima. Na lavagem por vapor, antes e depois da extracção, o vapor estava a uma temperatura de aproximadamente 115-1209C.

Exemplo 1

Descontaminou-se solo contaminado com asfalto velho numa instalação à escala laboratorial. 0 teor em material betuminoso no sola era de 11,9 g/kg de solo seco. 0 solo foi lavado com vapor, extraído num passo com cloreto de metileno e finalmente lau_a do com vapor. Após o tratamento o teor em material betuminoso era de 2,3 g/kg, correspondendo a uma remoção de 80,7% dos contaminantes

Exemplo 2

Uma amostra de solo contaminado com asfalto foi descontaminada numa instalação à escala laboratorial. 0 teor em ligante betuminoso era de 12,3 g/kg de solo seco. 0 solo foi lavado com vapor, após o que foi extraído em quatro passos com cloreto de me tileno e finalmente lavado com vapor durante 7 minutos até a temperatura do solo ser de 45-509C. Após este tratamento, que reque reu apenas um pequeno fornecimento de energia, o teor em material betuminoso foi inferior a 0,1 g/kg, correspondendo a uma remoção

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-18de mais de 99,2/ de contaminantes após o quarto passo de extracção. A lavagem com vapor final durou aproximadamente 7 minutos resultando num resíduo de extractante de 2 ppm. Isto mostra que na prática o extractante pode ser completamente removido após uma lavagem com vapor de aproximadamente 15 minutos. Como tal a remo ção completa do extractante é levada a cabo com um consumo de energia vantajosamente baixo. A humidade do solo após a lavagem final com vapor era de cerca de 15-17%. Como resultado o solo foi descontaminado e atingiu uma humidade adequada para ser devol. vido ao seu local de origem.

Exemplo 3 solo retirado do local de uma fábrica de gás contaminado com alcatrão de carvão e produtos de alcatrão de carvão fluidos derivados, foi descontaminado numa instalação à escala labora torial. 0 teor de material de alcatrão era de 56-68 g/kg de solo seco, o que corresponde a uma contaminação muito elevada. 0 solo foi lavado com vapor, após o que foi extraído em cinco passos com cloreto de metileno e finalmente lavado com vapor até que a temp_e ratura do solo fosse de aproximadamente 55^C e a sua humidade de aproximadamente 17%. 0 teor de contaminantes no solo descontaminado era de 0,1 g/kg, correspondendo a uma remoção de 99,8% de contaminantes após o quinto passo de extracção. Os contaminantes neste caso, por exemplo os materiais de alcatrão de carvão são normalmente muito difíceis de remover. No caso presente apenas os contaminantes menos problemáticos, muito pouco voláteis e ins_o lúveis permaneceram. Todos os compostos perigosos, muito voláteis foram removidos. Isto mostra que mesmo no caso de uma contaminação crítica, como por exemplo com materiais de alcatrão velhos no solo, o referido solo pode ser descontaminado satisfatoriamente. 0 solo com cerca de 17% de humidade pode ser devolvido ao seu local de origem.

Exemplo 4

Solo contaminado com óleo diesel foi descontaminado numa instalação à escala laboratorial. 0 solo foi lavado com vapor, após o que foi extraído em três passos com cloreto de metileno e finalmente lavado com vapor até que a temperatura do solo fosse

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-19de aproximadamente 5090 e a sua humidade de aproximadamente 16%. 0 teor em óleo diesel no solo contaminado era de 11,6%, enquanto o solo descontaminado continha 0,1 g/kg, correspondendo a uma remoção de 99,2% de contaminantes após o terceiro passo de extracção. 0 solo pode ser devolvido ao seu local de origem após uma descontaminação com 4-5 passos independentemente do uso futuro da área em questão.

método descrito nos exemplos 1-4 permite uma descontaminação barata e eficiente. E facilmente levada a cabo perto ou no próprio local contaminado, reduzindo assim os custos de transporte a um mínimo ou eliminando-os completamente.

Tendo o invento sido assim descrito, será óbvio que o mes. mo pode ser alterado de várias maneiras. Estas alterações não d_e vem ser entendidas como um desvio ao espírito e alcance do invento e todas estas modificações, como será óbvio para os especialis^ tas na arte, pretende-se que estejam incluídas dentro do alcance das reivindicações seguintes.

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r e :	[ V I N D I C A (	; Õ E S

Claims

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1) carregamento do material contaminado num recipiente possuindo meios para a introdução e distribuição de vapor e líquido bem como meios de remoção dos fluidos ,

1 - Processo para descontaminação de um material, caracte rizado por^-·

2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteriza do pelo facto de extracção ser realizada num ou em vários passos, no qual em cada passo uma porção do extractante circula num ciclo, de preferência a água é continuamente separada do extractante, e após cada passo o extractante é transferido para um segundo recipiente com material contaminante ou é purificado para reutilização.

2) introdução de vapor e remoção de fluidos incluindo alguns contaminantes,

3 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteriza do pelo facto da extracção ser realizada com purificação contínua e reutilização do extractante.

3) extracção do material por introdução de um extractante e remoção da água residual, extractantes e contam_i nantes ,

4 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto do extractante ser selecci_o nado de entre solventes ou misturas de solventes de baixo ponto de ebulição e/ou voláteis, insolúveis em água, possuindo densidade consideravelmente diferente da da água e de preferência maior.

4) lavagem do material extractado com água, e

5 - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracteriza do pelo facto do extractante ser seleccionado de entre o carbodisul.

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-21fureto ou um hidrocarboneto halogenado, de preferência o cloreto de metileno.

5) remoção do material descontaminado, seco ou ligeiramente húmido do recipiente.

6 - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por após o tratamento com vapor o material ter uma temperatura desde 10QC abaixo até 20QC acima do ponto de ebulição do extractante usado, preferencialmente cerca de 10°C acima.

7 - Instalação para a realização do processo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto da referida instalação compreender um ciclo com, na sequência indicada, um recipiente (2) com meios (4, 6) para introdução e distribuição de vapor e de líquido bem como, como meio (8) de remoção dos fluidos, uma primeira unidade (10) para separação da água e do extractante, uma unidade de destilação (18), um disposi. tivo de arrefecimento (20) e uma segunda unidade (22) para separ_a ção de água e extractante, bem como um reservatório (24).

8 - Instalação de acordo com a reivindicação 7, caracter_i zada por compreender um outro ciclo em que o extractante proveniente do meio de remoção dos fluidos (8) é devolvido ao meio de i_n trodução e distribuição de líquido (6), compreendendo o referido ciclo o reservatório (2) e uma bomba (12) e de preferência também a primeira unidade de separação de água e de extractante (10).

9 - Instalação de acordo com as reivindicações 7 ου Θ, ça racterizada por a unidade ou as unidades de separação de água e extractante (10, 22) serem separador(es) gravimétrico(s).

10 - Instalação de acordo com qualquer das reivindicações precedentes 7-9, caracterizada pelo facto de a instalação ser móvel .

Lisboa,