SE468748B

SE468748B - Apparatus and method for separating contaminants from inert material

Info

Publication number: SE468748B
Application number: SE8901885A
Authority: SE
Inventors: E G Fochtman; P S Daley; M Ader; A G Plys; C P Swanstrom
Original assignee: Chemical Waste Management
Priority date: 1989-05-26
Filing date: 1989-05-26
Publication date: 1993-03-15
Also published as: SE8901885L; SE8901885D0

Abstract

Method for economically feasible preparation of organic contaminants, such as volatile organic chemicals and polychlorinated biphenols, even in cases where the contaminants are present in small quantities, from inert materials such as soil or waste sludge, and which method involves the inert materials contaminated with organic pollutants being exposed to a temperature which results in evaporation of the organic contaminants but is below the combustion temperature, with continuous removal and condensation of developed vapours, for a length of time which is sufficient to ensure a predetermined degree of separation of the contaminants. <IMAGE>

Description

468 10 15 28 25 30 35 ?48 förbränningsinrättning med lagstadgat utövningstillstånd, genomföra upphettning av en stor volym inerta fasta ämnen till mycket höga förbränningstemperaturer med ändamål att förorsaka sönderfall av de proportionellt sätt ringa mängderna av de förorenande objekten samt vidta ilastning jämte àterforsling av ifrågavarande material till behandlingsstället som svarade mot materialuttaget eller avstjälpa materialen i anslutning till en skyddad soptipp. 468 10 15 28 25 30 35? 48 combustion plant with statutory exercise permit, carry out heating of a large volume of inert solids to very high combustion temperatures with the aim of causing decomposition of the proportionally small amounts of the polluting objects and taking loading and re-loading of material to the treatment site that corresponded to the material extraction or to dump the materials in connection with a protected landfill.

Förutom kostnader för transport och arbete jämte energi- kostnad förefinnes olägenheter bland annat därigenom att kapa- citeten hos de till buds stående förbränningsinrättningarna genomgående är begränsad. I anslutning till förbränning under- går likaså vissa av de halogenerade kontaminenterna omvandling till dioxin vilken är ungefär 10 000 gånger så karcinogen som motsvarande mängd PCB. Därigenom erfordras speciella skyddsåt- gärder för att förhindra att denna höggradigt toxiska bipro- dukt utsläppes i atmosfären.In addition to costs for transport and work as well as energy costs, there are inconveniences in that the capacity of the incineration plants available is consistently limited. In connection with combustion, some of the halogenated contaminants also undergo conversion to dioxin, which is approximately 10,000 times as carcinogenic as the corresponding amount of PCBs. This requires special protective measures to prevent the release of this highly toxic by-product into the atmosphere.

Som alternativ till förbränning har kemiska processer utvecklats för sanering av förorenad jord och som först och främst innefattar behandling med en desorptionssats och ett dehalogeneringsmedel. Denna typ av kemisk behandling framgår exempelvis av US patentskrift 4 574 013 (Peterson). Det mot- svarande reaktionsschemat kan exempelvis innefatta samtidig reaktion mellan alkalimetallhydroxid och alkohol så att al- koxid och vatten erhålles, reaktion mellan alkoxiden med den icke önskvärda halogenerade aromatiska kontaminenten så att eter jämte salt bildas, befrämjande av eterns sönderfall till fenol samt vidtagande av reaktioner mellan fenol och en alkoxid så att ett vattenlösligt fenat erhålles.As an alternative to incineration, chemical processes have been developed for the remediation of contaminated soil and which primarily include treatment with a desorption batch and a dehalogenating agent. This type of chemical treatment is disclosed, for example, in U.S. Patent 4,574,013 (Peterson). The corresponding reaction scheme may include, for example, simultaneous reaction between alkali metal hydroxide and alcohol to obtain alkoxide and water, reaction between the alkoxide with the undesirable halogenated aromatic contaminant to form ether and salt, promoting the decomposition of ether to phenol and reacting between phenol and an alkoxide to give a water-soluble phenate.

Vid ifrågavarande kemiska process kan förekomst av vatten inverka störande på det kemiska reaktionsschemat, och sålunda vidtas företrädesvis i förväg torkning av den kontami- nerade jorden för att avlägsna vatten. Torkningen innefattar att vattnet avlägsnas, varvid en torr kontaminerad jordmassa återstår. Sedan vattnet avlägsnats behandlas jorden med ifrågavarande reaktanter, och den kemiska reaktionen får äga rum i ett system som i realiteten är slutet. För att påskynda reaktionen kan den kontaminerade jorden blandas med reaktan- terna i cementblandare eller liknande anordning, alternativt i 10 15 20 25 30 35 2 468 748 kombination med temperatur- och tryckökning.In the chemical process in question, the presence of water can interfere with the chemical reaction scheme, and thus pre-drying of the contaminated soil is preferably carried out in advance in order to remove water. The drying involves removing the water, leaving a dry contaminated soil mass. After the water has been removed, the soil is treated with the reactants in question, and the chemical reaction is allowed to take place in a system which is in reality closed. To accelerate the reaction, the contaminated soil can be mixed with the reactants in a cement mixer or similar device, alternatively in combination with temperature and pressure increase.

På motsvarande sätt beskrives i US patentskrift 4 327 027 (Howard) dihalogenering av halogeneade aromatföre- ningar som innefattar PCB, varvid vattenfria alkalimetallsal- ter av alkoholer användes, företrädesvis polyhydroxialkoholer.Similarly, U.S. Patent 4,327,027 (Howard) discloses dihalogenation of halogenated aromatic compounds comprising PCBs using anhydrous alkali metal salts of alcohols, preferably polyhydroxy alcohols.

Reaktionen vidtas företrädesvis i frånvaro av fukt i slutet system.The reaction is preferably carried out in the absence of moisture in the closed system.

En ytterligare dehalogeneringsteknik framgår exempelvis av US patentskrift 4 144 152 (Kitchens). Halogenerade före- ningar, speciellt PCB, dehalogeneras genom fotonedbrytning i anslutning til UV-bestrålning. Behandlingsmetoden kan anpassas till sanering av jordmaterial genom en första tvättning av jorden med en UV-transparent bärare, exempelvis organiskt lös- ningsmedel, företrädesvis metanol som gjorts alkaliskt genom tillsats av alkalimetalloxid eller hydroxid samt därefter be- stràlning av den UV-transparenta bäraren med däri ingående förorening. _ I sådana fall där förhållandevis små mängder kontaminen- ter adsorberas vid stora inerta materialmängder såsom jord eller avloppsslam medför samtliga av de angivna metoderna komplicerade tillvägagångssätt och höga kostnader. Transport- kostnader jämte energikostnader uppkommer i samband med att jordmassan forslas till förbränningsanläggningen och då den stora materialvolymen uppvärmes till ifrågavarande förbrän- ningstemperaturer. Den kemiska behandlingsmetodiken kräver lång tid och kan ta veckor i anspråk om den icke pàskyndas genom tryckökning eller temperaturökning, och därvid inbegri- pes kostnader för igängeättning jämte förbrukade kemikalier vid jordbehandlingen för desorption jämte dehalogenering av föroreningarna.An additional dehalogenation technique is disclosed, for example, in U.S. Patent No. 4,144,152 (Kitchens). Halogenated compounds, especially PCBs, are dehalogenated by photodegradation in connection with UV radiation. The treatment method can be adapted to decontamination of soil material by a first washing of the soil with a UV-transparent carrier, for example organic solvent, preferably methanol which has been made alkaline by adding alkali metal oxide or hydroxide and then irradiating the UV-transparent carrier therein. inbound pollution. In cases where relatively small amounts of contaminants are adsorbed by large inert amounts of material such as soil or sewage sludge, all of the methods indicated entail complicated procedures and high costs. Transport costs as well as energy costs arise in connection with the soil mass being transported to the incineration plant and when the large volume of material is heated to the incineration temperatures in question. The chemical treatment methodology requires a long time and can take weeks if it is not accelerated by an increase in pressure or temperature increase, and this includes costs for clogging as well as spent chemicals in the soil treatment for desorption as well as dehalogenation of the pollutants.

Därvid förefinnes ett starkt uttalat behov av effektiva- re och mera kostnadsmässigt gynnsamma system och apparater för separering av kontaminenterna fran förorenad gjord, förorenat avloppsslam med flera inerta material. Likasà förefinnes behov av system som kan anpassas så att de blir transporterbara till det förorenade området.There is a strong need for more efficient and more cost-effective systems and devices for separating the contaminants from contaminated, contaminated sewage sludge with several inert materials. There is also a need for systems that can be adapted so that they can be transported to the contaminated area.

Uppfinningens ändamål Enligt uppfinningsföremàlet eftersträvas bland annat förfarande jämte apparatur för enkel och effektiv separering 10 15 20 25 30 35 7% av kontaminenter från jordmaterial och avloppsslam. I denna typ av system måste kunna inmatae talrika kontaminerade ut- gàngsmaterial samt kontaminenterna till lag kostnad kunna se- pareras från det inerta materialet i ett slutet system, så att därvid icke utsläpp av kontaminenterna äger rum i atmosfären.OBJECTS OF THE INVENTION According to the object of the invention, the aim is, inter alia, for methods and apparatus for simple and efficient separation of 7% of contaminants from soil material and sewage sludge. In this type of system, it must be possible to feed numerous contaminated starting materials and the contaminants at legal cost to be able to be separated from the inert material in a closed system, so that no release of the contaminants takes place in the atmosphere.

Man söker därvid även möjliggöra ett termiskt separe- ringsförfarande med driftstemperaturer vid vilka oönskadde kemiska reaktioner icke äger rum, exempelvis uppkomst jämte utveckling av dioxin som biprodukt.It also seeks to enable a thermal separation process with operating temperatures at which undesired chemical reactions do not take place, for example the formation and development of dioxin as a by-product.

Enligt uppfinningsföremàlet innefattas likaså antagandet av ett förfarande som till låg kostnad och med god säkerhet möjliggör omfattande sanering av inerta material.According to the object of the invention, the adoption of a method which at a low cost and with good certainty enables extensive decontamination of inert materials is also included.

Det erfordras att process och apparatur är anpassninge- bara samt går att överföra till behandlingsstället och som självständiga enheter fungerar oberoende av fasta arrangemang.It is required that the process and equipment are adaptable and can be transferred to the treatment site and that independent units function independently of fixed arrangements.

Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande process innefattar rent allmänt att orga- niska kontaminenter separeras från inerta material såsom jord- massor och/eller avloppsslam genom ett förfarande i form av att de inerta materialen som är förorenade med en organisk förening utsättes för en temperatur vilken resulterar i att de organiska kontaminenterna förångas, dock under förbränninge- temperatur, samtidigt med kontinuerlig avskiljning, kondense- ring jämte uppsamling av de utvecklade ångorna, under sådan tidslängd som är tillräcklig för att leda till önskad sane- ringsgrad i det inerta materialet.Summary of the Invention The present process generally involves separating organic contaminants from inert materials such as soil masses and / or sewage sludge by a process in the form of subjecting the inert materials contaminated with an organic compound to a temperature which results in the organic contaminants are evaporated, however below the combustion temperature, at the same time as continuous separation, condensation and collection of the evolved vapors, for such a length of time as is sufficient to lead to the desired degree of decontamination in the inert material.

Vid tillämpning av föreliggande process vid sanering av stora materialmängder vidtas processen företrädesvis med en indirekt uppvärmd, lufttät rotationstork. Den indirekta upp- värmningen innefattar inte någon luftinmatning i torken, och därigenom undviker man de olägenheter som hänger samman med ventilering av de avgående kontaminerade förbränningsbaserna.When applying the present process to decontamination of large amounts of material, the process is preferably carried out with an indirectly heated, airtight rotary dryer. The indirect heating does not include any air supply to the dryer, thereby avoiding the inconveniences associated with ventilating the outgoing contaminated combustion bases.

Torkprocessen vidtas normalt i anslutning till lätt under- tryck, varigenom några påtagliga olägenheter icke förorsakas beträffande utsläpp i atmosfären med föroreningar i någon form.The drying process is normally carried out in connection with slight negative pressure, whereby no significant inconveniences are caused with regard to emissions into the atmosphere with pollutants in any form.

Temperaturerna regleras noggrant så att fastämnets medeltemperatur för det material som undergàr behandling kom- mer att understiga 425°C. och i sådana fall sänkt kostnad 10 15 20 25 30 35 ß 468 748 eftersträvas normalt under 325°C, så att därigenom icke förorsakas några olägenheter med bildning av dioxiner eller dibensofuraner. Vid dessa temperturer undergàr den flyktiga komponenten i det förorenade materialet föràngning till gasfas, och därvid kvarstår en inert fast fas. Gasfasen, som kan innehålla fina fastpartiklar, ànga, luft, inert bärargas samt föràngade organiska kontaminenter såsom VOC och PCB, av- drages kontinuerligt från torken och kondenseras därpå samt uppsamlas för vidare behandling eller undanskaffning enligt valfri procedur.The temperatures are carefully regulated so that the average temperature of the solid for the material undergoing treatment will be below 425 ° C. and in such cases reduced cost is normally sought below 325 ° C, so as not to cause any inconvenience with the formation of dioxins or dibenzofurans. At these temperatures, the volatile component of the contaminated material undergoes evaporation to a gas phase, leaving an inert solid phase. The gas phase, which may contain fine solid particles, vapor, air, inert carrier gas and evaporated organic contaminants such as VOC and PCB, is continuously withdrawn from the dryer and then condensed and collected for further treatment or disposal according to any procedure.

Kort beskrivning av ritningarna Förfarandet och apparaturen enligt uppfinningsföremàlet kommer att beskrivas som följer med hänvisning till bifogade ritningar, varvidz. fig. 1 i diagramform visar exempel pà viktförlust i för- hållande till tiden vid ett antal försök med avloppsslam fràn North Salts vid olika temperaturer, fig. 2 i diagramform visar exempel på viktförlusten i förhållande till tiden vid ett antal försök med avloppsslam från Lagoon 2 vid olika temperaturer, fig. 3 visar ett prooessflödesdiagram med avseende pà ett driftsexempel som innefattar gasrecirkulering, fig. 4 avser ett processflödesdiagram med ett drifts- exempel utan gasrecirkulering samt fig. 5 åskådliggör en transporterbar typ av paketutrust- ning, varvid de viktigaste komponenterna skalmässigt avbil- dats.Brief Description of the Drawings The method and apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, in which:. Fig. 1 in diagram form shows examples of weight loss in relation to time in a number of experiments with sewage sludge from North Salts at different temperatures, Fig. 2 in diagram form shows examples of weight loss in relation to time in a number of experiments with sewage sludge from Lagoon 2 at different temperatures, Fig. 3 shows a process flow diagram with respect to an operating example comprising gas recirculation, Fig. 4 shows a process flow diagram with an operating example without gas recirculation and Fig. 5 illustrates a transportable type of package equipment, the most important components being depicted.

Närmare beskrivning av uppfinningen Ett flertal olika typer av kontaminerade inerta material såsom jord, sand, avloppsslam och hälsofarliga avfall såsom kontaminerade bassängslam, filterkakor etc., kan med fördel behandlas enligt uppfinningsföremàlet. De kontaminerade mate- rialen kan sammanfattningsvis i det följande betecknas "utgàngsmaterial“. Avlägsnandet av föroreningarna genom ter- misk avdrivning av àngor kan betecknas "torkning".Detailed description of the invention A number of different types of contaminated inert materials such as soil, sand, sewage sludge and hazardous waste such as contaminated pool sludge, filter cakes, etc., can be advantageously treated according to the object of the invention. In summary, the contaminated materials may hereinafter be referred to as "starting materials", and the removal of the contaminants by thermal evaporation of vapors may be referred to as "drying".

Förfarandet har befunnits effektivt i samband med talri- ka organiska kontaminenter och halter som förekommer inom det kemiska avloppsprocessomràdet. Även om det icke skulle ställa sig möjligt att i detalj uppräkna varje kontaminent som är ÅÉ-oö 10 15 20 25 30 35 I 748 tillämplig vid föreliggande termiska separeringsprocess, inne- fattar exempelvis sannolikt förekommande organiska kontaminen- ter i utgångsmaterialet polyklorerade aromatiska föreningar samt organiska lösningsmedel. PCB och pentaklorfenoler (PCF) utgör två exempel på organiska föreningar som pà termisk väg kan separeras enligt uppfinningen. Den föreliggande behand- lingsproceduren har befunntis effektiv beträffande separering av organiska föreningar som uppvisar ångtryck (vid 5°C) inom intervall mellan 0,000001 och över 300 mm Hg.The process has been found to be effective in connection with numerous organic contaminants and concentrations occurring in the chemical wastewater treatment area. Although it would not be possible to list in detail each contaminant that is ÅÉ-oö 10 15 20 25 30 35 I 748 applicable to the present thermal separation process, for example, probable organic contaminants in the starting material include polychlorinated aromatic compounds and organic solvent. PCBs and pentachlorophenols (PCFs) are two examples of organic compounds which can be thermally separated according to the invention. The present treatment procedure has been found to be effective in separating organic compounds which exhibit vapor pressures (at 5 ° C) in the range between 0.000001 and above 300 mm Hg.

I motsats till rådande uppfattning inom expertisen på området som gått ut på att termisk sanering av inerta material nödvändiggör upphettning av materialen till förbränningstem- peraturer så att sönderfall förorsakas av de halogenerade organiska kontaminenterna, baseras uppfinningsförmeålet på den överraskande upptäckten att det ställer sig möjligt att vid låga temperaturer (understigande 325°C) med utmärkt resultat genomföra en långtgående sanering av ett stort antal olika inerta material. Trots att det kan förväntas att vissa orga- niska kontaminenter som ingår i de förorenade inerta materia- len föràngas vid värmetillförsel av de kontaminerade inerta materialen, ställer det sig oväntat att man kan vidta ett nära nog fullständigt avlägsnande av organiska föroreningar, högko- kande komponenter medräknat, med utgångspunkt från talrika inerta material vid temperaturer som i huvudsak understiger motsvarande kokpunkter samt förbränningstemperaturer.Contrary to prevailing opinion in the field of expertise that thermal decontamination of inert materials necessitates heating of the materials to combustion temperatures so that decomposition is caused by the halogenated organic contaminants, the object of the invention is based on the surprising discovery that it is possible to low temperatures (below 325 ° C) with excellent results carry out a far-reaching decontamination of a large number of different inert materials. Although it can be expected that certain organic contaminants contained in the contaminated inert materials will evaporate upon heat supply of the contaminated inert materials, it is unexpected that an almost complete removal of organic contaminants, high-boiling components, can be undertaken. including, based on numerous inert materials at temperatures that are substantially below the corresponding boiling points and combustion temperatures.

I anslutning till laboratorieförsök beträffande förelig- gande förfarande med utgångspunkt från apparatur i laborato- rieskala har det visat sig att organiska kontaminenter kan avlägsnas från jord/avloppsslam genom uppvärmning till tempe- ratur understigande 425°C, och till en mera gynnsam kostnad vid temperatur understigande 325°C. För ett försök hölls bassängslam som innehöll nära 100 ppm PCB, uppvärmt vid 300°C under ca 1 timme i luft, och därigenom kunde PCB-halten ned- bringas till mindre än 2 ppm. Likaså har andra försök vidta- gits, varvid kontaminerad jord/avloppsslam upphettats i an- slutning till en entalig passage i kväveatmosfär, varvid meto- dikens fördelar framstod på motsvarande sätt.In connection with laboratory tests regarding the present process based on laboratory-scale equipment, it has been found that organic contaminants can be removed from soil / sewage sludge by heating to a temperature below 425 ° C, and at a more favorable cost at a temperature below 325 ° C. For one experiment, pool sludge containing close to 100 ppm PCB was kept heated at 300 ° C for about 1 hour in air, thereby reducing the PCB content to less than 2 ppm. Other attempts have also been made, in which contaminated soil / sewage sludge has been heated in connection with a single passage in a nitrogen atmosphere, whereby the advantages of the methodology appeared in a corresponding manner.

Torkningsmekanismerna för komplexa material, varigenom ett i det närmaste fullständigt avlägsnande av kontaminenterna 10 15 20 25 30 35 v 468 748 fràn de inerta materialen inträffar är komplicerade och har icke blivit föremål för någon mera genomgripande undersökning, varvid dock sannolikt de fenomen föreliggande teknologi base- ras pá överensstämmer med de som framgår av Paris, Physical Chemists Handbook, del 21, till vilken hänvisas i detta sam- manhang. Fastämnenas uppbyggnad i utgàngsmaterialet, typen av flytande kontaminenter och andra vätskor i utgàngsmaterialet, halten för vätskorna samt mättnadsgraden i gasfasen ligger till grund för den mekanism enligt vilken det inre vätskeflö- det och föràngningen kan förlöpa. Vätskeflödesmekanismerna kan (2) kapillärt flöde, (3) flöde föror- (4) flöde förorsakat innefatta (1) diffusion, sakat av krympning jämte tryckgradienter, av tyngdkraft och (5) flöde förorsakat av ett föràngnings- kondensationsförlopp.The drying mechanisms for complex materials, whereby an almost complete removal of the contaminants from the inert materials occurs are complicated and have not been the subject of any more thorough examination, although the phenomena of the present technology are likely to be based on corresponds to those set out in the Paris Physical Chemists Handbook, Part 21, to which reference is made in this context. The structure of the solids in the starting material, the type of liquid contaminants and other liquids in the starting material, the content of the liquids and the degree of saturation in the gas phase form the basis for the mechanism by which the internal liquid flow and evaporation can proceed. The fluid flow mechanisms may include (2) capillary flow, (3) flow contaminated (4) flow caused by (1) diffusion, caused by shrinkage along with pressure gradients, by gravity and (5) flow caused by an evaporative condensation process.

Torkningen av utgàngsmaterialen vari befintliga fastäm- nen är komplexa till struktur och beskaffenhet inträffar icke i form av ett separat kontinuerligt förlopp utan inbegriper ett antal specifika skeden. Vid ett första torkningsskede i det kontaminerade inerta materialet inträffar föràngning av vätskor som kan utgöras av kontaminenter, vatten eller andra vätskor från fastämnets mättade yta. Detta ätföljes i sin tur av ett förangsningsintervall fràn en mättad yta med successivt minskande area och slutligen då fastämnesytan i utgàngsmate- rialet upphör att vara mättad sker i stället ett föràngnings- intervall från fastämnets inre delar.The drying of the starting materials in which existing solids are complex in structure and nature does not occur in the form of a separate continuous process but involves a number of specific stages. During a first drying stage in the contaminated inert material, evaporation of liquids which may consist of contaminants, water or other liquids from the saturated surface of the solid occurs. This is in turn followed by an evaporation interval from a saturated surface with a gradually decreasing area, and finally when the solid surface in the starting material ceases to be saturated, an evaporation interval takes place from the inner parts of the solid instead.

Torkningshastigheten varierar därigenom med temperatur, tid och fastämnets uppbyggnad jämte fukthalt. Med ugàngspunkt frán ett diagram vari angutvecklingen star i samband med tiden kan man särskilja destinkta skeden. Normalt inträffar ett första skede med successivt ökande avgivning av anger vid upp- värmning av utgàngsmaterialet. Ett andra skede med gängse be- teckning fas med konstant avgivningsmängd svarar mot det intervall vid vilket en konstant àngmängd avges. Fasen med konstant avgivningsmängd fortgår till ett stadium vid vilket torkhastigheten börjar minska, vilket brukar hänvisas till den tidpunkt vid vilken steget för "kritisk fuktighets“-halt upp- nas. Efter det att den kritiska fuktighetshalten uppnåtts föl- jer en ny fas vilken betecknas som en fas med minskande avgiv- ningshastighet. Denna fas kan exempelvis avse en kontinuerligt ÉHESB 74-8 10 15 20 25 30 35 ändrad avgivningshastighet genomgående inom den återstående torkningscykeln, och svarar mot en avtagande mättnad pa yt- arean. Ett åtföljande steg inträffar på kurvan vid ett skede då samtliga blottlagda ytor blir helt och hållet omättade och utgör en indikation för igångsättning av den del av torkcykeln vid vilken avgivningshastigheten hos inre materialöverföringar av fukten inverkar reglerande på torkhastigheten.The drying speed thereby varies with temperature, time and the structure of the solid together with the moisture content. With a starting point from a diagram in which the development of anguish is related to time, one can distinguish distinct stages. Normally, a first stage occurs with gradually increasing emission of indicates when heating the starting material. A second stage with a common designation phase with a constant amount of release corresponds to the interval at which a constant amount of steam is released. The phase with constant release rate proceeds to a stage at which the drying rate begins to decrease, which is usually referred to as the time at which the step of "critical moisture" content is reached.After the critical moisture content is reached, a new phase follows which is referred to as This phase may, for example, refer to a continuously changing release rate throughout the remaining drying cycle, and corresponds to a decreasing saturation of the surface area. A subsequent step occurs on the curve. at a stage when all exposed surfaces become completely unsaturated and constitute an indication for starting the part of the drying cycle at which the release rate of internal material transfers of the moisture has a regulating effect on the drying speed.

Normalt sett är torkhastigheten relaterad till faktorer som påverkar fuktdiffusion från förångningsytan samt likaså påverkar hastigheten för de inre fuktbaserade materialöver- föringarna. Fukt som kvarhålles i fastämnenas fria utrymmen eller kvarhàlles i vätskeform på ytan av materialet, alterna- tivt kvarhålles i form av fri fukt i cellformiga håligheter undergàr förflfyttning till följd av tyngdkraft och kapillär- flödet, förutsatt att genomströmningsvägar med stationärt flöde rader. Fuktbaserad materiaöverföring kan äga rum i form av ångdiffusion genom utgångsmaterialet i anslutning till att den temperaturgradient som upprättats genom uppvärmning och därigenom förorsakar en ångtryoksgradient. Förångning jämte àngdiffusion kan inträffa i samtliga utgàngsmaterial vilka undergår upphettning från ett ställe jämte torkning från ett återstående, samt vari vätska finns isolerad mellan eller inom fasta granuler.Normally, the drying speed is related to factors that affect moisture diffusion from the evaporation surface and also affect the speed of the internal moisture-based material transfers. Moisture retained in the free spaces of the solids or retained in liquid form on the surface of the material, alternatively retained in the form of free moisture in cellular cavities undergoes displacement due to gravity and capillary flow, provided by flow paths with stationary flow rows. Moisture-based material transfer can take place in the form of vapor diffusion through the starting material in connection with the temperature gradient established by heating and thereby causing a vapor pressure gradient. Evaporation and vapor diffusion can occur in all starting materials which undergo heating from a place as well as drying from a residual, and in which liquid is isolated between or within solid granules.

Vid avslutningsskedet är torkningshastigheten relaterat till den inre materieöverföringshastigheten av fukt, varvid påverkan av yttre parametrar minskar. Detta intervall är till stor del normalt avgörande för den totala torktiden vid sänk- ning av fukthalten.At the completion stage, the drying rate is related to the internal matter transfer rate of moisture, whereby the influence of external parameters decreases. This interval is to a large extent normally decisive for the total drying time when lowering the moisture content.

Om föreliggande process vidtas i form av kontinuerligt förfarande införstàs att samtliga av de angivna förloppen in- träffar samtidigt. Det införstàs även att driftsparametrarna kan varieras så att därigenom angivna skeenden påverkas. Extra inertgas kan exemplvis ledas genom det torkade utgångsmate- rialet för bortförsel av frigjorda àngor. Därigenom kommer halten hos de frigjorda àngorna i gasfasen kring det torkade fastämnet att sänkas, och överföring av de uppvärmda vätskorna från vätskefas till ångfasen underlättas.If the present process is carried out in the form of a continuous procedure, it is understood that all of the specified processes occur simultaneously. It is also understood that the operating parameters can be varied so that the events specified thereby are affected. Extra inert gas can, for example, be passed through the dried starting material for the removal of released vapors. Thereby, the content of the released vapors in the gas phase around the dried solid will be lowered, and the transfer of the heated liquids from the liquid phase to the vapor phase will be facilitated.

Det har även visat sig att närvaron av små vattenmängder i utgångsmaterialet resulterar i ökad effektivitet hos sane- 10 15 20 25 30 35 9' 468 748 ringsprocessen som helhet. Detta torde ha sin orsak i att då vattnet i inertmaterialets fria utrymmen föràngas och övergår till angfas, medför detta kontaminenter samtidigt eller också underlättas förángningen av kontaminenterna pà annat sätt, t ex genom att gasfasen konditioneras så att àngtrycket sänks, varigenom kontaminenterna kan överföras till àngfasen. Trots att ytterst stora vattenmângder i utgàngsmaterialet föràngas vid vattnets ungefärliga kokpunkt övergår icke desto mindre viss vattenmängd till àngfas tillsammans med làgkokande orga- niska föreningar, och tillräcklig resterande vattenmängd kvar- står för förangning även i sådana utgàngsmaterial som under- gàtt uppvärmning till en temperatur över vattnets kokpunkt, varigenom vattnet sannolikt spelar en betydande roll vid för- höjandet av saneringens effektivitet inom ett mycket brett temperaturintervall som helhet.It has also been found that the presence of small amounts of water in the starting material results in increased efficiency of the remediation process as a whole. This is probably due to the fact that when the water in the free spaces of the inert material evaporates and changes to the vapor phase, this causes contaminants at the same time or the vaporization of the contaminants is facilitated in other ways, for example by conditioning the vapor pressure. . Despite the fact that extremely large amounts of water in the starting material evaporate at the approximate boiling point of the water, a certain amount of water nevertheless turns into a vapor phase together with low-boiling organic compounds, and a sufficient remaining water remains for evaporation even in such starting materials that have undergone heating to a temperature. the boiling point of the water, whereby the water probably plays a significant role in increasing the efficiency of the remediation within a very wide temperature range as a whole.

Den föreliggande processen innefattar i stora drag att organiska kontaminenter separeras fràn inerta material, t ex jordmassor och/eller avloppsslam genom ett förfarande som in- begriper att kontaminerade inerta material utsättes för en tamæratur som resulterar i föràngning av de organiska kontami- nenterna men som betydligt understiger förbränningstempera- turen, under kontinuerlig bortförsel av de frigjorda àngorna, under tillräckligt läng tid för att den avsedda saneringsgra- den hos det inerta materialet skall uppnås.The present process broadly involves separating organic contaminants from inert materials, such as soil masses and / or sewage sludge, by a process which involves exposing contaminated inert materials to a temperature which results in evaporation of the organic contaminants but which significantly below the combustion temperature, during continuous removal of the released vapors, for a sufficiently long time for the intended degree of decontamination of the inert material to be achieved.

Vid tillämpning av föreliggande förfarande för sanering av stora materialmängder, genomföras processen företrädesvis genom indirekt upphettning av lufttäta rotationstorkar. Man säkerställer att fastämnestemperaturerna hàlles under 425°C, samt i anslutning till lägre driftskostnad normalt under 325°C. Vid denna temperatur föràngas den flyktiga komponenten i det förorenade materialet sa att gasfas bildas, varvid en inert fastfas àterstàr. Den gasfasiga fasen vari ingàr ànga, luft och inert bârargas jämte föràngade organiska kontaminen- ter såsom VOC och PCB avdras kontinuerligt fràn torken samt kondenseras och uppsamlas för ytterligare behandling eller undanskaffande genom lämpliga tillvägagångssätt.When applying the present method for decontamination of large amounts of material, the process is preferably carried out by indirect heating of airtight rotary dryers. It is ensured that solids temperatures are kept below 425 ° C, and in connection with lower operating costs normally below 325 ° C. At this temperature, the volatile component of the contaminated material evaporates so that a gas phase is formed, leaving an inert solid phase. The gaseous phase containing vapor, air and inert carrier gas as well as vaporized organic contaminants such as VOC and PCB is continuously withdrawn from the dryer and condensed and collected for further treatment or disposal by appropriate procedures.

De specifika driftsparametrarna uppvisar en variation allt efter utgangsmaterialets váthetsgrad, halten jämte kok- punkten (punkterna) hos kontaminenterna (kontaminenten) i ut- 10 15 20 25 30 35 10 gàngsmaterialet (som kan variera inom vida gränser) jämte den procentuella andelen kontaminenter som avlägsnas från utgångs- materialet. Ifrägavarande system kan uppvisa sädant arbetsför- lopp att i realiteten VOC helt och hållet avlägsnas samt det behandlade substratet förlänas ur miljösynpunkt fullgod EPA-standard eller sådana halter som är fastställda genom en- skilda arbetsställen och specifika normer. PCB kan exempelvis sàsom visats i det föregående vid behov reduceras till mindre än 2 ppm.The specific operating parameters show a variation depending on the degree of wetness of the starting material, the content plus the boiling point (s) of the contaminants (contaminants) in the starting material (which can vary within wide limits) as well as the percentage of contaminants that are removed from the starting material. The system in question can show such a work process that in reality VOC is completely removed and the treated substrate is granted from an environmental point of view a satisfactory EPA standard or such levels that are determined by individual workplaces and specific standards. For example, as shown above, PCBs can be reduced to less than 2 ppm as needed.

Därvid kan torktemperaturer och uppehàllstider i torkan- ordningen variera inom vida gränser. Den maximala genomsnitts- temperaturen för fastämnena får emellertid icke överstiga 425°C. Utgàngsmaterial med temperatur 425°C kan exempelvis motsvaras av uppehàllstider upp till 90 minuter. Fastämnen kan uppehàllas längre tid vid driftstamperatur om så erfordras, varvid dock en ökning av uppehàllstiden leder till sänkning av systemets kapacitet. Även om det ställer sig möjligt att i anslutning till torken använda utgàngstemperaturer för fastämnet upp till 425°C i vissa fall, uppvisar företrädesvis fastämnena utgångs- temperaturer mellan 225 och 325°C. Eftersom de halogenerade organiska kontaminenterna icke utsättes för temperaturer över 325 - 425°C inträffar icke nägra ofördelaktiga kemiska föränd- ringar i de ursprungliga bestàndsdelarna. Det ställer sig spe- ciellt fördelaktigt att icke nàgon oavsiktlig bildning av dioxin äger rum med utgångspunkt från halogenerade kolväten såsom för närvarande inträffar vid förbränningsmetoderna.In this case, drying temperatures and residence times in the drying device can vary within wide limits. However, the maximum average temperature of the solids must not exceed 425 ° C. Starting materials with a temperature of 425 ° C can, for example, correspond to residence times of up to 90 minutes. Solids can be stored for a longer period of time at operating temperatures if required, however, an increase in the residence time leads to a reduction in the system's capacity. Although it is possible to use initial temperatures for the solid up to 425 ° C in connection with the dryer in some cases, the solids preferably have initial temperatures between 225 and 325 ° C. Since the halogenated organic contaminants are not exposed to temperatures above 325 - 425 ° C, no adverse chemical changes occur in the original constituents. It is particularly advantageous that no unintentional formation of dioxin takes place on the basis of halogenated hydrocarbons as currently occurs in the combustion methods.

Förekomsten av dioxin i utgàngsmaterialet medför dock icke någon störande inverkan på arbetsförloppet enligt uppfin- ningen.However, the presence of dioxin in the starting material does not have a disturbing effect on the work process according to the invention.

Torken drives företrädesvis vid ett mycket svagt under- tryck (exempelvis 0,3 till 50 mm (0,1 till 2,0 inch vattenpe- lare)) för säkerställande av att om systemet icke är lufttätt i egentlig mening, samtliga tänkbara läckage kommer att resul- tera i att luft sugs in i systemet och icke motsatsen. Därige- nom omöjliggöres i princip varje form av miljöutsläpp.The dryer is preferably operated at a very slight negative pressure (eg 0.3 to 50 mm (0.1 to 2.0 inch water column)) to ensure that if the system is not airtight in the true sense, all possible leaks will result in air being sucked into the system and not the other way around. This makes virtually any form of environmental emissions impossible.

En minimal gashastighet (exempelvis 0,2 till 0,8 m/s (0,5 till 2,0 fot/s) erfordras fortgàende i torken för säker- ställande av acceptabel angavgivning av fastämnena. 10 15 20 25 30 35 'inuti en aluminiumskàl 875 mm x 18 mm djup). 11 468 74-8 Vatten eller ånga användes enligt föreliggande process för att underlätta avdrivning av konta- minenter från de fria materialutrymmena. Därvid inträffar sannolikt i samband med vattnets förångning inom och i an- slutning till de fria utrymmena att förångning eller avdrivning av organiska substanser underlättas samt att ångflödet medför resp underlättar bortförsel av organiska komponenter från tork- anläggningen i det utströmmande gasflödet.A minimum gas velocity (e.g. 0.2 to 0.8 m / s (0.5 to 2.0 ft / s) is required continuously in the dryer to ensure acceptable delivery of the solids. aluminum shell 875 mm x 18 mm deep). Water or steam is used according to the present process to facilitate the expulsion of contaminants from the free material spaces. In connection with the evaporation of the water within and in connection with the free spaces, it probably occurs that evaporation or evaporation of organic substances is facilitated and that the steam flow entails or facilitates removal of organic components from the drying plant in the outflowing gas flow.

Inertgas av annan typ än ånga tillföres systemet för att öka avdrivningseffekten, företrädesvis i ett motströms- flöde genom torkanläggningen (d v s i den riktning är motsatt inertmaterialens frammatning).Inert gas of a type other than steam is supplied to the system to increase the stripping effect, preferably in a countercurrent flow through the drying plant (i.e. in that direction is opposite to the feed of the inert materials).

Den inerta gasbäraren användes vid processen först och främst för att säkerställa att brandrisken i torkanläggningen elimineras samt för reduktion av partialtrycket i motsvarande totalatmosfär så att därigenom destillation eller bortkokning av VOC-kontaminenter underlättas. Kväve användes företrädesvis av praktiska skäl och lämplighetsskäl. Emellertid kan likaså andra inertgaser användas, vilka utan att medföra begränsning exempelvis innefattar koldioxid, helium och argon på basis av prismässiga bedömningar, tillgänglighet samt sammansättning hos det utgángsmaterial som behandlas.The inert gas carrier is used in the process first and foremost to ensure that the fire risk in the drying plant is eliminated and to reduce the partial pressure in the corresponding total atmosphere so that distillation or boiling off of VOC contaminants is thereby facilitated. Nitrogen is preferably used for practical and convenience reasons. However, other inert gases can also be used, which without restriction include, for example, carbon dioxide, helium and argon on the basis of price assessments, availability and composition of the starting material being treated.

Tillvägagångssätt vid tillämpning av uppfinningen jämte ytterligare specifika särdrag och fördelar enligt uppfinnings- föremålet kommer att närmare klargöras av exemplen som_följer.Procedures in the application of the invention together with further specific features and advantages according to the object of the invention will be further elucidated by the examples which follow.

Därvid framgår även att apparatur jämte processbetingelser kan varieras inom vida gränser utan avvikelse från de ursprungliga principerna. Exemplen avser àskàdliggörande av processen utan att därigenom medföra någon begränsnsing.It also appears that equipment as well as process conditions can be varied within wide limits without deviation from the original principles. The examples refer to the maladaptation of the process without thereby entailing any restriction.

Laboratorieexempel Prover med avloppsslam från tvà dammanläggningar i New York användes: ett första slam från North Salts och ett andra slam från Lagoon 2. Ca 75 g av North Salts-slammet resp. 95 g av Lagoon 2-slammet användes vid vardera försöket. Slammet omrördes tills homogen blandning erhölls. Blandningen utspreds med epetei ea ett ett 12 mn tjeekt skikt erhölls Skälen placerades på metallunderlag inuti en muffelugn (Thermolyne Model 1400) vilken förvärms till den i fig. 1 och 2 visade temperaturen. 12 468 748 10 15 20 25 30 35 Underlaget stod i förbindelse med en metallstav som via ett hål i ugnens botten utlöpte till en skål som uppbars av en toppbelastad elektronvàg. Sa pass små viktförändringar som 0,1 g kunde avläsas.Laboratory examples Samples with sewage sludge from two dams in New York were used: a first sludge from North Salts and a second sludge from Lagoon 2. Approx. 75 g of the North Salts sludge resp. 95 g of the Lagoon 2 sludge was used in each experiment. The slurry was stirred until a homogeneous mixture was obtained. The mixture is spread with an epithelium and a 12 mn thick layer is obtained. The grounds were placed on a metal substrate inside a muffle furnace (Thermolyne Model 1400) which is preheated to the temperature shown in Figs. 12 468 748 10 15 20 25 30 35 The substrate was connected to a metal rod which, via a hole in the bottom of the furnace, ran out to a bowl supported by a top-loaded electron wave. Such small weight changes that 0.1 g could be read.

Provtemperaturen registrerades genom ett 0,51 mm diame- tsrs kromel-alumel termoelement som var försett med rostfritt stàlhölje samt placerat i det mjuka avloppsslammet. Termoele- mentets återstående ände utlöpte via en mindre genomborrning nära ugnsluckan samt var anslutningsbar till antingen en direkt avläsningsbar termometer eller en millivoltskrivare.The sample temperature was recorded by a 0.51 mm diameter chromel-alumel thermocouple fitted with a stainless steel housing and placed in the soft drain sludge. The remaining end of the thermocouple ran out via a small bore near the oven door and was connectable to either a directly readable thermometer or a millivolt printer.

Ugnstemperaturen avlästes med ytterligare ett kromel-alumel termoelement samt reglerades med hjälp av en inbyggd procent- relaterad ingàngsregulator. Samtidigt som provet upphettades insögs luft via ugnen med hastigheten ca 0,5 minutliter via ett glasrör som sköt ut genom ett urborrat hål med diameterna 1/4 tum på ugnssidan. Luften fick därefter passera genom en vattenkyld kondensor av Friedrichs-typ i en rundkolv (för upp- samlande av kondensat) samt därefter via en vattenfylld gas- skrubber. Trots luftflödet inträffade i praktiken bortflöde av ånger jämte vattenkondensat utefter den otätt monterade ugns- luckan. Återstoderna vid vart och ett av de slutförda försöken var spröda och kunde med lätthet pulvriseras med mortel jämte mortelstöt. Beträffande Lagoon 2-återstoden förefanns smàsten som dock kunde avlägsnas genom att pulvret siktade via en 1 mm sikt. Produkten vâgdes på nytt och därigenom kunde resultaten beräknas på smàstensfri basis.The oven temperature was read with an additional chromel-alumel thermocouple and regulated using a built-in percentage-related input controller. At the same time as the sample was heated, air was sucked in via the oven at a speed of about 0.5 minute liters via a glass tube which protruded through a drilled hole with a diameter of 1/4 inch on the side of the oven. The air was then passed through a Friedrichs-type water-cooled condenser in a round-bottomed flask (for collecting condensate) and then via a water-filled gas scrubber. Despite the air flow, in practice there was an outflow of remorse and water condensate along the leaky oven door. The residues in each of the completed experiments were brittle and could easily be pulverized with mortar and pestle. Regarding the Lagoon 2 residue, there were small stones which could, however, be removed by the powder sifting through a 1 mm sieve. The product was weighed again and thus the results could be calculated on a stone-free basis.

Experimentella resultat Av fig. 1 och 2 framgår exempel pà kurvor med viktför- lust relaterad till tiden för ett antal försök med avloppsslam dels fràn North Salts och Lagoon 2. Endast de första 70 minu- terna finns inprickade eftersom åtföljande viktförändringar var i det närmaste försumbara. Viktförlusterna avser genom- gående förlust i g per 100 g prov, dvs procentuell viktför- lust. Man kan utläsa att viktörlusten (eller vatttenhalten) för avloppsslammet från North Salts är ca 10 % större än det för avloppsslammet från Lagoon 2.Experimental results Figures 1 and 2 show examples of curves with weight loss related to the time for a number of experiments with sewage sludge from North Salts and Lagoon 2. Only the first 70 minutes are dotted because the accompanying weight changes were almost negligible. . The weight losses refer to a continuous loss in g per 100 g of sample, ie a percentage weight loss. It can be seen that the weight loss (or water content) for the sewage sludge from North Salts is about 10% greater than that for the sewage sludge from Lagoon 2.

Det har speciellt visat sig att de hastigheter varmed slamproverna upphettades och vattnet föràngades är funktioner 10 15 20 25 30 13 468 748 av det experimentella arrangemanget. De beror på de ursprung- liga provvikterna, provets geometri, provbehàllaren, ingångs- effekt samt värmekapacitet för den (förhållandevis lilla) ugnen, luftflöde, etc. Under de specifika experimentella be- tingelserna erfordrades ca 65-75 minuter för provet att uppnå 200°C, ca 45-60 minuter för provet att uppnå 250 eller 300°C samt ca 35 minuter för att uppnå 335°C. Provobservationer av temperatur gentemot tid gav som resultat att vatten förångades vid ca 100°C under intervall som varierade mellan ca 10 till 30 minuter allt efter de experimentella betingelserna.In particular, it has been found that the rates at which the sludge samples were heated and the water evaporated are functions of the experimental arrangement. They depend on the original sample weights, the sample geometry, the sample container, the input power and the heat capacity of the (relatively small) oven, air flow, etc. Under the specific experimental conditions, about 65-75 minutes were required for the sample to reach 200 °. C, about 45-60 minutes for the sample to reach 250 or 300 ° C and about 35 minutes to reach 335 ° C. Sample observations of temperature versus time resulted in water evaporating at about 100 ° C for intervals ranging from about 10 to 30 minutes depending on the experimental conditions.

I tabell 1 och 2 har viktförlusterna och PCB-halten sammanställts efter ett antal olika uppvärmningscykler med avseende på avloppsslam från North Salts och Lagoon 2.In Tables 1 and 2, the weight losses and the PCB content have been compiled after a number of different heating cycles with respect to sewage sludge from North Salts and Lagoon 2.

Tabell 1. PCB-förångning av slam från North Salts Värmebehandling Viktförlust PCB totalt, Temp.. °C Tid. hr % ppm 100 2,5 35 68* 100 2,5 35 78* 200 6 38 3,6 200 16 38 4,6 335 6 38 <1 335 16 38 <1 * Ett förhållande av ca 3,7/1 enligt Aroclors 1242/1260 JT; ÜW 10 15 20 25 30 35 14 W / 48 Tabell 2. PCB-föràngning av slam från Lagoon 2 _ CÜ Värmebehandling Viktförlust PCB totalt, Temp.. °C Tid. hr X Dbm 90-95 3,7 25,4 984* 200 1 26,1 627 250-277 1 26,7 120 300 0,25 26,7 48 305 0,5 26,5 44 300-340 1 28,0 <1 300 2 27,4 <5 300 4 27,6 <5 300-340 6,3 27,4 <1 375 1 28,4 <1 * Förhållande enligt Aroclors 1242/1260, ca 6,6/1 Bestämning av kvarstående PCB efter behandling vid 90-100°C tjänade som utgàngslinje för bestämning av PCB-konta- minering vid utgàngskompositionerna. Analys av PCB-substanser i det torkade, pulvriserade analytiska proven - genom Soxhlet- -extraktion ett dygn med 90 % hexan - 10 % aceton jämte gas- kromatografisk analys av det koncentrerade extraktet - ledde till resultat med högre halter än direktextraktion av det ursprungliga vattenhaltiga slammet. Vid 100°C undergàr icke mer än en- eller tva-tiondels procent av PCB-substanserna föràngning under 2 till 4 timmar. Frigjord PCB-substans base- rades sålunda pà jämförelser beträffande de torkade, vatten- fria àterstoderna. De obetydliga skillnaderna i procentuell viktförlust (beträffande vatten) vid vardera försöksserien kan i anslutning till genomförelserna försummas även om de sanno- likt existerar.Table 1. PCB evaporation of sludge from North Salts Heat treatment Weight loss PCB total, Temp .. ° C Time. hr% ppm 100 2.5 35 68 * 100 2.5 35 78 * 200 6 38 3.6 200 16 38 4.6 335 6 38 <1 335 16 38 <1 * A ratio of about 3.7 / 1 according to Aroclors 1242/1260 JT; ÜW 10 15 20 25 30 35 14 W / 48 Table 2. PCB evaporation of sludge from Lagoon 2 _ CÜ Heat treatment Total weight loss PCB, Temp .. ° C Time. hr X Dbm 90-95 3.7 25.4 984 * 200 1 26.1 627 250-277 1 26.7 120 300 0.25 26.7 48 305 0.5 26.5 44 300-340 1 28, 0 <1 300 2 27.4 <5 300 4 27.6 <5 300-340 6.3 27.4 <1 375 1 28.4 <1 * Ratio according to Aroclors 1242/1260, approx. 6.6 / 1 Determination of residual PCBs after treatment at 90-100 ° C served as a starting line for determining PCB contamination in the starting compositions. Analysis of PCBs in the dried, powdered analytical samples - by Soxhlet extraction for 24 hours with 90% hexane - 10% acetone and gas chromatographic analysis of the concentrated extract - led to results with higher levels than direct extraction of the original aqueous the sludge. At 100 ° C, no more than one or two-tenths of a percent of the PCBs undergo evaporation for 2 to 4 hours. The released PCB substance was thus based on comparisons of the dried, anhydrous residues. The insignificant differences in percentage weight loss (for water) in each series of experiments can be neglected in connection with the implementations, even if they are likely to exist.

Som första avloppsslam undersöktes material från North Salts. Endast mellan 5 och 6 1 av den ursprungliga PCB-halten 72 ppm (medelvärde) kvarstod efter uppvärmning vid 200°C under 6 till 16 timmar. Vid en högre temperatur än 335°C uppnáddes ett lägre gränsvärde för PCB-detektering, vilket utgjorde indikation för att mindre än 1 ppm <1 % av ursprunglig PCB) 10 15 20 25 30 35 15 468 748 kvarstod efter 6 timmar. Ett slam med högre ursprunglig PCB-halt erfordrades för att verifiera ifrågavarande av allt att döma med utmärkt resultat genomförda saneringar. Avlopps- slammet från Lagoon 2 kunde användas för detta ändamål.As the first sewage sludge, material from North Salts was examined. Only between 5 and 6 l of the original PCB content of 72 ppm (average) remained after heating at 200 ° C for 6 to 16 hours. At a temperature higher than 335 ° C, a lower limit value for PCB detection was reached, which was an indication that less than 1 ppm <1% of original PCB) remained after 6 hours. A sludge with a higher initial PCB content was required to verify the decontamination in question with excellent results. The sewage sludge from Lagoon 2 could be used for this purpose.

Av tabell 2 framgår att avloppsslammet fràn Lagoon 2 innehöll 982 ppm PCB på vattenfri basis. En timmes upphettning vid 200, 250 till 277 eller 300 till 340°C ledde till föràng- ning av successivt ökande PCB-mängder, varvid 64, 12 resp. mindre än 0,1 % av den ursprungliga PCB-halten kvarstod. Vid kortare uppvärmningsintervall av 15 till 30 minuter vid ca 300°C undergick dock ca 5 X av PCB-substanserna icke någon förångning. Fullgod bortförsel av PCB inträffar tydligen efter 1 timme vid 300°C. De återstående försöken med längre uppvärm- ningsintervall eller vid 375°C utgjorde ytterligare belägg för lämpligheten att vid måttliga temperaturer nedbringa PCB-hal- ten i avloppsslam till minre än 2 ppm.Table 2 shows that the sewage sludge from Lagoon 2 contained 982 ppm PCB on an anhydrous basis. One hour of heating at 200, 250 to 277 or 300 to 340 ° C led to the evaporation of successively increasing amounts of PCBs, whereby 64, 12 resp. less than 0.1% of the original PCB content remained. However, at shorter heating intervals of 15 to 30 minutes at about 300 ° C, about 5 X of the PCBs did not evaporate. Complete removal of PCBs apparently occurs after 1 hour at 300 ° C. The remaining experiments with longer heating intervals or at 375 ° C provided further evidence of the suitability of reducing the PCB content of sewage sludge to less than 2 ppm at moderate temperatures.

Slutsatser Genom försöken åskådliggöres att enkel upphettning vid ca 300°C luft möjliggör sanering av slamproverna, varigenom återstoder erhålles med 2 ppm PCB eller därunder. Vid jäm- förelse av kostnader med utgångspunkt från dessa slam visar det sig att kostnadsbesparingar vid torkning jämfört med för- bränning uppgår till i genomsnitt 50 till 125 S/ton, medan de på basis av utgàngsmaterialet kan uppgå till 140 S/ton eller däröver.Conclusions The experiments illustrate that simple heating at about 300 ° C air enables decontamination of the sludge samples, whereby residues are obtained with 2 ppm PCB or less. When comparing costs based on these sludges, it turns out that cost savings in drying compared to incineration amount to an average of 50 to 125 S / ton, while on the basis of the starting material they can amount to 140 S / ton or more.

Föreslagen process och apparatur i kommersiell skala För àskàdliggörande av hur den föreliggande processen kan överföras i grövre skala för hantering av större förore- ningsmängder kommer processen enligt uppfinningsföremàlet i det följande att förklaras med hänvisning till fig. 3, 4 och 5, varvid dock införstàs att uppfinningstanken på intet sätt ar begränsad till dessa åskådliggjorda exempel.Proposed process and apparatus on a commercial scale To illustrate how the present process can be transferred on a larger scale for handling larger amounts of contaminants, the process according to the object of the invention will be explained in the following with reference to Figs. 3, 4 and 5, it being understood that the inventive concept is in no way limited to these illustrated examples.

En närmare redogörelse för samt närmare beskrivning av använd apparatur jämte driftsbetingelser beträffande primär- komponenter och hjälpapparatur vilka ställer sig lämpliga vid konstruktion och drift av anläggningar på basis av uppfin- ningsförmeàlet står att finna i Perry & Green, Perry's Chemical Engineers Handbook, 6:e upplagan, del 20 med titel "Solids Drying and Gas-Solid Systems", och som i detta samman- 10 15 20 25 30 35 16 7% hang anges som hänvisning.A more detailed account of and detailed description of used equipment as well as operating conditions regarding primary components and auxiliary equipment which are suitable for the construction and operation of plants on the basis of the inventive object can be found in Perry & Green, Perry's Chemical Engineers Handbook, 6th. edition, part 20 with the title "Solids Drying and Gas-Solid Systems", and which in this context 10 15 20 25 30 35 16 7% hang is stated as a reference.

En första apparatuppbyggnad framgår av fig. 3, vilken baseras pa ett recirkulerande inertgassystem.A first apparatus construction is shown in Fig. 3, which is based on a recirculating inert gas system.

I fig. 3 upptar en matarskruv 1 tillfört material fràn den för materialtillförsel avsedda mataranordningen 2. Ut- ' gàngsmaterialet kan förkonditioneras så att det tillförda materialets bearbetbarhet förbättras, mängden av jämte typen ~ av förkonditionering är exempelvis relaterad till det inmatade materialets vàta eller torra beskaffenhet. Om utgángsmateria- let utgöres av vatt avloppsslam kan förkonditioneringen inne- fatta tillsats av antiklibbmedel sasom torkade och behandlade avloppsfastämnen eller sand i en mataranordning 2 för tillfört material tillsammans med utgangsmaterialet eller genom till- sats av aska eller kalk (kalciumhydroxid) under ett reglerat förlopp i en matarskruv, exempelvis via en tillförselanordning 3 för aska eller tillförselanordning 4 för kalk. Genom matar- skruvens inverkan erhålles tillräcklig blandning mellan kondi- tioneringsmaterial och utgàngsmaterial.In Fig. 3, a feed screw 1 receives supplied material from the feed device 2 intended for material supply. The starting material can be preconditioned so that the processability of the supplied material is improved, the amount and the type of preconditioning are for example related to the wet or dry nature of the fed material. . If the starting material consists of wet sewage sludge, the preconditioning may include the addition of anti-sticking agents such as dried and treated sewage solids or sand in a feed device 2 for added material together with the starting material or by adding ash or lime (calcium hydroxide) in a controlled process. a feed screw, for example via a supply device 3 for ash or supply device 4 for lime. Due to the effect of the auger, a sufficient mixture is obtained between the conditioning material and the starting material.

Införlivandet av kalk i utgàngsmaterialet spelar sanno- likt icke någon direkt roll vid den termiska separeringspro- cessen pà basis av uppfinningsföremàlet men kan dock under- lätta efterföljande stabilisering med avseende pà torkade fastämnen. Kalk kan även sekundärt tillsättes sura utgångs- material för att skydda torkanordningen mot korrosion.The incorporation of lime into the starting material probably does not play a direct role in the thermal separation process on the basis of the object of the invention, but can nevertheless facilitate subsequent stabilization with respect to dried solids. Lime can also be added secondarily to acidic starting materials to protect the drying device against corrosion.

Matarekruven 1 transporterar utgàngsmaterialet i en i det närmaste lufttät rotationstork 5. Närmare beskrivning av de olika rotationstorkstyperna àterfinnes i angivna Perry's Chemical Engineers' Handbook varvid tidigare hänvisats. Rota- tionstorken 5 uppvisar företrädesvis ringa lutning varigenom fastämnen kan förflyttas genom torken till följd av tyngdkraf- ten. Rörelsen av utgàngsmaterialet kan dessutom, eller alter- nativt, förorsakas genom ett antal "banor", dvs utskjutande W delar inuti rotationstorkens hölje varigenom blandning jämte förflyttning av utgàngsmaterialet inträffar då höljet roterar.The feed screw 1 transports the starting material in an almost airtight rotary dryer 5. A more detailed description of the different types of rotary dryers can be found in the specified Perry's Chemical Engineers' Handbook, with reference previously made. The rotary dryer 5 preferably has a slight inclination whereby solids can be moved through the dryer due to gravity. The movement of the starting material can in addition, or alternatively, be caused by a number of "paths", ie projecting W parts inside the housing of the rotary dryer, whereby mixing as well as movement of the starting material occurs when the housing rotates.

Rotationstorken 5 är indirekt uppvärmd genom utvändigt befintliga uppvärmningsanordningar, dvs gasbrännare 6. Genom brännarna upphettas rotationstorkens ytterhölje, och detta värme ledas via rotationstorkens metallhölje till torkens inre delar. Banorna kan även medverka vid värmeöverföringen. Brän- 10 15 20 25 30 35 17 468 748 narna inregleras sä att därigenom tillräckligt med värme till- föres processen med önskad hastighet. Avkänningsanordningar pà insidan av rotationstorken registrerar medeltemperaturen, varigenom en maximal fastämnestemperatur kan upprätthàllas vid önskad nivå, som icke far överstiga 425°C.The rotary dryer 5 is indirectly heated by external heating devices, ie gas burners 6. The outer casing of the rotary dryer is heated through the burners, and this heat is conducted via the metal casing of the rotary dryer to the inner parts of the dryer. The tracks can also participate in the heat transfer. The burners are regulated so that sufficient heat is supplied to the process at the desired speed. Sensing devices on the inside of the rotary dryer register the average temperature, whereby a maximum solids temperature can be maintained at the desired level, which must not exceed 425 ° C.

Då frammatningsanordningen utsättes för termisk energi inuti rotationstorken undergàr flyktiga komponenter föràngn- ing. Ju längre tid utgängsmaterialet kvarstannar i torken desto fullständigare blir torkningen och därigenom blir fast- ämnenas saneringsgrad desto större. Vid den tidpunkt då de torkade fastämnena 7 matas ut från rotationstorken vid ut- loppssidan har önskad torknings- och saneringsgrad inträffat.When the feed device is exposed to thermal energy inside the rotary dryer, volatile components evaporate. The longer the starting material remains in the dryer, the more complete the drying and thus the degree of decontamination of the solids becomes greater. At the time when the dried solids 7 are discharged from the rotary dryer at the outlet side, the desired degree of drying and decontamination has occurred.

Konditioneringsmedel kan tillsättas för underlättande av de torra avloppsfastämnenas handhavande. Sprutning med vatten B kan ytterligare tillämpas för sänkning av dammängd och/eller nedkylning av avloppsmaterialet.Conditioners can be added to facilitate the handling of the dry sewage solids. Spraying with water B can be further applied for lowering the amount of dust and / or cooling the waste material.

Gasflödets riktning genom torken är relaterad till an- läggningens uppbyggnad. Därvid avses att om recirkulerande gas tillföres vid samma ände av torken som utgàngsmaterialet samt utdrages fràn torken vid den ände från vilken de behandlade fastämnena avlägsnas kommer gasflödet att uppvisa samma rikt- ning som det genomsnittliga fastämnesflödet. Om däremot gas tillföras vid en ände av torken från vilken fastämnena avlägs- nas samt bortföres från den ände vid vilken utgàngsmaterialet tillföres kommer man att erhålla ett motströmsflöde. Såsom framgàr av fig. 3 bortföres de ángor som utvecklas i anslut- ning till uppvärmning till rotationstorken 5 genom rörled- ningen 11, som är ansluten till avgasningsutloppet 12 vid torkens inloppssida. Genom rörledningen 9 tillföras recirkule- rande avdrivningsgas in i rotationstorken via inloppet 13 vid torkens utloppssida. Det genomsnittliga gasflödet i rotations- torken kommer att uppvisa en riktning motsatt fastämnenas flödesriktning, varigenom motströmsflöde råder. Det torde dock sta klart att anslutningarna vid gasinloppet och gasutloppet kan omkastas, varigenom gasflödets genomsnittliga riktning kommer att motsvara fastämnesflödets riktning.The direction of the gas flow through the dryer is related to the structure of the plant. This means that if recirculating gas is supplied at the same end of the dryer as the starting material and is extracted from the dryer at the end from which the treated solids are removed, the gas flow will have the same direction as the average solids flow. If, on the other hand, gas is supplied at one end of the dryer from which the solids are removed and removed from the end at which the starting material is supplied, a countercurrent flow will be obtained. As can be seen from Fig. 3, the vapors which develop in connection with heating to the rotary dryer 5 are removed through the pipeline 11, which is connected to the degassing outlet 12 at the inlet side of the dryer. Through the pipeline 9, recirculating stripping gas is supplied into the rotary dryer via the inlet 13 at the outlet side of the dryer. The average gas flow in the rotary dryer will have a direction opposite to the flow direction of the solids, whereby countercurrent flow prevails. However, it should be clear that the connections at the gas inlet and the gas outlet can be reversed, whereby the average direction of the gas flow will correspond to the direction of the solids flow.

Kväve kan anges som exempel på sàdan avdrivningsgas som användes för att underlätta bortförsel av utvecklade àngor från det uppvärmda utgängsmaterialet, varvid dock införstàs 10 15 20 25 30 35 18 748 att föreliggande uppfinning kan innefatta samtliga användbara avdrivningsgaser. Avdrivningsgasen medverkar vid bortförsel av àngor fràn rotationstorken 5, varvid organiska ängkomponentens partialtryck sänkes i torken, varigenom föràngning av orga- niska material kan inträffa vid lägre angtryck. Kväveinloppet 32 som är beläget uppströms återuppvärmningsanordningen 36 möjliggör uppvärmning av kväve för igängkörning, tillsats eller recirkulering. Avdrivningsgasen kan även tillföras direkt i rotationstorken eller vid utloppet för de behandlade fastämnena via kväveledningen 33.Nitrogen can be cited as an example of such a stripping gas used to facilitate removal of evolved vapors from the heated feedstock, however, it is understood that the present invention may include all useful stripping gases. The stripping gas assists in the removal of vapors from the rotary dryer 5, whereby the partial pressure of the organic vapor component is reduced in the dryer, whereby evaporation of organic materials can occur at lower vapor pressures. The nitrogen inlet 32 located upstream of the reheating device 36 enables heating of nitrogen for start-up, addition or recirculation. The stripping gas can also be supplied directly in the rotary dryer or at the outlet of the treated solids via the nitrogen line 33.

Gas utdrages kontinuerligt från rotationstorken, varvid till följd därav trycket i torken blir underatmosfäriskt. Till följd därav kommer luft att sugas in i torken om packningarna '14 och 15 icke är lufttäta. Genom denna typ av negativt luft- flöde säkerställas att icke nägra àngor som utvecklas inuti torken kommer att ledas ut i atmosfären. Genom denna utform- ning elimineras även behovet av absolut lufttäta packningar.Gas is continuously extracted from the rotary dryer, as a result of which the pressure in the dryer becomes subatmospheric. As a result, air will be sucked into the dryer if the gaskets '14 and 15 are not airtight. This type of negative air flow ensures that no vapors that develop inside the dryer will be released into the atmosphere. This design also eliminates the need for absolutely airtight gaskets.

Den gasfas som avgår fràn rotationstorken kan innefatta luft, ånga, flyktiga organiska material, vilka innefattar halogenerade organiska material och fina fasta partiklar. Gas- fasen passerar rotatationstorken 5 via rörledningen 11. Allt efter den mängd finfördelade partiklar som tillföres gasfasen genom utgàngsmaterialen kan det ställa sig önskvärt att be- handla gasen genom att den fàr passera via en alternativ mellanliggande mekanisk uppsamlingsanordning 10 för finförde- lade partiklar varigenom tillfört material med finkornig be- skaffenhet kan avlägsnas. De behandlade eller obehandlade gaserna far därefter via rörledningen 16 passera fram till sprejtornet 17. Kondensation inträffar då temperaturen hos gasen sjunker till mättnads/kondensationspunkten för däri befintliga vätskor.The gas phase leaving the rotary dryer may include air, steam, volatile organic materials, which include halogenated organic materials and fine solid particles. The gas phase passes the rotary dryer 5 via the pipeline 11. Depending on the amount of atomized particles supplied to the gas phase through the starting materials, it may be desirable to treat the gas by passing it through an alternative intermediate mechanical collecting device 10 for atomized particles thereby supplied materials with fine-grained nature can be removed. The treated or untreated gases are then passed via the pipeline 16 to the spray tower 17. Condensation occurs when the temperature of the gas drops to the saturation / condensation point of liquids present therein.

Kondensatet avtappas frän sprejtornet 17 via rörled- ningen 20 fràn sprejtornets botten till en eller flera i drift befintliga separatorer 21, vari kondensatet separeras till en oljefraktion, en vattenfraktion och en slamfraktion. Den sepa- rerade utgàende oljefraktionen avdrages fràn separatorn med hjälp av oljepumpen 22 och kan exempelvis pumpas till uppsam- lingstankar. Den separerade utgående vattenfraktionen avdras från separatorn genom vattenpumpen 23 och kan exempelvis *fx 10 15 20 25 30 35 19 468 748 pumpas till vattenuppsamlingstankar eller recirkuleras till- baka separatorn 17 via rörledningen 35.The condensate is drained from the spray tower 17 via the pipeline 20 from the bottom of the spray tower to one or more operating separators 21, wherein the condensate is separated into an oil fraction, a water fraction and a sludge fraction. The separated starting oil fraction is withdrawn from the separator by means of the oil pump 22 and can, for example, be pumped to collection tanks. The separated outgoing water fraction is withdrawn from the separator through the water pump 23 and can, for example, be pumped to water collection tanks or recycled back to the separator 17 via the pipeline 35.

I sprejtornet faller det i sprejtornets överdel 34 till- förda vattnet till tornets botten. Gas som tillföres sprejtor- net nära sprejtornets botten genomledes sprejtornets överdel.In the spray tower, the water supplied to the top 34 of the spray tower falls to the bottom of the tower. Gas supplied to the spray tower near the bottom of the spray tower passes through the top of the spray tower.

Därigenom inträffar kontakt mellan vattnet och gasen samtidigt med borttvättning av de flesta vätskor samt samtliga kvar- stående inerta material. Tvättvattnet som medför de avdragna materialen från gasen utströmmar från botten av sprejtornet 17 och förflyttas till en separator 21 genom ledningen 20. Väts- kan i separatorn bildar i samband med att den undergàr klar- ning en organisk delmängd, en delmängd vatten jämte en del- mängd avloppsslam. Delmängden vatten kan recirkuleras åter till sprejtornet 17 genom rörledningen 35 för återanvändning i form av vatten för kylning och avdrivning.As a result, contact between the water and the gas occurs at the same time as most of the liquids and all remaining inert materials are washed away. The washing water which entrains the materials extracted from the gas flows out from the bottom of the spray tower 17 and is moved to a separator 21 through the line 20. The liquid in the separator forms, in connection with its clarification, an organic subset, a subset of water and a subset. amount of sewage sludge. The subset of water can be recycled back to the spray tower 17 through the pipeline 35 for reuse in the form of water for cooling and evaporation.

Den utgående gasmängden 24 fràn sprejtornet 17 kan undergà ytterligare nedkylning och kondensation med hjälp av en värmeväxlare, dvs en genom atmosfären nedkyld radiatoran- läggningsenhet 18 eller genom en kylanlâggningsenhet 19, alternativt båda delarna. Samtlig mängd vatten eller organiskt material i gasen kondenseras i kondensorerna 18 och 19. 1,2 eller flera kondensationssteg med fortgàende temperatursänk- ning kan användas. Kondensatet får utflöda samt ledas genom rörledningen 30 till kondensatmagasinet 31, i vilket vattnet och organiska komponenter separeras. Kondensatmagasinet 31 kan exempelvis innefatta tankar för klarning. Vattenkomponenten kan lagras för eventuell behandling, eller också kan den recirkulera till sprejtornet 17 för återanvändning av vatten för kylning och avdragning.The amount of gas exiting 24 from the spray tower 17 can undergo further cooling and condensation by means of a heat exchanger, i.e. a radiator installation unit 18 cooled by the atmosphere or through a cooling installation unit 19, alternatively both parts. All amounts of water or organic material in the gas are condensed in condensers 18 and 19. 1.2 or more condensation steps with continuous temperature reduction can be used. The condensate is allowed to flow out and be passed through the pipeline 30 to the condensate reservoir 31, in which the water and organic components are separated. The condensate magazine 31 may, for example, comprise tanks for clarification. The water component can be stored for possible treatment, or it can be recycled to the spray tower 17 for reuse of water for cooling and stripping.

Gasen som utflödar fran överdelen av kondensorn 19 ut- göres först och främst av luft och kväve. Denna gas far via rörledningen 47 passera till förvärmaren 25 och därefter genom fläktanordningen 26. En delmängd av denna gas genomledes kal- ciumkarbonatfiltret 27 samt ett eller flera kolfilter 28 för filtrering jämte avdrivning före utflöde fràn systemet med hjälp av gasventilatorn 29. Den avgående gasmängden kan vara tillräcklig för att upprätthålla ett atmosfäriskt undertryck i rotationstorken 5.The gas that flows out of the upper part of the condenser 19 consists primarily of air and nitrogen. This gas is passed via the pipeline 47 to the preheater 25 and then through the fan device 26. A subset of this gas is passed through the calcium carbonate filter 27 and one or more carbon filters 28 for filtration as well as evaporation before outflow from the system by means of the gas fan 29. be sufficient to maintain an atmospheric negative pressure in the rotary dryer 5.

En huvudmängd av den gas som lämnar fläktanordningen 26 10 15 20 25 30 35 20 P7 / fär passera via rörledningen 32 samt pà nytt upphettas i upp- värmningsanordningen 36 för àtergàng till rotationstorken 5 via rörledningen 9.A main quantity of the gas leaving the fan device 26 10 15 20 25 30 35 20 P7 / fer passes through the pipeline 32 and is reheated in the heating device 36 for return to the rotary dryer 5 via the pipeline 9.

En andra apparatuppbyggnad som visas i fig. 4 överens- stämmer i huvudsak med apparatschemat pà basis av uppbyggnaden - enligt fig. 3 med undantag för anordnandet av ventilen 8.A second device structure shown in Fig. 4 essentially corresponds to the device diagram on the basis of the structure - according to Fig. 3 with the exception of the arrangement of the valve 8.

Stängningen av ventilen 8 resulterar i ett förlopp vilket resulterar i ett verkningssätt utan recirkulerande avdriv- ningsgas.The closing of the valve 8 results in a process which results in a mode of operation without recirculating stripping gas.

För att ytterligare exemplifiera och belysa uppfinninga- föremàlet beskrives en tredje apparatuppbyggnad som följer och som är helt och hållet transporterbar.To further exemplify and illustrate the object of the invention, a third apparatus structure is described which follows and which is entirely transportable.

Den transporterbara anläggningen som visas i fig. 5 är monterad pà två 40 fots släpvagnar av standardtyp. Till följd av transporterbarheten kan processapparaturen transporteras till behandlingsstället och uppmonteras pà sätt som i huvudsak framgår av fig. 5. Den möjlighet som star till buds att be- handla materialen vid behandlingsstället medför påtagliga eko- nomiska fördelar därigenom att man kan undvika transportkost- ~nader för stora mängder inertmaterial från den aktuella plat- sen till en behandlingsanläggning i form av t ex en förbrän- ningsugn och åter till behandlingsplatsen.The transportable system shown in Fig. 5 is mounted on two standard 40-foot trailers. Due to the transportability, the process equipment can be transported to the treatment site and mounted in a manner mainly shown in Fig. 5. The possibility of treating the materials at the treatment site entails significant economic advantages by avoiding transport costs. for large amounts of inert material from the site in question to a treatment plant in the form of, for example, an incinerator and back to the treatment site.

Som framgår av fig. 5 tillföres det förbehandling avsed- da utgàngsmaterialet vid inloppet 40 för utgàngsmaterialet och transporteras med hjälp av en transportör 1 till rotationstor- ken 5 vid inloppssidan. Rotationstorken är indirekt uppvärmd genom gasbrännare 6 som är belägna inuti rotationstorkens hölje.As can be seen from Fig. 5, the starting material intended for pretreatment is supplied to the inlet 40 of the starting material and is transported by means of a conveyor 1 to the rotary dryer 5 at the inlet side. The rotary dryer is indirectly heated by gas burners 6 which are located inside the housing of the rotary dryer.

Avgaser lämnar systemet via uppvärmningsdelens avgasan- ordningar 41. Rotationstorken roteras med hjälp av motorn 42.Exhaust gases leave the system via the exhaust part's exhaust devices 41. The rotary dryer is rotated by means of the engine 42.

Fastämnen inuti rotationstorken transporteras längs rotations- torkens axel med hjälp av banor inuti rotationstorken, varvid 0» släpvagnen dock kan injusteras till viss lutning för att ytterligare underlätta fastämnenas förflyttning mot utloppe- änden.Solids inside the rotary dryer are transported along the axis of the rotary dryer by means of tracks inside the rotary dryer, whereby the 0 »trailer can, however, be adjusted to a certain inclination to further facilitate the movement of the solids towards the outlet end.

I anslutning till rotationstorken förorsakar den ingåen- de termiska energin en temperaturökning hos utgàngsmaterialet samt en föràngning av den vätskeformiga komponenten i utgångs- materialet. Avdrivningsgas som tillföras via gasinloppet 43 10 15 20 25 30 35 748 OO / 21 110 underlättar avgasning av rotationstorken 5 från föràngade vätskor. Blandningen av inert avdrivningsgas, damm, föràngade organiska material, ànga jämte luft avgàr fràn rotationstorken 5 via gasutloppet 44. Som resultat upprätthàlles ett genom- snittligt gasflöde utefter rotationstorkens axel i en riktning motsatt utgàngsmaterialets flödesriktning, varigenom ett mot- strömsflöde upprätthälles. Jordmassor som är i huvudsak sane- rade utgår fran rotationstorken jämte torkanläggningen vid det för jordmassor avsedda utloppet 7.In connection with the rotary dryer, the input thermal energy causes a temperature increase of the starting material and an evaporation of the liquid component in the starting material. Evaporation gas supplied via the gas inlet 43 10 15 20 25 30 35 748 OO / 21 110 facilitates degassing of the rotary dryer 5 from evaporated liquids. The mixture of inert stripping gas, dust, vaporized organic materials, steam and air departs from the rotary dryer 5 via the gas outlet 44. As a result, an average gas flow is maintained along the axis of the rotary dryer in a direction opposite to the flow direction of the starting material. Soil masses that are mainly decontaminated start from the rotary dryer together with the drying plant at the outlet intended for soil masses 7.

Fran rotationstorken avgående gas via gasutloppet 44 passerar via gasbehandlingsrörledningen 45 och när därvid fram till den undre delen av sprejtornet 17. Då gasen förflyttas uppåt inuti sprejtornet samt avgàr via sprejtornets övre del passerar den genom ett nedàtriktat finfördelat vattenflöde.Gas leaving the rotary dryer via the gas outlet 44 passes via the gas treatment pipeline 45 and thereby reaches the lower part of the spray tower 17. When the gas is moved upwards inside the spray tower and exits via the upper part of the spray tower, it passes through a downwardly distributed atomic water flow.

Vattnet resulterar i nedkylning av gasen och samtidigt avdriv- ning av gasen fràn samtliga fasta ämnen eller vätskeformiga material. Vatten jämte avdrivningsmateiral utsläppes från se- paratorns botten till kondensatseparatorn 21. Vattenfasen, som separerar i separatorn kan recirkuleras äter ini sprejtornet 17 genom rörledningen 46. Kondensatseparatorn 21 kan anslutas till magasintankarna 31 via röranordningar 38 för upprätthål- lande av vattennivàerna i separatorn 21 eller för igàngkör- ningsändamál.The water results in cooling of the gas and at the same time evaporation of the gas from all solids or liquid materials. Water and stripping material are discharged from the bottom of the separator to the condensate separator 21. The water phase separating in the separator can be recycled into the spray tower 17 through the pipeline 46. The condensate separator 21 can be connected to the reservoir tanks 31 via pipe means 38 for maintaining the water levels start-up end.

Tvättad gas som avgår från sprejtornet 17 via rörled- ningen 37 kan genomledas en eller flera värmeväxlare 18 och/eller kondensorer 19 för ytterligare sänkning av gastem- peraturen jämte kondensering av samtliga kolvattenmängder eller vattenmängder som kvarstår i gasfasen, varvid dock vissa driftsförhàllanden, exempelvis hög eller làg omgivningstempe- ratur kan föranleda förbipassage antingen av värmeväxlarsteg eller kondensorsteg med kylanläggning. Kondensatet uppsamlas i de för kondensatet avsedda magasineringstankarna 31 och kan passera via röret 38 till kondensatseparatorn 21 för recirku- lering via rörledning 46 in i sprejtornet 17.Washed gas departing from the spray tower 17 via the pipeline 37 can be passed through one or more heat exchangers 18 and / or condensers 19 for further lowering of the gas temperature as well as condensation of all hydrocarbon volumes or water volumes remaining in the gas phase, whereby certain operating conditions, e.g. or low ambient temperature can cause bypass either of heat exchanger stage or condenser stage with cooling system. The condensate is collected in the storage tanks 31 intended for the condensate and can pass via the pipe 38 to the condensate separator 21 for recirculation via pipeline 46 into the spray tower 17.

Gas som undergàtt passage via de avsedda kondensations- stegen är i huvudsak fri från samtliga vid rumstempertur fasta eller vätskeformiga material. En delmängd av gasen kan utsläp- pas i atmosfären genom passage via filtret 27, kolabsorptions- enheten 28 jämte gasutloppet 29. Gas som rescirkuleras förvär- 10 15 20 25 30 35 22 Û 7 o 4. mes företrädesvis i gasupphettningsanordningen 36 före recir- kulering via rörledning 39 och åter in i rotationstorken vid gasinloppet 43.Gas that has undergone passage via the intended condensation steps is essentially free of all solid or liquid materials at room temperature. A subset of the gas can be discharged into the atmosphere by passage through the filter 27, the carbon absorption unit 28 and the gas outlet 29. Gas recirculated is preferably preheated in the gas heating device 36 before recirculation. via pipeline 39 and back into the rotary dryer at the gas inlet 43.

Trots att verkningssättet vid uppbyggnaden enligt tredje exemplet i det föregående àskàdliggjorts med utgångspunkt från avsaknad av inert avdrivningsgas i form av exempelvis kväve torde utan vidare sta klart att angivna tredje apparatuppbygg- nad direkt kan iordningställas för begagnande av avdrivnings- gas pà sätt enligt andra uppbyggnader. Ifràgavarande transpor- terbara anläggning vid vilken recirkulerande avdrivningsgas användes kommer i det följande att närmare förklaras på basis av en fjärde apparatuppbyggnad. Eftersom denna uppbyggnad ba- seras pà en kombination av de detaljer som tidigare uppbyggna- der 1 till och med 3 innefattar torde några ytterligare figu- rer ej vara erforderliga. Vid det specifika exemplet som föl- jer baseras driftsparametrarna på behandling av 5 ton per dygn jämte användning av avdrivningsgas i form av kväve. Vid behov kan beräkningarna överföras till större skala exempelvis i anslutning till behandling av ca 100 ton per dygn.Although the mode of action of the structure according to the third example in the previous section has been damaged on the basis of the lack of inert stripping gas in the form of, for example, nitrogen, it should be clear that the specified third structure can be prepared directly for using stripping gas in a manner according to other structures. The transportable plant in question in which recirculating stripping gas was used will be explained in more detail below on the basis of a fourth device structure. Since this structure is based on a combination of the details that previous structures 1 through 3 include, no further figures should be required. In the specific example that follows, the operating parameters are based on treatment of 5 tonnes per day as well as the use of stripping gas in the form of nitrogen. If necessary, the calculations can be transferred to a larger scale, for example in connection with processing of about 100 tonnes per day.

Det erfordras beträffande det transporterbara systemet att rotationstorken förmår upphetta utgàngsmaterialet till maximitemperaturen 425°C under en tidsperiod som icke under- stiger 30 minuter.With regard to the transportable system, the rotary dryer is required to be able to heat the starting material to the maximum temperature of 425 ° C for a period of time not less than 30 minutes.

Det transporterbara systemet är så utformat att det kan mottaga utgàngsmaterialet i form av pumpbart avloppsslam eller icke pumpbara slam eller fastämnen, varvid dock erfordras att utgángsmaterialet icke innehåller nagra partiklar som översti- ger ca 32 mm (1,25 inch) i diameter. Utgàngsmaterialet kan exempelvis innefatta mellan 10 och 50 Z vatten, 1 till 10 % organiska kontaminenter samt 30 till 90 % inerta fastämnen (jordmaterial), varvid materialet i förekommande fall exempel- vis kan innefatta ca 30 Z vatten, 5 X blandade organiska substanser samt 65 % jordmaterial. Sammansättningen varierar dock betydligt allt efter det specifika behandlingsstället i redogörelsen som följer beträffande drift av anläggningen inmatas vàt kontaminerad jord med hastigheten 124 kg/h (273 lb/hr) jord på torrbasis, 57kg/h (126 lb/hr) vatten, 9,5 kg/h (21 lb/hr) kolväten samt 213 kg/h (470 lb/hr) kvävgas som tillföras vid temperaturen ca 0 till 40°C. 10 15 20 25 30 35 40 23 468 748 Den rörliga torkanläggningen är ett i hög grad slutet system varvid det enda material som avgär från systemet utgö- res av torkade fastämnen som lämnar rotationtorkens utlopp vid ca 325°C jämte ventilatorgas. Systemet är utformat för minime- ring av brand- eller explosionsrisk inom anläggningen i sin helhet.The transportable system is designed so that it can receive the starting material in the form of pumpable sewage sludge or non-pumpable sludge or solids, however, it is required that the starting material does not contain any particles exceeding about 32 mm (1.25 inches) in diameter. The starting material may, for example, comprise between 10 and 50 Z of water, 1 to 10% of organic contaminants and 30 to 90% of inert solids (soil material), whereby the material may, for example, comprise about 30 Z of water, 5 X of mixed organic substances and 65 % soil material. However, the composition varies considerably depending on the specific treatment site in the report that follows regarding operation of the plant. Wet contaminated soil is fed at a rate of 124 kg / h (273 lb / hr) soil on a dry basis, 57 kg / h (126 lb / hr) water, 9, 5 kg / h (21 lb / hr) hydrocarbons and 213 kg / h (470 lb / hr) nitrogen gas which is supplied at a temperature of about 0 to 40 ° C. 10 15 20 25 30 35 40 23 468 748 The mobile drying plant is a highly closed system in which the only material emanating from the system consists of dried solids that leave the rotary dryer outlet at approx. 325 ° C together with fan gas. The system is designed to minimize the risk of fire or explosion within the facility as a whole.

Anläggningen innefattar i sin helhet två huvudsakliga delsystem, dvs den rörliga torken (kalcineringsanordning för låg temperatur) jämte inmatningssystem och regleranordningar samt i anslutning till processen gasventilering-/kondensat- system jämte regleranordningar. De tva delsystemen har två huvudsakliga anslutningsställen. Ett första: àngutflöde från torken (beläget vid den för jorddmassa avsedda inloppsänden av torken för uppnående av uppströmseffekt) medför utvecklad ånga, organiska kontaminenter, luft jämte inertgas via rörled- ning till delstystemet för kondensat. Ett andra: rörledningar som anordnats för recirkulering av inertgas åter till torken, och som i detta fall avser kväve.The plant comprises in its entirety two main subsystems, ie the mobile dryer (low temperature calcination device) as well as input systems and control devices and in connection with the process gas ventilation / condensate systems as well as control devices. The two subsystems have two main connection points. A first: steam outflow from the dryer (located at the inlet end of the dryer intended for ground mass to achieve upstream power) results in developed steam, organic contaminants, air and inert gas via a pipeline to the condensate subsystem. A second: pipelines arranged for recirculation of inert gas back to the dryer, which in this case refers to nitrogen.

Före återtillförsel av gas i torken erfordras att gasen uppvärmes till ca 225°C i återuppvärmningsanordning.Before re-supplying gas to the dryer, it is required that the gas be heated to about 225 ° C in a reheater.

Torken arbetar vid obetydligt undertryck (exempelvis 3 mm till 50 mm vattenpelare (0,1 till 2,0 inch)) för säkerstäl- lande av att samtliga tänkbara läckage resulterar i luftinsug- ning i systemet och icke i motsatt förlopp. Därigenom söker man undvika miljöskadliga utsläpp.The dryer operates at negligible negative pressure (eg 3 mm to 50 mm water column (0.1 to 2.0 inches)) to ensure that all possible leaks result in air suction in the system and not in the opposite process. This seeks to avoid environmentally harmful emissions.

En minimigashastighet (exempelvis 0,2 till 0,6 m/s (0,5 till 2,0 ft/s)) upprätthàlles i torken för säkerställande av fullgod bortförsel av ånga från fastämnena. Ånga jämte organiska kontaminentángor som utvecklas i torken samt inertgas bortsugee till delsystemet för gasventi- lering/kondensat. Gasströmmen utflödar från delsystemet med torken vid ca 225°C och kan innehålla varierande mängd parti- kelformigt material allt efter utgàngsmaterialet med diameter sannolikt understigande 200 um. Gas med ingående mängd parti- kelmaterial kan ledas genom en för finfördelat material avsedd separator för undanskaffande av finfördelat material före tvättning.A minimum gas velocity (eg 0.2 to 0.6 m / s (0.5 to 2.0 ft / s)) is maintained in the dryer to ensure adequate removal of vapor from the solids. Steam together with organic contaminant vapors that develop in the dryer and inert gas are sucked away to the gas ventilation / condensate subsystem. The gas stream flows out of the subsystem with the dryer at about 225 ° C and may contain varying amounts of particulate matter depending on the starting material with a diameter probably less than 200 μm. Gas with a constituent amount of particulate material can be passed through a separator intended for atomized material for disposal of atomized material before washing.

Gaserna får undergå tre steg i form av nedkylning eller kondensering. Vid det första steget ledes de varma gaserna genom ett sprejtorn i vilket partiklarna och övervägande delen 24 468 748 10 15 20 25 30 35 av oljan avlägsnas genom tvättverkan med utgångspunkt fràn besprutning med finfördelat vatten (ca 38 minutliter vatten (18 gallcns per minut)). Vattnet med befintliga kondenserade kolväten och partikelformigt material utströmmar fràn sprej- tornet med temperaturen ca 80°C samt pumpas eller transporte- ras till en separator för olja och vatten. Det kondenserade vattnet filtreras och pumpas åter till sprejtornet.The gases are subjected to three steps in the form of cooling or condensation. In the first step, the hot gases are passed through a spray tower in which the particles and the predominant part of the oil are removed by washing action starting from spraying with atomized water (about 38 minutes liters of water (18 gallons per minute)). . The water with existing condensed hydrocarbons and particulate matter flows out of the spray tower at a temperature of about 80 ° C and is pumped or transported to a separator for oil and water. The condensed water is filtered and pumped back to the spray tower.

Varma gaser avgàr från sprejtornet vid ca 85°C samt ledes till en värmeväxlare. För detta andra nedkylningssteg nedkyles gasen till ca 50°C. Värmeväxlaren innefattar ett radiatorsystem som upptar värme från gasen, och värmet får utstràla via en radiator till omgivande luft.Hot gases emit from the spray tower at about 85 ° C and are led to a heat exchanger. For this second cooling step, the gas is cooled to about 50 ° C. The heat exchanger comprises a radiator system that absorbs heat from the gas, and the heat is radiated via a radiator to ambient air.

Den gas som avgår fràn det andra kondensorlnedkylnings- steget ledes till ett kondensorsteg med nedkylningsapparatur, varvid gastemperaturen sänkes till ca 5°C. En kombinerad totalmängd av ca 4,8 1/h (10,5 lb/hr kolväte och 76,2 l/h (168 lb/hr) kondensat utströmmar till olja/vattenseparatorn fràn de andra och tredje stegen. Gas som icke kondenseras efter sänk- ningen av gastemperaturen vid nedkylningssteget i kylanlägg- ningen utgöres först och främst av kväve, och innefattar mera specifikt 213 l/h (470 lb/hr) kväve, 1,1 l/h (2,4 lb/hr) vatten, varvid kolväten icke ingår. Efter nedkylning till ca 5°C uppvärmes totalgasflödet till mellan ca ÉO och 35°C för att förhindra kondensering i det andra partikelmaterialsfilt- ret, kolabsorbatorn samt rörledningarna nedströms.The gas leaving the second condenser cooling stage is led to a condenser stage with cooling apparatus, whereby the gas temperature is lowered to about 5 ° C. A combined total amount of about 4.8 l / h (10.5 lb / hr hydrocarbon and 76.2 l / h (168 lb / hr) condensate flows out to the oil / water separator from the second and third stages. the lowering of the gas temperature at the cooling stage of the refrigeration plant consists primarily of nitrogen, and more specifically comprises 213 l / h (470 lb / hr) of nitrogen, 1.1 l / h (2.4 lb / hr) of water, After cooling to about 5 ° C, the total gas flow is heated to between about ÉO and 35 ° C to prevent condensation in the second particulate filter, the carbon absorber and the downstream pipelines.

En delmängd av kvävet kan behandlas samt utsläppas i atmosfären och kvarstående mängd recirkuleras àer till torken.A subset of the nitrogen can be treated and released into the atmosphere and the remaining amount is recycled to the dryer.

I detta exempel filtreras först 8 l/h (18 lb/hr) kväve till mindre än 10 um vid passage genom absorbatorn med aktivt trä- kol före utsläpp i atmosfären.In this example, 8 l / h (18 lb / hr) of nitrogen are first filtered to less than 10 μm when passing through the activated charcoal absorber before being released into the atmosphere.

Kväveàterflödet (ca 205 l/h (452 lb/hr)) àteruppvärmes i àteruppvärmningsanordning till ca 225°C före átertillförsel till torken.The nitrogen backflow (approx. 205 l / h (452 lb / hr)) is reheated in the reheater to approx. 225 ° C before being fed back to the dryer.

I sådana fall då de praktiska förhållandena medger detta kan befintliga nyttighetsinstallationer såsom kylvatten och elektricitet komma till användning. Eftersom systemet dock är avsett för drift i avsides belägna områden erfordras möjlighet till drift genom användning av portabla elektriska generato- IBI". 10 15 20 25 468 74-8 25 Vatten för igàngkörning, elektriska generatorer, bränsle för brännarna i torken kan medföras genom den portabla torkan- läggningen. Samtliga mekaniskt baserade nedkylningsapparater som erfordras kan ingå som del i anläggningens utrustning.In cases where the practical conditions allow this, existing utility installations such as cooling water and electricity can be used. However, as the system is intended for operation in remote areas, the possibility of operation through the use of portable electric generators is required. 10 15 20 25 468 74-8 25 Start-up water, electric generators, fuel for the burners in the dryer can be carried through the All mechanically based cooling devices required can be included as part of the system's equipment.

Eftersom portabla generatorer erfordras för elektriciteten ställer det sig nödvändigt att begränsa 440 voltsmotorer till maximalt 30 hkr. Samtliga komponenter i anläggningen skall företrädesvis kunna arbeta utan vidtagande av miljöskyddsàt- gärder. Driftstemperaturen i omgivningen kan variera mellan 0°C och 45°C. Det erfordras att systemet snabbt skall kunna avtappas för undvikande av frysskador.Since portable generators are required for electricity, it is necessary to limit 440 volt motors to a maximum of 30 hp. All components in the plant should preferably be able to work without taking environmental protection measures. The ambient operating temperature can vary between 0 ° C and 45 ° C. It must be possible to drain the system quickly to avoid freezing damage.

Gasventilering/kondensatsystem kan innefatta hela den tankvolym som erfordras för lagring av vattenhaltiga kondensat och organiska kondsnsat för ytterligare behandling jämte tank- volym för kylvatten i någon form som kan användas vid konden- sering av ångan. Det uppsamlade vattenhaltiga kondensatet kan lagras, behandlas för tippning eller användas som kylvatten i sprejtornet, Man kan vidta åtgärder för möjliggörande av upp- samling av 2 dygns kondensatproduktion i tvâ eller flera maga- sineringstankar som var och en utformats för ett dygns drift.Gas ventilation / condensate systems may include the entire tank volume required for storage of aqueous condensates and organic condensates for further treatment as well as the tank volume for cooling water in any form that can be used for condensing the steam. The collected aqueous condensate can be stored, treated for tipping or used as cooling water in the spray tower. Measures can be taken to enable the collection of 2 days of condensate production in two or more storage tanks, each designed for one day of operation.

Med undantag för igàngkörning i inledningsskedet användes kon- densvatten i det transporterbara systemet i sådana fall då kylvatten erfordras.With the exception of commissioning in the initial phase, condensed water is used in the transportable system in cases where cooling water is required.

Variationer beträffande utformning eller drift av angiv- na àskàdliggörande exempel pà apparatuppbyggnad kan utan vida- re tillämpas vid den föreliggande processen med avseende på talrika driftsapplikationer, varvid samtliga ligger inom ramen för uppfinningsföremàl och uppfinningstanke.Variations regarding the design or operation of specified malicious examples of device construction can be readily applied in the present process with respect to numerous operating applications, all of which are within the scope of the invention and inventive concept.

Claims

UI-26 468 748 Patent claims

Apparatus for separating contaminants from inert materials characterized by an almost airtight rotating type dryer with inlet for soil / sludge material, outlet for solid material, inlet for exhaust gas in the form of inert gas together with a subset of steam and outlet for gas from the drying device, a material inlet channel connected to the soil / sludge material inlet and a material outlet channel connected to the solid material outlet, device for indirect heating of inert materials inside the drying device, device for sensing the temperature inside specified rotary type dryers, device in response to the sensing device, thereby enabling control of the device for indirect heating so as to thereby maintain a temperature consisting of a predetermined temperature above 225 ° C but below 425 ° C, a gas / condensate treatment system connected to the gas outlet of the drying device as fitted with a suction device a v gas from the dryer and into the gas / condensate treatment system via the dryer gas outlet, the spray tower connected to the gas outlet for passing at least one jet of atomized water via the gas outlet from the dryer so that the gas is thereby withdrawn from most organic contaminants and solid particulate matter. material, condensate collection system connected to the spray tower for collecting feed of the condensate to the container or storage vessel for the condensate, at least one air-cooled heat exchanger or condenser with cooling equipment connected and located downstream of the spray tower for further cooling of all condensate gas of any remaining water or organic contaminants, a condensate collection system connected to at least one air-cooled heat exchanger or condenser with cooling apparatus for collecting and feeding this condensate to a condensate separator, 'f å 10 15 20 25 30 35 40 m., ¿\ * i 748 \. A D "e. Condensate separator for separation of the condensate into an organic fraction and an aqueous fraction and a device for decontamination of exhaust gas before the emission of the exhaust gas into the atmosphere.

Apparatus according to claim 1, characterized in that it also includes inert gas recirculation systems in the form of devices directly or indirectly connected to the dryer for supplying inert gas to the rotary type dryer, devices connected to the drying device for sucking inert gas from the dryer and device for removing fine solids from the gas, condensation of condensable vaporized substances from the gas and device connected to the dryer for supply of inert gas and a subset of steam in the rotary type dryer.

Continuous process for separating organic contaminants from contaminated inert solids, characterized by taking a step combination as follows: (a) continuous feeding of inert solids in the form of sewage sludge and contaminated with organic compounds, in a rotary dryer which is externally heated by gas burners and operates under negative pressure in such a way that the temperature of the inert solids is maintained and regulated at a level not exceeding 425 ° C, whereby heating takes place and evaporation of the organic compounds (b) rotation of the dryer to thereby obtain tumbling of the inert solid at the same time as supply via the dryer of inert gas of non-combustion origin together with a subset of steam and the inert solid, so as to cause separation of the organic compounds from the inert solids. (c) continuous removal from the dryer of a solid phase free from contaminants and a gas phase in the form of inert gases together with the evaporated organic compounds, (d) feeding the gas phase to a device for condensing condensable materials present in the gas phase, (e) condensing and collecting condensable materials in the gas phase and (f) recycling at least a subset of the total gas phase remaining after step (e) to the dryer.