SK280252B6 - Spôsob separácie prchavých komponentov zo základne - Google Patents

Description

Vynález sa týka spôsobu separácie prchavých komponentov zo základných látok, najmä z vrtných kalov alebo pôdnych materiálov a zariadenia na uskutočňovanie tohto spôsobu.

Doterajší stav techniky

Pri silne kontaminovaných zeminách alebo vrtných kaloch je nevyhnutná ich dekontaminácia. Z EP-A-0 423 039 je známe oddeľovanie prchavých zlúčenín z kontaminovaných pôdnych materiálov alebo tiež z vrtných kalov v rotujúcom bubne, kde je vytvorené vákuum, pričom sa používa inertný prepieraci plyn, napr. dusík.

Podstata vynálezu

Vynález, týkajúci sa zariadenia a spôsobu dekontaminácie látok z vrtných kalov alebo pôdnych materiálov, si kladie základnú úlohu vytvoriť účinný spôsob separácie prchavých komponentov zo základných látok s relatívne malými energetickými nákladmi.

Pri spôsobe podľa vynálezu je základná látka pomocou indukčného ohrevu ohrievaná v plynotesnom reaktore. Indukčná nádoba je preto vytvorená ako indukčné jadro. Vo vnútornom priestore reaktora je vákuum, pričom podtlak dosahuje hodnoty od 5 do 10 mbar, maximálne však do 0,5 mbar. Vplyvom ohrevu a vákua sa získa úplné odlúčenie prchavých zložiek zo základnej látky. Zvyšok prchavých zložiek je potom vypláchnutý pomocou inertného plynu, ktorý je zavedený do komory reaktora a je injektovaný do základnej látky, pričom základná látka je ďalej intenzívne miešaná vhodným miešadlom.

Vnútorný priestor reaktora podľa vynálezu je prispôsobený na inštaláciu indukčnej nádoby, pričom reaktor je ďalej vybavený najmenej jednou indukčnou cievkou. Vo vnútri reaktora je taktiež usporiadaný miešací prostriedok, cez ktorý preteká privádzané tepelné médium, napr. horúci olej. Miešacie ramená miešacieho prostriedku, ktoré sú ponorené do základnej látky v indukčnej nádobe, sú spojené so zdrojom inertného plynu, ktorý potom vystupuje otvoreným výstupným otvorom vytvoreným v tejto časti. Základná látka v indukčnej nádobe, ktorá je podľa vynálezu vytvorená napríklad v kruhovom tvare, je indukčným ohrevom ohriata jedenkrát. Indukčná nádoba môže byť podľa ďalších úprav podľa vynálezu v úzkom tepelnom kontakte s dnom reaktora, vytvoreným prípadne ako indukčné jadro. Cirkuláciou materiálu v indukčnej nádobe dochádza ku styku ostatných častí materiálu s dnom a stenami indukčnej nádoby. Okrem toho je horúcim olejom ohrievaný aj miešací prostriedok, čím je zaručený dodatočný ohrev základnej látky. Vyšší účinok podľa vynálezu sa potom získa úpravou miešacieho zariadenia, spočívajúcej v tom, že na základnú látku ponorenú v indukčnej nádobe prilieha zhora doska, ktorá je spojená s dutým hriadeľom, vystupujúcim z reaktora, ktorým sa privádza tepelné médium a inertný plyn.

Pretože prchavé komponenty neustále unikajú, zmenšuje sa objem základnej látky v reakčnej nádobe. Pri trvalom usporiadaní dosky pri miešacom prostriedku musí byť dodržané zodpovedajúce naplnenie priestoru indukčnej nádoby. Pri plnení indukčnej nádoby je preto nutné výšku plneného materiálu stanoviť podľa veľkosti podielu prcha vých komponentov. Tento podiel môže byť najprv pevne stanovený na základe odobratia vzoriek.

Podstatné však je, že odlučovanie prchavých komponentov základnej látky v indukčnej nádobe prebieha približne v celej výške. Tým je zaručené, že miešacie ramená sú vždy optimálne ponorené v základnej látke, t.j. v relatívne malej vzdialenosti odo dna indukčnej nádoby. Preto je hriadeľ miešacieho prostriedku, ktorý poklesne v závislosti od výšky hladiny základnej látky v indukčnej nádobe, uložený posuvne v axiálnom smere a je poháňaný pomocou prestaviteľného pohonu.

Jednoduché navedenie miešacieho prostriedku môže podľa vynálezu spočívať v tom, že transduktor merajúci prítlačnú silu miešacieho prostriedku je spojený s nastavovacím prostriedkom, ktorý prestavuje miešací prostriedok podľa veľkosti transduktorového signálu.

Uskutočnenie podľa vynálezu ďalej spočíva v tom, že steny reaktora sú dvojité a sú vytvorené v tvare meandrovitého kanála, ktorým preteká tepelné médium kvôli ohrevu. Kanál môže byť vytvorený na stenách a na dne nádoby a slúži ako predohrievač na ohrev tepelného média, napr. horúceho oleja, ktorý ním po pripojení na miešací prostriedok preteká. Preto je využívaný ohrev stien reaktora na ohrev základných látok. Na indukčný ohrev sa môže taktiež použiť miešací prostriedok, ako indukčné jadro. Reaktor môže byť ďalej vybavený ďalšou cievkou, ktorá je vinutá priečne okolo reaktora.

Pri vkladaní do reaktora je výška základnej látky v indukčnej nádobe volená podľa toho, aký podiel prchavých komponentov sa nachádza v základnej látke. Riešenie podľa vynálezu je preto vybavené odmemou nádobou a prenosnou nádobou so vzájomne teleskopický prepojenou spodnou časťou a vrchnou časťou, ktorá je vybavená upevňovacím prostriedkom, ktorý' udržuje tieto časti navzájom v danej výhodnej polohe. Výška odmemej nádoby a prenosnej nádoby je potom nastavená podľa toho, koľko percent podielu prchavých látok je obsiahnutých v základnej látke. Po nastavení výšky je odmemá a prenosná nádoba naplnená základnou látkou až po vrchný okraj. Ďalej potom nasleduje plnenie indukčnej nádoby materiálom z dávkovacej a prenosnej nádoby. Na tento účel môže byť dávkovacia a prenosná nádoba vybavená posuvným dnom, takže indukčná nádoba musí byť pri napĺňaní umiestnená pod dávkovacou a prenosnou nádobou.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je ďalej objasnený pomocou výkresov, kde znamená:

- obr. 1 schematický rez reaktora na uskutočnenie spôsobu podľa vynálezu

- obr. 2 rez stenou, vekom a dnom reaktora na uskutočnenie spôsobu podľa vynálezu

- obr. 3 rez reaktora podľa obr. 2 v smere 3-3

- obr. 4 schematické znázornenie dávkovacej a prenosnej nádoby

- obr. 5 schematické znázornenie nádoby podľa obr. 4 pri plnení indukčnej nádoby

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 je znázornený reaktor 10, obsahujúci vonkajší plášť 12. Vnútorný plášť 14, ktorý je vytvorený ako izolačná konštrukcia, je usporiadaný tak, že vytvára medzi vonkajším plášťom 12 voľný kruhový' priestor 16, v ktorom sú

SK 280252 Β6 usporiadané dve indukčné cievky 18, 20. Pripojenie indukčných cievok 18 a 20 nie je na obr. 1 znázornené.

P.eaktor 10 je ďalej vybavený na protiľahlých koncoch klapkami 22,24, ktoré sú otočné okolo spodnej horizontálnej osi. Otvorené nastavenie klapiek 22, 24 je znázornené bodkočiarkovane. Pri takto otvorených klapkách 22, 24 možno indukčnú nádobu 26, napr. v tvare valca do reaktora 10 zasunúť, pripadne vysunúť. Indukčná nádoba 26, ktorá je zhotovená z elektricky vodivého materiálu, môže byť ohrievaná pomocou cievok 18, 22. Vnútri indukčnej nádoby 26 sa nachádza základná látka 28, obsahujúca prchavé primesi.

Vnútorný plášť 14 je spojený prostredníctvom vedenia 30 s, na výkrese ncznázomeným, vákuovým čerpadlom. V priestore vnútri plášťa 14 je usporiadané miešací prostriedok 32, ktorý pozostáva z kruhovej dosky 34, z ktorej smeruje dolu rad osovo paralelných miešacích ramien 36. Kruhová doska 34 je pevne spojená s dutým hriadeľom 38, ktorý prechádza zodpovedajúcim otvorom vo vnútornom plášti 14 a vo vonkajšom plášti 12 reaktora 10. Dutý hriadeľ 38 je ďalej pripojený k vhodnému, na výkrese 77 neznázomenému, rotačnému pohonu. V dutom hriadeli 38 sa taktiež nachádza potrubie 40, ktoré je pripojené k, na výkrese neznázomenom, zdroju dusíka. Potrubie 40 je spojené vhodnými kanálikmi s miešacími ramenami 36, ktoré sú vybavené jemne rozdelenými otvormi k dodávke dusíka do základnej látky 28, do ktorej sú miešacie ramená 36 ponorené. Priestor medzi dutým hriadeľom 38 a potrubím 40 je ďalej spojený so zdrojom horúceho oleja, ktorý' prúdi kanálikmi 42, vytvorenými v kruhovej doske 34, čím sú miešacie ramená ohrievané na dostačujúcu teplotu.

Vnútri vnútorného plášťa 14 sú vytvorené kanáliky 44, ktorými prúdi olej kvôli jeho predohriatiu a je privádzaný do styku s kruhovou doskou 34 a miešacími ramenami 36.

Potom je indukčná nádoba 26 obsahujúca základnú látku zasunutá do vnútorného priestoru reaktora, miešací prostriedok je spustený, až kruhová doska 34 doľahne na povrch základnej látky 28. Pritom je taktiež uskutočnené nevyhnutné axiálne prestavanie dutého hriadeľa 38 pomocou, na výkrese neznázomeného, prestaviteľného valca, ktorý pôsobí napr. vopred stanovenou silou a pri poklese hladiny základnej látky 28 posúva kruhovú dosku 34. Kruhovú dosku 34 je taktiež možné vybaviť senzorom, ktorý meria jej prítlačnú silu a posunie ju, keď sila prekročí vopred stanovenú hodnotu.

Indukčná nádoba je ohrievaná prúdom, privedeným k cievkam 18, 20, pričom otáčaním miešacieho prostriedku 32 dochádza trvalo k tepelnému kontaktu ponorených častíc základnej látky 28 so stenami a dnom indukčnej nádoby 26. Dodatočným ohrevom kruhovej dosky 34 tepelným médiom, napr. horúcim olejom, je uskutočnený ďalší ohrev materiálu. Kruhová doska 34, môže byť vytvorená taktiež ako indukčné jadro.

Pri tomto procese je prostredníctvom vedenia 30 vo vnútornom priestore indukčnej nádoby 26 trvalo udržované vákuum, napr. v hodnotách od 5 do 10 mbar, čím sú zo zákla±iej látky 28 trvalo vylučované prchavé zložky.

Tento proces trvá približne 10 až 15 minút. Len čo sú prchavé zložky v podstate vylúčené, je do potrubia 40 zavedený dusík, ktorý je ohrievaný od ohriateho miešacieho prostriedku 32. Takto upravený dusík vstupuje miešacími ramenami 36 do základnej látky 28, čím dôjde k vyplachovaniu zvyškov prchavých zložiek.

Na záver procesu je tlak v reaktore 10 vyrovnaný na atmosférický tlak, klapky 22, 24 sú otvorené a indukčná nádoba 26 je vysunutá. Dovnútra je potom zasunutá iná indukčná nádoba so znečistenou základnou látkou.

Na obr. 2 a 3 je znázornený podobný reaktor 10a ako na obr. 1, s vnútorným plášťom 14a z izolačného materiálu, na ktorom sú usporiadané dve indukčné cievky 18a, 20a. Na obr. 2 je znázornený iba náboj 46 na hriadele 38, 40 bližšie znázornené na obr. L

Ako vyplýva z obr. 2 a 3, sú bočné steny a veko vnútorného priestoru reaktora 10a vybavené kanárikom 46 meandrovitého tvaru, ktorým môže prúdiť tepelné médium, ktoré po predohriatí vstupuje do miešacieho prostriedku 32. Tepelné médium, napr. horúci olej, má pritom teplotu okolo 450 °C, pričom do miešacieho prostriedku 32 vstupuje s teplotou približne 400 °C.

Ako ďalej vyplýva z obr. 2 a 3, je reaktor 10a rozdelený na dve polovice spodným rebrom 48, pričom na obidvoch stranách spodného rebra 48 sú usporiadané cievky 18a, 20a. Pod dnom 50 vnútorného priestoru reaktora sú usporiadané menšie rebrá 52. Dno 50 môže taktiež slúžiť ako indukčné jadro, pretože je v priamom tepelnom kontakte s dnom indukčnej nádoby 26 podľa obr. L

Na obr. 4 je v perspektívnom pohľade znázornená dávkovacia a prenosná nádoba 60, ktorá pozostáva zo spodnej časti 62 a vrchnej časti 64 kruhového tvaru. Vrchná časť 64 pôsobí teleskopický spolu so spodnou časťou 62. Na vonkajšej strane spodnej a vrchnej časti 62, 64 sú po obvode usporiadané výstupky 66, 68, v ich otvoroch sú upevňovacie prostriedky 70, s ich pomocou je udržovaná vzájomná poloha spodnej a vrchnej časti 62, 64. Ako vyplýva z obr. 5, je spodná časť 62 vybavená posuvným dnom 72. Indukčná nádoba 26 je usporiadaná pod odmemou a prenosnou nádobou 60 a môže byť tak po odsunutí dna 72 naplnená.

Pred naplnením dávkovacej a prenosnej nádoby 60 je najskôr nastavená vopred určená výška h_x, pričom táto výška závisí od toho, aký vysoký je podiel prchavých komponentov v základnej látke. Indukčná nádoba 26 je totiž naplnená základnou látkou 28 tak, že po odlúčení prchavých komponentov je hladina v indukčnej nádobe 26 približne konštantná. Ak jc nastavená výška h,., je nádoba 60 plnená zvrchu znečistenou základnou látkou, pričom po odstránení dna 72 je ďalej naplnená indukčná nádoba 26, ktorá môže byť potom zasunutá do reaktora 10, pripadne do reaktora 10a.

Všetky opísané procesy vrátane zasunutia a vysunutia indukčnej nádoby 26 do alebo z reaktora 10, prípadne 10a, ako aj nastavenie výšky dávkovacej a prenosnej nádoby 60, môžu prebiehať automaticky.

Claims (15)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob separácie prchavých komponentov zo základnej látky, najmä z vrtných kalov alebo pôdnych materiálov, pričom základná látka sa prenesie do plynotesného reaktora a ohrieva sa, vnútri plynotesného reaktora sa vytvorí vákuum, a po danom čase spracovávania sa reaktor preplachuje inertným plynom, vyznačujúci sa tým, že indukčná nádoba (26) hmcovitého tvaru sa naplní základnou látkou a prenesie sa do plynotesného reaktora, zahrievanie základnej látky sa uskutočňuje indukčným zahrievaním v nádobe (26) a miešacím prostriedkom (32), ktorý sa spustí do nádoby (26) a zahrieva sa teplonosnou látkou, a ktorý zároveň mieša základnú látku, pričom časť (36) miešacieho prostriedku sa ponorí do základného materiálu a spojí sa s doskou, ktorá sa spusti do základnej látky, pričom po odobraní vzoriek a analýze obsahu prchavých látok, sa nastaví výška napĺňania základnej látky tak, že výška základnej látky v nádobe (26) je konštantná po vylúčení prchavých látok, aby sa zaistilo, že doska (34) mieša3

   SK 280252 Β6 cieho prostriedku bude priľahnutá počas celého času spracovávania.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ako preplachovací inertný plyn je použitý dusík.
3. 3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že inertný plyn je do základnej látky injektovaný.
4. 4. Zariadenie na uskutočnenie spôsobu podľa nároku 1, obsahujúce plynotesný reaktor, do ktorého sa dáva základná látka, vyznačujúce sa tým, že reaktor (10, 10a) je vybavený indukčnou nádobou (26) hmcovitého tvaru, s reaktorom je spojená indukčná cievka (18, 20,18a, 20a), vnútri reaktora (10, 10a) je umiestnený miešací prostriedok (32), cez ktorý preteká, zvonku reaktora (10, 10a), privádzané tepelné médium, pričom miešací prostriedok (32) je vybavený miešacími ramenami (36), ponorenými v základnej látke (28) v indukčnej nádobe (26), ktoré sú spojené so zdrojom inertného plynu, vystupujúceho z malých výstupných otvorov v miešacích ramenách (36), pričom miešacie ramená (36) sú spojené s doskou (34), voliteľne spustenou do základnej látky.
5. 5. Zariadenie podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že indukčná nádoba (26) má kruhový tvar.
6. 6. Zariadenie podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že doska (34) je spojená s dutým hriadeľom (38), vystupujúcim z reaktora (10, 10a), ktorým je privádzané tepelné médium a inertný plyn.
7. 7. Zariadenie podľa nároku 6, vyznačujúce sa tým, že hriadeľ (38) je uložený prestaviteľné v axiálnom smere a môže byť poháňaný nastavovacím prostriedkom zvonku reaktora (10).
8. 8. Zariadenie podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že transduktor na meranie prítlačnej sily miešacieho prostriedku (32) je spojený s nastavovacím prostriedkom, ktorý prestavuje miešacie zariadenie (32) podľa veľkosti transduktorového signálu.
9. 9. Zariadenie podľa jedného z nárokov 4 až 8, vyznačujúce sa tým, že cievka (18, 20, 18a, 20a) je navinutá okolo izolačného plášťa (14,14a).
10. 10. Zariadenie podľa nárokov 4až9, vyznačujúce sa tým, že steny priestoru reaktora (10, 10a) sú dvojité, a sú vytvorené tak, že vytvárajú kanálik (46) meandrovitého tvaru na pretekanie predhrievajúceho sa média.
11. 11. Zariadenie podľa nárokov 4 až 10, vyznačujúce sa tým, že dno (50) reaktora (10a) je vytvorené ako indukčné jadro.
12. 12. Zariadenie podľa nárokov 9 až 11, vyznačujúce sa tým, že dutý hriadeľ (38) miešacieho prostriedku (32) je z oboch strán vybavený indukčnými cievkami (18,20, 18a, 20a).
13. 13. Zariadenie podľa jedného z nárokov 4 až 12, vyznačujúce sa tým, že na predhriatie miešacieho prostriedku (32) sú v reaktore umiestnené ďalšie indukčné cievky.
14. 14. Zariadenie podľa jedného z nárokov 4 až 13, vyznačujúce sa tým, že je vybavené odmemou a prenosnou nádobou (60), ktorá pozostáva zo spodnej časti (62), s ktorou je teleskopický spojená vrchná časť (64), pričom na zaistenie danej vzájomnej polohy častí (62, 64) je poskytnutý upevňovací prostriedok (70).
15. 15. Zariadenie podľa nároku 14, vyznačujúce sa tým, že dno (72) spodnej časti (62) je vytvorené ako posuvná doska.