FI75923B - Foerfarande och anordning foer pyrolytisk destruktion av avfall. - Google Patents

Description

1 75923

Menetelmä ja laite jätteiden hävittämiseksi pyrolyytti-sesti

Keksintö koskee menetelmää ja laitetta jättei-5 den hävittämiseksi pyrolyysin avulla. Tällaisia jäte- materiaaleja ovat polyk1oorinoidut difenyylit (PCB-yhdis-teet) .

□n olemassa kasvava määrä myrkyllisiä tai vaarallisia yhdisteitä, joiden käyttö on kielletty ja 10 jotka on hävitettävä tehokkaasti. PCB-yhdisteiden lisäksi on olemassa organofosfori-, organotyppi- ja organometal-1iyhdisteitä, sekä muita aineita, jotka esiintyvät suurin määrin ja jotka vaativat tehokkaita hävittämis-menetelmiä. Suurin osa myrkyllisistä yhdisteistä on 15 yhdistetyssä matriisimuodossa sisältäen usein orgaanisia ja epäorgaanisia komponentteja kuten PCB:tä sisältävät kondensaattorit, joille käytännöllisesti katsoen ei ole olemassa mitään turvallista hävittämistekniikkaa.

Erilaisia menetelmiä esim. lämmöllä hävittä-20 mistä, kemiallisesti myrkyttömäksi muuttamista, pitkäaikaista ja erityisiä maahantäyttömenetelmiä on kokeiltu myrkyllisten jätteiden hävittämiseksi. Lukuunottamatta korkeassa lämpötilassa tapahtuvaa polttamista on tällaisten jätematerlaalien turvallisessa hävittämisessä 25 ollut kehno menestys. Menetelmät, joita on kokeiltu, ovat olleet joko soveltumattomia muiden kuin homogeenisten jätevirtojen käsittelyssä tai ne ovat kyenneet ainoastaan käsittelemään suhteellisen alhaisia myrkyllisten yhdisteiden konsentraatioita jätemateriaa leis-30 sa. Lisäksi hyvin harvat tähän asti kokeilluista hävittä-mismenetelmistä on kaupallistettu, koska ei ole kyetty osoittamaan viranomaisille, että menetelmät olisivat täysin turvallisia.

Tunnetuista menetelmistä lämpöhävitys on osoit-35 tautunut lupaavimmaksi. Kuitenkin myrkylliset jätteet ovat useimmiten hyvin stabiileja orgaanisia 75923 a molekyylejä ja ne vaativat 1ämpöhävityksen aikaansaamiseksi pitkiä viiveaikoja korkeissa lämpötiloissa. Jotkut palamis- tai polttamissysteemit voivat saavuttaa tarvittavat olosuhteet, mutta tarvittavat laitteistot 5 ovat hyvin suurikokoisia ja usein po1ttoprosessin tuotteet tuovat esiin samanlaisen hävittämisongelman kuin alkuperäiset myrkylliset jätteet.

Aiemmin on yritetty sähköisen plasmakaaren käyttöä myrkyllisten materiaalien tuhoamiseksi. La-10 boratoriodemonstraatiot ovat osoittaneet, että plasma- kaari kykenee hajoittamaan ja ionisoimaan myrkyllisiä orgaanisia yhdisteitä ja että nämä atomit ja ionit tavallisesti yhtyvät uudesteen yksinkertaisemmiksi tuotteiksi. Samaan aikaan kun myrkyllisiä jäännösmate-15 riaaleja muodostuu voidaan ne vangita siten, että mitään merkittävää myrkyllisten materiaalien määrää ei päästetä ympär i stöön.

Y.-H. Kiang ja A.A. Metry ovat teoksessa "Hazardous waste processing technology" (1982) kaavio-20 maisesti kuvanneet menetelmää, jossa jäte johdetaan reaktiotilaan ja hajoitetaan sekä ionisoidaan korkean lämpötilan omaavalla valokaarella. Hajoitetusta ja ionisoidusta materiaalista muodostuu uudelleen yhtyneitä tuotteita, jotka koostuvat tuotekaasusta ja hiukkasmai— 25 sesta materiaalista. Kuvaus on täysin kaaviomainen eikä menetelmää voida hyödyntää kaupallisesti.

Julkaisussa US 3859933 on esitetty menetelmä ja laite, jossa jätteen pyrolyysiin on liitetty pyrolyy— sissä muodostuneen kaasun poltto. Menetelmän epäkohtana 30 on, että käytetään fossiilisella polttoaineella toimivaa uunia. Tämän vuoksi myrkyllisen jätteen poltto on erittäin hidasta. Lisäksi käytetty laitteisto on suuri.

Julkaisussa US 3832519 on kuvattu plasmapoltin, jossa elektrodien pituutta ja kenttäkäämien lukua voi-35 daan muuttaa jokaisen käyttökerran yhteydessä.

Tähän keksintöön saakka ei ole kuitenkaan tuotu esille kaupallisesti käyttökelpoista menetelmää 3 75923 jätteiden pyrolyyttiselle hävittämiselle, joka menetelmä olisi kyllin luotettava ja tehokas tyydyttäämään viran-omisia menetelmän turvallisuudesta.

Esillä olevassa keksinnössä käytetään plasma-5 kaarilaitetta jätteiden ionisomiseksi ja hajoittami-seksi. Sitten uudelleen yhtyneet tuotteet neutralisoidaan ja puhdistetaan yksinkertaisella ja kustannuksiltaan tehokkaalla tavalla, joka on ympäristön kannalta riittävän tehokas.

10 Keksinnön eräänä sovellutuksena tuodaan esiin menetelmä jätteiden pyro 1yyttisesti hävittämiseksi, jossa menetelmässä jäte hajoitetaan ja ionisoidaan korkean lämpötilan omaavan plasmakaaren avulla. Sitten hajotettu ja ionisoitu jäte jäähdytetään reaktiotilassa 15 uudelleen yhtyneiden tuotteiden muodostamiseksi, jotka tuotteet sisältävät tuotekaasua ja hiukkasmateriaalia. Uudelleen yhtyneet tuotteet jäähdytetään aikaiisella hienojakoisella suihkulla niiden neutralisoimiseksi ja hiukkasmateriaalin kostuttamiseksi. Tuotekaasu ero-20 tetaan uudelleen yhtyneistä tuotteista ja sitten erotettu tuotekaasu poltetaan.

Erään toisen sovellutuksen mukaan tuodaan esiin laitteisto jätteiden pyro 1yyttistä hävittämistä varten. Laitteisto koostuu p1asmapo1ttimesta, johon 25 kuuluu vähintään kaksi pituussuuntaan yhdensuuntaista onttoa elektrodia ja laite plasmakaaren stabiloimiseksi niiden väliin. Tehonlähde on kytketty elektrodeihin plasmakaaren synnyttämiseksi ja jäähdytyslaite huolehtii elektrodien jäähdyttämisestä. Reaktiosäi1iö on 30 yhdistetty p1asmapo1ttimeen ja siinä on tulenkestävällä materiaalilla päällystetty reaktiotila plasmakaaren vastaanottamista varten. Ko. laitteistoon kuuluu laite jätemateriaalin sijoittamiseksi p1asmakaareen. Plasma-kaaressa jäte hajoitetaan ja ionisoidaan sekä annetaan 35 yhdistyä uudelleen yhtyneiksi tuotteiksi reaktioti-lassa. Reaktiosäi1iöön kuuluu poistokanava uudelleen yhtyneiden tuotteiden poistamiseksi kammiosta. Suihkutus- o 75923 rengas on yhteydessä reaktiosäi1iön poistokanavaan. Paineistetun alkalisen nesteensyöttösäi1iö on yhteydessä suihkutusrenkaaseen uudelleen yhtyneiden tuotteiden 5 jäähdyttämiseksi ja neutraloimiseksi. Märkäerotin on yhteydessä suihkutusrenkaan poistokanavaan uudelleen yhtyneiden tuotteiden sisältämän tuotekaasun erottamiseksi ko. tuotteiden sisältämästä nestemäisestä hiukkas-materiaalista. Märkäerottimeen on kytketty erotuslaite 10 nestemäisen hiukkasmateriaalin ja tuotekaasun poistamiseksi siitä.

Seuraavassa havainnollistetaan keksinnön mukaisia edullisia ratkaisuja esimerkkien avulla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: 15 kuva 1 on kaaviokuva eräästä edullisesta esillä olevan keksinnön mukaisesta laitteistosta, jota käytetään jätemateriaalien pyrolyyttiseen hävittämiseen; kuva 2 on pysty leikkauskuva kuvan 1 mukaisen laitteiston märkäerottimesta; 20 kuva 3 on leikkauskuva pitkin kuvan 2 linjaa-3-3; kuva on pysty lei kkauskuva kuvan 1 mukaisessa laitteistossa käytetystä hii1isuodattimesta; ja kuva 5 on leikkauskuva pitkin kuvan 4 linjaa 5-5; kuva 6 on suurennettu kaaviokuva osasta kuvaa 1, joka 25 kaaviokuva esittää keksinnön mukaista erästä toista plasmapolttimen rakennetta.

Viitaten kuviin, keksinnön mukainen plasmapyro-lyysisysteemi on yleisesti esitetty viitenumerolla 10. Pyrolyysisysteemin 10 pääkomponentteihin kuuluu 30 plasmapoltin 12 jätteen hajoittamiseksi ja ionisoimisek-si. Reakt iosäi 1 iö vastaanottaa hajotetun ja ionisoidun jätteen, jossa säiliössä jäte jäähdytetään ja annetaan uudelleen yhdistyä tuotekaasuksi ja hiukkasmate-riaaliksi. Nämä uudelleen yhtyneet tuotteet poistuvat 35 reakt iosäi 1 iöstä l<t jäähdyttimen 16 kautta, jossa ne jäähdytetään ja neutralisoidaan korkeapaineisen alkaali-sen suihkun avulla. Uudelleen yhtyneet tuotteet imetään s 75923 sitten märkäerottimen 18 läpi, jossa tuotekaasu erotetaan nestemäisestä hiukkasmateriaa1ista. Imupuhallin SO toimittaa sitten tuotekaasun joko polttoputkeen SS poispo1ttamista varten tai aktiivihii1isuodattimeen 5 34. Koko laitteisto p 1 asmapyro 1 yys i sy teemi ä 10 varten on hyvin tiivis sikäli, että se voidaan kokonaisuudessaan sijoittaa 13.7 m 1 iikutettavaan, alaslaskettavalla rungolla varustettuun tavara-autotyyppiseen perävaunuun tehden pyrolyysisysteemistä 10 liikkuvan ja kuljetet-10 tavan mihinkä tahansa paikkaan, jossa myrkyllisiä jäte-materiaaleja on hävitettävä.

PIasmapo1ttimella IS on pari yhdensuuntaista onttoa elektrodia 36, S8, jotka on sisäisesti yhdistetty sopivaan teholähteeseen 30 vastaavien sähkökaapeleiden 15 33, 34 välityksellä. Teholähde 30 on kuusipu1ssinen vesijäähdytteinen tyristoriyksikkö nimel1isteho1 taan 500 kW ja sovitettu kytkettäväksi kolmivaiheverkkoon, jonka pääjännite on 480 V. Teholähde 30 syöttää tasa-virtatehoa elektrodeihin 36, 38 synnyttäen muuttuvan 30 plasmaulostulon alueella 300-500 kW.

P1asmapo1ttimen 13 avulla tuotettu plasmakaari on korkean lämpötilan omaava plasma (lämpötilat ovat yli 5000 °C ja voivat yltää 50 000 °C:een) vastakoh-taisesti matalan lämpötilan omaavaan plasmaan, jonka 35 alullepanemiseen ja ylläpitämiseen tarvitaan inertti kaasu tai tyhjiö.

Plasmapolttimessa 13 plasmakaari stabiloidaan tai yhdensuuntaistetaan rengasmaisten sähkömagneettisten kenttäkäämien 36, 38 avulla, jotka kiertävät 30 kaarta. Lisäksi elektrodien 36, 38 väliin varustettu rengasmainen rakoon 40 voidaan kytkeä ilmansyöttölinjän 44, jolla on sopiva säätöventtii1i 46, välityksellä korkeapaineinen kaasunsyöttö 43, ja sopivan kaasunsyöt-törenkaan avulla korkeapaineista ilmansyöttöä voidaan 35 käyttää pyörteen synnyttämiseen p1asmapo1ttimessa 13 ja myös helpottamaan kaaren kääntämistä tai yhdensuuntaistamista. Pyörreilmaa syötetään p1asmapo1ttimeen 13 6 75923 niinkin alhaisella virtausnopeudella kuin 0.57 m3/min ja 690 kPa paineen alaisena. Tämä ilmamäärä on merkityksetön, sillä se on vähemmän kuin 1-2 */. tarvittavasta stoikiometrisesta ilmasta useimpien orgaanisten jäte-5 materiaalien hapettamiseksi, joten menetelmä on vielä olennaisesti pyrolyyttinen.

Elektrodit 26, 28 ja elektromagneettiset kent-täkäämit 36, 38 jäähdytetään kierrättämällä niiden ympärillä tai niiden läpi kulkevissa jäähdytystiehyeissä 10 47, 49 jäähdytysvettä. Jäähdytystiehyeet 47, 49 on yhdistetty jäähdytysveden varastosäiliöön tai -altaaseen 48, joka on kooltaan tyypillisesti 590 1. Jäähdytysvettä kierrätetään suljettuna kiertona tyypillisesti nopeudella 160 1/min, tyypillisesti 690 kPa paineen 15 alaisena. Sopiva pumppu 50 on sijoitettu jäähdytysveden syöttö 1 injalle 52, ja jäähdytysveden takaisintulo1 inja 56 on varustettu venttiilillä 54. Venttiiliä 54 voidaan käyttää jäähdytysveden virtausnopeuden säätämiseen, tai vaihtoehtoisesti veden virtausnopeus voi olla vakio 20 ja lämmövaihdin <ei esitetty) voidaan yhdistää jäähdytysveden paluulinjaan jäähdytysveden kierron avulla tapahtuvan lämmön poistonopeuden säätämiseksi. Osaa jäähdytysvedestä kierrätetään myös teholähteen sähkökaa-peleita 32, 34 ympäröivien jäähdytysvaippojen kautta 25 jäähdytyslinjän 58 avulla sähkökaapeleiden 32, 34 jäähdyttämiseksi. Käsiteltyä tai deionoitua vettä käytetään jäähdyttämiseen.

Plasmapo1ttimen 12 rakennetta ei sinänsä pidetä osana nykyistä keksintöä. Siksi sitä ei selosteta tar-30 kemmin. Kuitenkin perusp1asmapo1tin 12 on saatavissa Westinghouse Electric Corporeison'i1 ta Pittsburg'ista Yhdysvaltojen Pensylvania'sta ja sen rakenne on olennaisesti sellainen, kuin on esitetty 27. elokuuta 1974 julkaistussa US patentissa no 3,832,519.

35 Jätemateriaali syötetään plasmapo1ttimeen 12 jätesyttölinjän 60 kautta likimäärin nopeudella 4.5 1/min. Jätesyöttölinja 60 on yhdistetty yhteen tai 7 75923 useampaan rengasmaiseen sisäänsyöttörenkaaseen 62, joista vain yksi on esitetty kuvassa 1. Syöttören-kaat on sijoitettu koaksiaalisesti onttojen elektrodien 26, 28 väliin, kuten kuvassa 1, tai perään kuten kuvassa 5 6. Jätemateriaali virtaa sisäänsyöttörenkaan 62 läpi suoraan syötettäväksi elektrodien 26, 28 määrittämään yhdensuuntaiseen elektroditilaan. Ei ole tarpeellista sumuttaa tai suihkuttaa jätemateriaalia sen saapuessa plasmapolttimeen 12. Kuva 6 esittää toista rakennetta, 10 jossa sisäänsyttörengas 62 on koaksiaa1isesti sijoitettu elektrodin 28 ulostulopäähän reaktiosäi1iön 14 viereen.Tässä rakenteessa jätemateriaali syötetään vieläkin suoraan plasmakaaren nieluun, mutta alavirtaan rengasmaisesta raosta 40, jossa kaari pannaan alulle jolloin 15 kun jätemateriaalin sisäänsyöttö ei häiritse plasma-kaaren muodostumista tai synnyttämistä.

Jätesyöttöön kuuluu kaksi säiliötä 64 ja 66. Säiliö 64 sisältää myrkytöntä orgaanista nestettä kuten etanolia, jota syötetään plasmapolttimeen 12 käynnistys-20 vaiheessa esisyöttönä kunnes systeemi saavuttaa vakiotilan, ja myös pyrolyysisysteemin 10 pyrolyysin lopetuksen yhteydessä systeemin huuhtelemiseksi. Säiliö 66 sisältää hävitettävää jätettä, joka edullisesti on nestettä tai nesteytetyssä muodossa. Säiliöt 64, 66 on 25 yhdistetty koImitieventtii1iin 68 syöttölinjojen 70, 72 välityksellä. Nopeudeltaan säädettävä jätesyttöpumppu 74 syöttää, joko myrkytöntä orgaanista nestettä tai jätemateriaalia plasmapolttimeen 12 jätesyttö1 in jän 60 kautta ja ylimääräinen sulkuventtii1i 76 kuuluu jätesyt-30 tolin jän 60 varustukseen jätesyttömateriaa 1in virran sulkemiseksi, mikäli epäedullisia olotiloja ilmenee, kuten on alla selostettu.

Plasmapoltin 12 on kytketty reaktiosäi1iöön 14 sopivalla tavalla. Reaktiosäi1iö 14 koostuu sylinte-35 rimäisestä ruostumattomasta teräskotelosta, johon kuuluu tulenkestävä vuoraus 78 ja reaktiosäi1iön 14 sisätila muodostaa reaktiotilan 79, jonka tilavuus on likimää- a 75923 rin 2 m3. Tulenkestävä vuoraus 78 muodostuu kaoliinista kehrätystä kuitumateriaalista ja sitä myydään KAOWOOL tavaramerki1lä firman Babcock et Wilcox Refractories of Burlingtonin toimesta, joka sijaitsee Ontariossa 5 Kanadassa. Tavallinen lämpötila-alue reaktiosäi1 iän sisällä on 900-1200 °C. Reakt iosäi 1 iöön l*t kuuluu ontto sylinterimäinen elin 80, joka on koaksiaa1isesti kiinnitetty plasmapoltinelektrodien 26, 28 yhteyteen. Sylin-terimäiseen elimeen 80 kuuluu ontto sisäinen grafiitti-10 sylinteri 82, joka vastaanottaa ja suuntaa plasmakaaren reakt iosäi 1 iöön l*t. Jäähdytinvesitiehyeet 8*t, 86 ovat yhteydessä plasmapolttimen 12 jäähdytysvesitiehyeisiin *♦7, ^9 grafi i tt isyl inter in 82 jäähdyttämiseksi. Sylin-terimäinen elin 80 on myöskin pakattu tulenkestävällä 15 KAOWOOL materiaalilla jäähdytysvesitiehyeiden suojelemiseksi .

Reaktiosäi1iöön 1^ kuuluu myöskin grafiittisy-dän tai ulostulokanava 88 akselin suuntaisen välimatkan päässä grafiittisylinteristä 82. Sy1interimäisestä 20 elimestä 80 sisääntulevat vaimenevat p1asmahiukkaset törmäävät grafiittiseen ulostulokanavaan 88. Ulostulo-kanavaan 88 kuuluu poikittaisesti sijoitettuja poisto-aukkoja 90, jotka ovat yhteydessä ulostulokanavan 88 onttoon keskustaan muodostaen ulostulokanavan reaktio-25 säiliöstä l*t. Poikittaiset poistoaukot 90 aikaansaavat riittävästi turbulenssia varmistaen sen, että reaktio-säiliössä muodostunut hiukkas- tai tuhkamateriaali poistuu ulos reaktiosäi1iön poistokanavan kautta.

Plasmapo1ttimen 12 sisällä oleva alue ja gra-30 fiittisylinteri 82 toimivat tulppavirtäisenä hajottamis-vyökkeenä, kun taas reaktiosäi1iön sisäpuoli toimii sekoitettuna uudelleenyhtymisvyöhykkeenä. Viipymisaika hajottamisvyöhykkeessä on tyypillisesti likimäärin 500 mikrosekuntia ja viipymisaika uudelleenyhtymisvyöhyk-35 keessä on tyypillisesti likimäärin 1 s.

Suihkutusrengas 16 on yhdistetty reaktiosäi1iön poistokanavaan sieltä ilmaantuvan tuotekaasun ja hiukkas- 9 75923 materiaalin vastaanottmiseksi. Suihkutusrengas 16 on muodostettu ruostumattomasta teräksestä ja siinä on sisäpuoleinen ontto sylinteri 92, johon on asennettu kolme rengasmaista riviä sisäänpäin kohdistettuja suihku-5 tussuuttimia 94. Jokaisen suihkutussuuttimista 94 koostuvan rivin kehäasento on tasaisesti lomitettu. Suihku-tussuuttimet 94 ovat yhteydessä rengasmaiseen kanavaan 96, joka on täytetty korkeapaineisella jäähdytysnesteellä. Suihkutussuuttimet 94 hajottavat tämän jäähdytysnes-10 teen muodostaen tasaisen suihkun mikronin kokoisia pisaroita suihkutusrenkaan läpi kulkevan tuotekaasun ja hiukkasmateriaa1in jäähdyttämiseksi. Sisäisen sylinterin 92 sisempi halkaisija on likimäärin 10.5 cm ja pituus on likimäärin 25.5 cm.

15 Suihkutusrenkaan rengasmainen kanava 96 on yhdistetty korkeapaineisen suihkutettavan jäähdytysveden säiliöön 98. Säiliö 98 on tyypillisesti tilavuudeltaan 136 1 ja on varustettu kotitalousveden syötöllä 100 sopivan venttiilin 102 välityksellä. Mikäli halutaan, 20 voidaan ennen venttiiliä 102 järjestää ilmatila (ei esitettynä) pyrolyysisysteemin 10 eristämiseksi koti-talousveden syötöstä. Säiliössä 98 oleva jäähdytysvesi syötetään jäähdytysrenkaaseen 16 käyttäen nopeudeltaan säädettävää pumppua 104, jonka nimellisarvot ovat 45 25 1i traa/min ja 1.034 kPa. Osaa tästä jäähdytysveden virrasta voidaan käyttää teholähteen tyristorin jäähdyttämiseen ennen yhdistymistä takaisin päävirtaan (tätä ei ole esitetty kuvassa 1). Venttiili 106 on sijoitettu jäähdytysveden syöttölinjalle 108 säilyt-30 tämään jäähdytysveden virtausnopeuden likimain alueella 20-40 1/min.

AI kaiinen syöttösäiliö 110 kuuluu laitteistoon alkalisen materiaalin lisäämiseksi suihkutusrenkaaseen 16 syötettyyn jäähdytysveteen. Alkalisäiliö 110 on 35 tyypillisesti tilavuudeltaan 250 1 tynnyri, joka sisältää nestemäisenä natriumhydroksidia tai emäksistä soodaa. Nopeudeltaan säädettävä pumppu 112, jonka nimellis- to 75923 arvo on 9 1/min ja toimii 1,03^ kPa paineella, syöttää emäksistä soodaa sopivan venttiilin 11^ läpi jäähdytysveden syöttö 1 injaan 10Θ. Natriumhydroksidia syötetään riittävästi suihkutettavaan jäähdytysveteen reaktisäi-5 liöstä 1^ tulevien happokaasujen neutraloimiseksi. Tätä tarkoitusta varten pumpusta 112 tulevaa virtausta säädetään pH-anturin avulla (ei esitetty), joka mittaa märkäerottimessa 18 esiintyvän suihkutettavan jäähdytysveden pH:ta. Tässä yhteydessä "neutraloimisella" tar-10 koitetaan pHsn asettamista tyypillisesti alueelle 5-9.

Märkäerottimessa 18 on keskellä esitetty olevan sisäänsyöttö 116, joka on yhdistetty suihkutusrenkaan 16 ulostuloon sopivan kanavan 118 kautta. Märkäerotin 18 on ruostumaton terässäiliö tyypillisesti noin 60 cm 15 halkaisijaltaan ja korkeudeltaan 1 m ja siihen kuuluu keskellä oleva pystyputki 120, joka on halkaisijaltaan noin 12 cm, pituudeltaan 70 cm ja joka on yhteydessä sisäänsyöttöön 116. Märkäerottimen 18 sisään sijoitettuun laajennettuun meta11ikoriin 122 kuuluu kiinteä 20 pohjalevy 12^, johon kuuluu useita säteittäisesti sijoitettuja kaarevia väliseiniä 126 siten, että uudelleen yhtyneet tuotteet virtaavat keskellä olevan syöttöputken 120 kautta törmäten pohjalevyyn 12^ ja väliseinät 126 aiheuttavat vastapäivään virtaavan pörrevirran. Laajen-25 nettuun metal 1ikoriin 122 kuuluu pari metallista ohjaus-levyä 128, jotka on sijoitettu korkeussuunnassa etäisyyden päähän toisistaan. Tällä tavalla aikaansaadaan paine-eroja laajennetun metallikorin seinien väliin siten, että niiden läpi kulkeva virtaus aiheuttaa uudel-30 leen yhtyneiden tuotteiden nesteen ja hiukkasmateriaalin erotuksen tuotekaasusta. Tässä mielessä märkäerotin 18 on mekaaninen erotin. Tuotekaasu jatkaa virtaustaan ylös ja ulos polviputken 130 kautta, joka on järjestetty pyörrevirran rataan. Polviputki 130 muodostaa märkäerot-35 timen ulostulon 132, joka on yhdistetty sopivan kanavan 13^ kautta (katso kuva 1) johtumaan imupuhaltimen 20 imuputkeen.

u 75923 Märkäerottimeen 18 kuuluu alempi keräysastia 136, jonne neste ja hiukkasmateriaali kerääntyvät pois-imettäväksi juoksutuspumpulla 138, joka toimittaa ne poistoputken 140 kautta viemäriin tai varastosäiliöön 5 jälleenkäsittelyä varten. Nesteen pinnan korkeuden säädin 144 on yhditettu mär käerot t imen 18 keräysast iaan pumpun 138 säätämiseksi, ja poistolinja on varustettu koImitieventtii1i1lä 146 nesteen ja hiukkasmateriaalin ohjaamiseksi näytteenotto1 injaan 148, mikäli näin halu-10 taan.

Imupuhallin 20 on nimellisarvoltaan tyypillisesti 21,2 ma/min ja se imee jatkuvasti märkäerottimesta 18 ja reaktiosai1iöstä 14 kaasua pitäen systeemin paineen atmosfäärisenä tai lievästi negatiivisena.

15 Märkäerottimesta 18 tuotekaasu kulkeutuu imu- puhaltimen 20 kautta ja syötetään koImitieventtii1iin 150. Tavallisen toiminnan aikana tuotekaasun virta kulkeutuu venttiilin 150 kautta polttoputkeen 22, jossa se sytytetään sähköisesti. Kaasu on pääasiassa vetyä, 20 hiilimonoksidia ja typpeä siten, että se palaa puhtaalla liekillä lämpötila-alueella 1800-2100 °C. Polttoputki toimii ilmansaasteenehkäisylaitteena polttaen pois polttokaasun ja mahdolliset muut jä1 kituotteet.

Vaihtoehtoisesti tuotekaasua voidaan käyttää 25 voimakaasuna mieluummin kuin polttoputkessa poispoltet-tavana. Polttoputkeen 22 syötetystä tuotekaasusta otetaan näytteet tarkoituksenmukaisen anturin 152 avulla, joka on kytketty tuotekaasun anylyysi laitteistoon 154, kuten tullaan kuvaamaan tekstin jälkiosassa.

30 Hii1isuodatin 24 on yhditetty ko1mitieventtii-

Iin 150 kautta sisäänsyöttö 1 in jaan 156, joka johtaa hii1isuodattimen 24 sisääntuloon 158. Hii1isuodattimeen 24 kuuluu suorakulmainen laatikko tai kotelo 160 likimää-rin 60 senttimetrin neliöllä ja paksuudeltaan 30 cm, 35 jolla on ulostulokanava 162, joka on yhteydessä tuule-tusputkeen 164 (katso kuva 1). Hii1isuodattimeen 24 kuuluu suojattu keskiosa 166, joka on paksuudeltaan 75923 ia noin 15 cm ja täytetty aktiivihiilellä 16B. Sähkökatkon tai plasmakaaren menetyksen tapahtuessa kolmitie-venttiili 150 kääntää tuotekaasun virran polttoputkesta aa hi i 1 isuodattimeen 24 tuotekaasussa esiintyvän myrkyl-5 lisen materiaalin hävittämättä jääneiden jäännösten mahdollisten päästöjen estämiseksi.

Tuotekaasun seurantalai tteisto 154 kuuluu laitteistoon sen varmistamiseksi, että plasmapyrolyysi-systeemin 10 jätehävityksen tehokkuus on tarpeeksi 10 korkea siten, että tuotekaasussa tuhoutumatta säilyneet myrkylliset tai vaaralliset materiaalit tulevat olemaan huomattavasti viranomaisen asettamien rajojen alapuolella; vaikkei polttaminen polttoputkessa 22 tuhoaa oletettavasti mitkä tahansa tällaiset vaarallisten materiaa-15 lien jäännökset. Siinä tapauksessa, että vaarallisten materiaalien jäännöksiä tuotekaasussa havaitaan jonkun säädäntäviranomaisen asettamien rajojen yläpuolella, tuotekaasun seurantalai tteisto 15*» huomaa tämän ja automaattisesti sulkee jätesyötön virran, kunnes plasma-20 pyrolyysisysteemin 10 toimintoparametrit muutetaaan vastaavasti saattaen vaarallisten materiaalien jäännösten taso sallittujen rajojen sisäpuolelle.

Tuotekaasun seurantalaitteistoon 154 kuuluu massaspektrometri, joka muodostuu Hewlett-Packard 5792A 25 kaasukromatogrammista, joka on kytketty Hewlett-Packard 5970A massaselektiiviseen detektoriin. Eräs näytteenottotekniikka on ottaa 100 1 näyte tuotekaasusta ja virtauttaa kaasu lämmitetyn johdon kautta hiukkassuo-dattimen läpi hiilen poistamiseksi. Puhdistettu kaasu 30 virtautetaan sitten absorberin läpi, jonka sieppaus-tehokkuus on noin 99 %. Tämän jälkeen imeytin kuumennetaan nopeasti siepattujen orgaanisten aineosien vapauttamiseksi. Typpivirta kuljettaa orgaaniset aineosat massaspektrometriin analyysia varten. Massaspektrometri 35 määrittää vaadittaessa 6 ominaismassaa vastaten niitä ioneja, joiden läsnäolo joko ilmaisee myrkyllisten jätteiden hävityksen astetta tai mahdollisten uusien ,3 75923 myrkyllisten yhdisteiden muodostumista. Jätemateriaa 1in syöttö plasmapolttimeen pysäytetään, jos näiden kemikaalien konsentraatiot ylittävät viranomaisten ennalta määräämät rajat. Analyysi jakso toistetaan auto-5 maattisesti, jos konsentraatiorajo ja ei ole ylitetty.

Siinä tapauksessa, että vaarallisten jätteiden jäännöksiä, joita ei ole erityisesti määritetty, voisi olla tuotekaasussa, niin silloin spektrometri määrittää myös yhdisteet, joilla on molekyy1ipaino alueella 10 200-450. Tämä voidaan laajentaa alueelle 10-600, jos viranomaiset sitä vaativat. Jätemateriaalin syöttö p1asmapo1ttimeen lopetetaan myös silloin, jos tuntemattomia yhdisteitä, joilla on sama atomimassa kuin vaarallisella kemikaalilla, havaitaan viranomisten asettamien 15 rajojen yläpuolella, ja allakuvatut automaattiset sulke-mistoiminnat aloitetaan.

Tuotekaasun vaarallisten materiaalien seurannan lisäksi laitteistoon kuuluu myöskin kaasukromatogrammi erilaisten aineiden, kuten vedyn, veden, typen, metaa-20 nin, hiilimonoksidin, hiilidioksidin, etyleenin, etaa-nin, asetyleenin, propaanin, propyleenin, 1-buteenin ja kloorivedyn, on-1ine-ana1yysia varten. Esimerkiksi kloorivedyn analyysi märkäerottimesta 1Θ tulevan nestemäisen hiukkasmateriaalin anlyysin kanssa määrittää 25 suihkutusrenkaan 16 kloorivetykaasun neutraloinnin tehokkuuden.

Viitaten jälleen kuvaan 1, ilmasyötin 42 syöttää ilmaa myös vesiputkien puhaltamiseksi, koImitievent-tiilin 150 ohjaamiseksi ja jäähdytysveden varastosäiliön 30 4Θ ja jäähdytysvesisäi1iön 98 paineistamiseksi. II-mansyöttimeen 42 kuuluu kompressori nimel1isteho1 taan 2,0 m3/min, 800 kPa, 550 litran painesäiliön kanssa, syöttäen ilmaa pääputkeen 170. Tavallisia ilmasuodatti-mia, ilmankuivattimia ja ilmasäätimiä (ei esitettynä) 35 voidaan käyttää. KoImitieventtii1iä 150 ohjataan ilma-putken 172 ja sopivan säätöventtii1 in 174 avulla. Kolmi-tieventtiili 150 ja säätöventtii1i 174 on säädetty 75923 siten, että normaalin toiminnan aikana tuotekaasu syötetään polttoputkeen 22, mutta siinä tapauksessa että tuotekaasussa havaitaan epätoivottuja materiaaleja, systeemin sulkemisen tai sähkökatkoksen aikana, säätö-5 venttiili 174 ohjaa kolmi tieventti i 1 iä 150 siten, että tuotekaasu virtaa hii1isuodattimen 24 kautta.

Paineilmaputket 176, 17Θ on varustettu vastaavilla venttiileillä 180, 182 vastaavien suihkutusjäähdytysveden syöttöputken 108 ja jäähdytysveden syöttö-10 ja paluuputkien 52, 56 puhaltamiseksi kunnossapitotarkoi-tusta varten.

Sähkökatkoksen tai vastaavan häiriön aikana on suotavaa säilyttää toiminnassa plasmapolttimen jäähdytysveden kierto ja myös jäähdytysvesisuihkutus. Jääh-15 dytysveden kierto säilytetään paineistamalla jäähdytysveden varastosäiliö 48 ilmaputken 184 ja ventiilin 186 avulla. Venttiili 54 sulkeutuu ja tyhjennysventtii1i 188, joka johtaa viemäriin tai varastosäiliöön aukeaa, jolloin paineistettu jäähdytysvesisäi1iö aiheutta jääh-20 dytysveden virtauksen jatkumisen alennetulla nopeudella jäähdytysveden syöttöputkessa 52. Tyhjennysventtii1i 188 säätää jäähdytysveden virtausta ja tämä virtaus jatkuu likimäärin 20 min, joka on tarpeeksi avainkomponenttien jäähdyttämiseksi sulkemisen jälkeen mahdollis-25 taen kunnossapitotoimenpiteiden suorittamisen.

Suihkututettavan jäähdytysveden säiliö 98 paineistetaan käyttäen ilmaputkea 190 ja venttiiliä 192. Sähkökatkoksen tai edellä mainittujen häiriöiden tapauksessa, venttiili 102 sulkeutuu ja venttiili 106 30 aukeaa siten, että suihkutettavan jäähdytysveden virtaus suihkutusrenkaaseen jatkuu jäähdyttäen kaikki uudelleen yhtyneet tuotteet, jotka kulkeutuvat suihkutusrenkaan 16 läpi ja jotka voivat syntyä plasmapolttimen 12 lopetettua toimintansa. Olisi myös huomattava että imupuhal-35 timen 20 hidastuvuus aiheuttaa sen toiminnan jatkumisen lyhyeksi, noin 1 min, ajaksi tyhjentäen reaktiosäi1iön 75923 15 14, suihkutusrenkaan 16 ja märkä jäähdy11imen 1Θ, vaikka sähkökatko tapahtuisikin.

Plasmapyrolyysisysteemi 10 on riittävän tiivis siten, että se voidaan sijoittaa suljetun 13.7 m 5 pituisen liikuteltavan tavaravaunutyyppisen a 1as1askettavalla alustalla varustetun perävaunun sisään. Lisäksi täysin instrumentoitu ja näyttölaitteilla varustettu valvomo voidaan myöskin sijoittaa tavaravaunutilan sisään siten, että koko systeemi on liikkuva ja voidaan 10 helposti kuljettaa jätemateriaalin hävittämispaika 11 e.

Perävaunuun on ainosataan liitettävä tarkoituksenmukaiseen virtalähteeseen, kotitalousveden lähteeseen ja viemärin tyhjennysputkeen, tai pidätyssäi1iöön mikäli näin halutaan. Tietysti, mikäli tuotekaasua 15 halutaan käyttää voimakaasuna sen sijaan, että se poltetaan pois polttoputkessa, voidaan tarkoituksenmukainen kytkentä tuotekaasun vastaanottamiseksi tätä tarkoitusta varten tehdä.

Ennen plasmapyrolyysisysteemin 10 käynnistä-20 mistä on hyödyllistä, vaikkakin vapaaehtoista, arvioida, mitä jäileenyhdistettyjä tuotteita tullaan tuottamaan reaktiosäi1iössä 14 hävitettäessä mitä tahansa annettuja jätemateriaaleja. Koska plasmapoltin 12 hajottaa tai ionisoi lähes täysin jätemateriaa 1in, voidaan uudet 25 yhdisteet, jotka on tuotettu reaktioastiässä 14 näiden atomien ja ionien uudelleen yhtymisen tuloksena, ennustaa nojautuen kineettiseen tasapainoon. Gibbsin vapaan energian minimointia käytetään tuoteaineiden tasapaino-konsentraatioiden määrittämiseen laajoilla valituilla 30 lämpötila- ja painealuei1 la. Siinä tapauksessa, että joidenkin epätoivottujen tuotteiden ennustetaan syntyvän uudelleen yhtymisen tuloksena reaktiosäi1iössä 14, jätesyötön sisääntuloa tai tomintaolosuhteita voidaan muuttaa näiden epätoivottujen tuotteiden muodostumisen 35 välttämiseksi. Mikäli tuhottava jätemateriaa 1i on esimerkiksi hii1itetrakloridi, on mahdollista, että joissakin lämpötila- ja paineolosuhteissa muodostuu fosgee- )A 75923 1 o nikaasua. Kuitenkin tämä voidaan välttää yksikertaisesti lisäämällä jotain toista hiilivetyä jätemateriaa 1in syöttöön. Usein on tarpeellista ainoastaan lisätä vettä jätemateriaalisyöttöön, saatavilla olevan vetymäärän 5 lisäämiseksi uudelleen yhtymistä varten. Toinen esimerkki epätoivotusta tuotteesta olisi reakt iosäi 1 iässä IL tuotettu fluorihappo, joka voisi tapahtua, mikäli jätemateriaalina olisi fluorihiili. Lisäesimerkit epätoivotuista tuotteista ja niiden minimoinnista tai 10 eliminoinnista muuttamalla jätemateriaalin sisältöä tai toimintaolosuhteita ovat selviä ammattimiehelle.

Reaktiosäi1iössä IL muodostuvien uudelleen yhtyneiden tuotteiden koostumuksen ennustamisen lisäksi, on myös käyttökelpoista ennustaa tuhottavan jätemateri-15 aalin ja uudelleen yhdistyneiden tuotteiden välinen entalpiaero. Tämä mahdollistaa jätteiden tuhoamiseen tarvittavan plasmaenergiän ennustamisen. Tätä toisaalta voidaan käyttää p1asmapo1ttimen jännitteen ja virran alkusäätöjen laskemiseksi. On huomattava, että jälleen-20 yhdistettyjen tuotteiden entalpia on reaktiosäi1iön IL lämpötilan ja paineen funktio ja että tämä voidaan muuttaa muuttamalla jätemateriaalin syöttönopeutta tai tehon syöttöä plasmapolttimeen. Tämän mukaisesti voidaan jätemateriaalin ja plasmapolttimen syöttötehon alkusäädöt 25 arvioida haluttujen lopputulosten saavuttamiseksi.

□n myöskin huomattava, että plasmapolttimeen 12 suihkutetaan pieni määrä pyörreilmaa ilmansyöttöput-ken LL kautta. Tämä pyörreilman syöttö olisi otettava huomioon laskettaessa systeemissä tapahtuvaa entalpian 30 muutosta. Plasmapolttimeen ruiskutetun pyörreilman määrä on suhteellisen merkityksetön sillä se on enintään alueella 1-2 % stoikiometrisesta hapesta, joka vaadit taisiin jätemateriaalin hajoittamiseksi. Tästä syystä tätä nykyisen keksinnön mukaista jätteen hävitystä, ja 35 tämän selityksen mukaiseen tarkoitukseen, pidetään pyrolyyttisenä. On myöskin huomattava, että lämpöhäviöt plasmapolttimesta ja reaktiosäi1iöstä voidaan huomioida 17 75923 plasmapolttimen jännitteen ja virran alkusäädöissä.

Toiminnan alettua, sen jälkeen kun ennusteet uudelleen yhtyneiden tuotteiden suhteen on tehty ja jätemateriaalin syötön säädöt on tehty niin, että mitään 5 epätoivottuja tuotteita ei ole ennustettavissa, ental-pian muutoksen ennustukset tehdään plasmapolttimen tehon alkusäätöjen ja jätemateriaa 1in syöttönopeuden määrittämiseksi. I lmansyött imen 42 toiminta aloitetaan suihkutettavan jäähdytysveden varastosäiliön 98 ja 10 jäähdytysveden säiliön 48 paineistamiseksi (sen jälkeen kun nämä säiliöt on täytetty vedellä). Jäähdytysveden pumppu 50, suihkutusveden pumppu 104 ja märkäerottimen tyhjennyspumppu 138 käynnistetään. P1asmapo1ttimeen syötetään tehoa ja pyörreilman syöttöputki 44 avataan.

15 Sitten alkaalisen nesteen syöttöpumppu 112 käynnistetään ja emäksistä soodaa syötetään sopivalla nopeudella suihkutettavaan jäähdytysveteen. Sen jälkeen aloitetaan jätesyöttö plasmapo1ttimeen orgaanisen nesteen varastosta 64. Tarvittaessa säädöt tehdään plasman pyörreilmaan, 20 jätesyöttöön ja emässyöttöön. Kun systeemi on saavuttanut jatkuvuustilan, minkä saavuttaminen kestää vain noin 3 min, vaihdetaan jätesyöttö varastosta 64 jätemate-riaalisäi1iöstä 66 tulevaan jätemateriaaliin.

Yllä mainitusta on huomattava, että plasmapolt-25 timeen 12 syötettyyn jätteeseen kohdistetaan korkean lämpötilan omaava (yli 500 “C) plasmakaari hajoittamista ja ionisoimista varten. Hajoitettu ja ionisoitu jätema-teriaali kulkeutuu sen jälkeen grafiittisy1interin 82 kautta reaktiotilaan 79, jossa se yhtyy uudelleen 30 tuotteiksi, jotka sisältävät tuotekaasua ja hiukkas-materiaalia. Tämä tehdään lämpötilan ollessa alueella 900-1200 °C lopullisessa muodossaan reaktiotilassa oleville reaktiotuotteille arvioidun entalpianmuutoksen mukaisesti. Edellä esitetysti ja selityksen mukaisia 35 tarkoituksia varten, hajotettu ja ionisoitu jäte jäähdytetään reaktiotilassa 79 uudelleen yhtyneiden tasa- 1β 75923 painotuotteiden muodostamiseksi. On huomattavaa, että jotkut reaktiotilassa 79 tapahtuvat uudelleenyhtymisreak-tioista tulevat olemaan endotermisia ja jotkut tulevat olemaan eksotermisia siten, että täsmällisesti ottaen 5 aikkea reaktiotilassa 79 olevaa hajotettua ja ionisoitua jätemateriaalia ei voida "jäähdyttää". Termillä "jäähdyttää" tarkoitetaan selityksessä kaikkia reaktioita ja mahdollisia yhdistymisiä, jotka tapahtuvat hajotetulle ja ionisoidulle jätemateriaali1 le reaktio-10 tilassa 79.

Reaktiotilassa 79 uudelleen yhtyneet tuotteet kulkeutuvat sitten ulos reaktioastiästä 14 suihkutusren-kaan 16 kautta, jossa ne jäähdytetään noin 80 "C lämpötilaan ja neutralisoidaan suihkuttamalla ne alkalisella 15 nestesuihkulla. Sitten uudelleen yhtyneet, jäähdytetyt tuotteet johdetaan märkäerottimeen 18, jossa tuotekaasu erotetaan lähtevästä nestemäisestä hiukkasmateriaalista, kuten liuoksessa olevista suoloista ja hiilestä. Sitten tämä liuos pumpataan pois tyhjennysputkeen tai varasto-20 säiliöön, ja tuotekaasu kuljetetaan imupuhaltimen 20 avulla polttoputkeen 22 tai sitä käytetään voimakaasuna.

Kuten on yllä mainittu, paine reaktiotilassa 79 on atmosfäärinen tai lievästi negatiivinen, mikä paine aikaansaadaan tuotteita reaktiosäi1iöstä 14 ulos-25 imevän imupuhaltimen 20 avulla. Reaktiotilan 79 lämpötilaa voidaan säätää säätämällä joko tehon syöttöä p1asmapo1ttimeen 12 tai jätemateriaalin syöttönopeutta.

Siinä tapauksessa, että plasmapyrolyysisys-teemin 10 toiminta halutaan pysäyttää, niin kolmitie-30 venttiili 68 aktivoidaan välittömästi vaihtamaan kyt kentä vaarattomaan orgaanisen nesteen syöttöön systeemin huuhtelemiseksi. Tämä voi myöskin tapahtua, mikäli jotkin toisista systeemin toimintaparametreistä ylittävät niiden normaalit toiminta-alueet. Sen jälkeen, 35 kun systeemi on huuhdeltu vaarattomalla orgaanisella nesteellä, poistetaan teho plasmapolttimesta ja plasman 75923 19 pyörreilma suljetaan pois. Kun lämpötila reaktiotilassa 79 saavuttaa hyväksyttävän tason, suljetaan imupuhallin sekä suihkutettavan jäähdytysveden virta suihkutusren-kaaseen 16. Kun lämpötilat plasmapo1ttimen sisällä 12 5 ovat saavuttaneet sopivan tason, jäähdytysvesipumppu 50 suljetaan, ja sen jälkeen i lmansyöttökompressor i £*2 voidaan sulkea mikäli näin halutaan.

Siinä tapauksessa, että tapahtuu sähkökatkos tai plasmapolttimen 12 plasmakaari häviää tai polttoput-10 kessa 22 olevassa tuotekaasussa havaitaan ei-toivottuja materiaaleja tai imupuhallin 20 menettää tehoaan, tai plasman jäähdytysveden virtaus häiriintyy, niin sulku-venttiili 76 välittömästi sulkee pois jätemateriaalin syötön. Pyörreilman virtaus plasmapo1ttimeen lopetetaan 15 myöskin, jäileenyhdistettyjen tuotteiden viipymisajan lisäämiseksi reaktiotilan 79 sisällä.

Olisi huomattava, että kaikkien toiminta-ja sulkemisolosuhteiden aikana, paine jäähdytysvesisysteemissä on paljon suurempi kuin paine jätesyöttösys-20 teemissä, pyörreilmasysteemissä tai reaktiosäi1iössä. Täten vesisäiliö ei saastu jätemateriaa 1ista, mikäli sattuu vesi- tai jätesyöttövuoto.

Keksinnön edullisina pidettyjen kokonaisuuksien kuvauksen jälkeen olisi huomattava, että kuvattuun 25 menetelmään ja laitteistoon voidaan tehdä erilaisia sovellutuksia. Esimerkiksi ei ole välttämätöntä syöttää jätemateriaalia suoraan plasmapo1ttimen kaaren nieluun. Jäte voitaisiin syöttää reaktiotilaan ja plasmakaari tuoda sisään reaktiotilaan siten, että se törmää jäte-30 materiaaliin. Kuitenkin tämä vähentäisi jätemateri-aalin oleskeluaikaa plasmakaaressa, joten se ei olisi niin tehokasta joillekin jätemateriaalei1 le. Edullisesti käytetään nestemäisiä tai nesteytettyjä jätteitä. Kuitenkin sopivia muutoksia voitaisiin tehdä jätteensyöttö-35 systeemiin siten, että jätesyöttösysteemi soveltuisi kiinteille aineille tai yhdistetyille nesteille ja kiinteille aineille. Tähän voisi sisältyä jopa epä- ao 75923 orgaaninen materiaali. Plasmakaari yksinkertaisesti sulattaisi ja kuonauttaisi tai höyrystäisi epäorgaaniset materiaalit sallien vaarallisten orgaanisten komponenttien hävittämisen, kuten yllä on kuvattu, ilman, että 5 tehokkuus alenisi. Tavallisena esimerkkinä tällaisista yhdistetyistä materiaaleista olisivat PCB:llä täytetyt kondensaattor i t.

Ammattimiehelle on selvää, että kuvassa 1 esitetty plasmapyrolyysisysteemi on ainoastaan lohko-10 kaaviomainen tai kaaviomainen esitys systeemistä. Lisä- venttiilejä, erityyppisiä venttiilejä, erilaisia lämpötila-, paine- ja virtausantureita ja muita tunnettuja prosessinsäätökomponentteja voidaan ottaa käyttöön todellisessa laitoksessa.

15 Ei ole välttämätöntä tehdä ennustuksia odotet tujen uudelleenyhtyneiden tuotteiden tai entalpian muutoksen suhteen, kuten on yllä kuvattu, ennen plasma-pyrolyysisysteemin 10 käyttämistä. Systeemissä voitaisiin käyttää myrkytöntä tai vaaratonta jätemateriaalia, 20 kunnes saavutetaan vakiot toimintaolosuhteet. Sen jälkeen siirryttäisiin myrkyllisten jätteiden syöttöön ja ne hävitettäisiin. Jos myrkyllistä jätettä ei pystyttäisi hävittämään, niin vaivontasysteemi automaattisesti sulkisi systeemin.

25 Lopuksi ei ole myöskään välttämätöntä tehdä tuotekaasun tai nestemäisen hiukkasmateriaalin analyysia, erityisesti, mikäli plasmapyrolyysisysteemiä 10 käytetään käsittelemään tunnettuja jätemateriaaleja vakiintuneella tai yhdenmukaisella tavalla. Seuranta-30 ja analyysimenetelmät kuuluvat laitteistoon ensisijaisesti viranomaisten tyydyttämiseksi. Viranomaiset vaativat usein ylenmääräisiä "vian sattuessa turvallisia toimintoja" uutta tekniikkaa käyttöön otettaessa.

Yllämainitusta voidaan huomata se, että keksin-35 nön mukainen plasmapyrolyysi1 la toimiva jätteiden hävi-tyssysteemi on yksinkertainen, tiivis ja siirrettävä 51 75923 systeemi, joka on kykenevä toimimaan kaupallisesti hävitettäessä useita vaarallisia tai myrkyllisiä kemikaalijätteitä siten, että päästään ko. aineiden ympäristössä hyväksyttäviin rajoihin. Ne materiaalit, joita 5 ei voida tuhota ympäristöön sallittavien pitoisuuspääs-töjen rajoissa, systeemi pystyy havaitsemaan ennen, kuin mitään myrkyllistä materiaalia pääsee ympäristöön.

10 15 20 25 30 35

Claims (24)

1. 75923 2a
2. 1· Menetelmä jätteiden hävittämiseksi pyrolyyt^ 5 tisesti, jolloin jäte hajoitetaan ja ionisoidaan korkean lämpötilaomaavan plasmakaaren avulla, hajoitettu ja ionisoitu jäte jäähdytetään reaktiotilassa uudelleen yhtyneiden tuotteiden muodostamiseksi, jotka tuotteet sisältävät tuotekaasua ja hiukkasmaista ainetta, ja 10 uudelleen yhtyneet tuotteet johdetaan pois reaktio-tilasta, tunnettu siitä, että jäte johdetaan suoraan plasmakaareen ja plasman aineosat johdetaan reaktioti1 aan; uudelleen yhtyneet tuotteet jäähdytetään alkalisella hienojakoisella suihkulla niiden neutraloi-15 miseksi ja hiukkasmateriaalin kostuttamiseksi; tuote-kaasu erotetaan kiinteistä tuotteista; ja erotettu tuotekaasu poltetaan.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tu nn et tu siitä, että reaktiotilan lämpötila 20 säädetään plasmakaaren syöttötehoa ja/tai jätteen syöttö-nopeutta säätämällä.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunne tt u siitä, että uudelleen yhtyneiden tuotteiden koostumusta valvotaan ja jätteen 25 syöttö pysäytetään, jos havaitaan vaarallisia aineita määrinä, jotka ovat määriteltyjen rajojen yläpuolella. A. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötila reaktiotilassa pidetään alueella 900 - 1200°C.
5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - A mukainen menetelmä, t un ne tt u siitä, että arvioidaan etukäteen uudelleen yhtyneiden tuotteiden koostumusta ja muutetaan hävitettävän jätemateriaalin sisältöä, mikäli on ennustettavissa, että muodostuu ei-toivottuja 35 tuotteita.
6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, t un ne tt u siitä, että määritetään 53 75923 tuotteiden välinen entalpian muutos, ja säädetään plasman syöttötehoa tai jätteen syöttönopeutta mainitun entalpiamuutoksen aikaansaamiseksi.
7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen 5 menetelmä, tunnettu siitä, että uudelleen yhtyneet tuotteet poistetaan reaktiotilasta ennen ko. tuotteiden jäähdyttämistä. Θ. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen menetelmä, t unnettu siitä, että paine reaktio-10 tilassa on pääasiallisesti ilmakehän painetta vastaava .
8. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, jossa jätemateriaali on vaarallista materiaalia, tunnettu siitä, että menetelmä aloite- 15 taan käyttämällä vaaratonta ainetta kunnes saavutetaan vak io to imi ntaolosuhteet.
9. 10. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tu nn et tu siitä, että vaaratonta orgaanista materiaalia syötetään plasmakaareen siinä tapauksessa, SO että jätteen syöttö pysäytetään.
10. 11. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuotekaasu johdetaan aktivoidun hii1isuodattimen läpi siinä tapauksessa, että plasmakaari menetetään. S5 IS. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukai nen menetelmä, tunnettu siitä, että uudelleen yhtyneet tuotteet jäädytetään lämpötilaan 80nC.
11. 13. Laitteisto jätteiden hävittämiseksi polttamalla, johon laitteistoon kuuluu: plasmapoltin (IS), 30 johon kuuluu ainakin yksi elektrodi (36, 38); teholähde (30), joka on kytketty elektrodiin (36, 38) plasma- kaaren synnyttämiseksi; reaktiosäi1iö (14), joka on yhdistetty plasmapolttimeen ja jossa on tulenkestävällä materiaalilla (78) vuorattu reaktiotila (79) plasma-35 kaaren vastaanottamiseksi; syöttölaite jätteen syöttämiseksi plasmakaareen jätteen hajoittamista ja ionisoimista varten sekä myöhemmin reaktioti1assa uudelleen 24 75923 yhtyneiksi tuotteiksi yhtymistä varten; sekä reaktio-säiliöön kuuluva poistokanava uudelleen yhtyneiden reaktiotuotteiden poistamiseksi säiliöstä, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu stabilointi-5 laite yhdensuuntaisten, onttojen elektrodien <86, 28) välisen plasmakaaren stabiloimiseksi; jäähdytyslaitteis-to elektrodien jäähdyttämiseksi; suihkutusrengas (16), joka on yhteydessä reaktiosäi1iön (14) poistokanavaan; paineenalainen alkalinen nesteensyöttösäi1iö (110), joka 10 on yhteydessä suihkutusrenkaaseen, uudelleen yhtyneiden tuotteiden jäähdyttämiseksi ja neutraloimiseksi; märkä-erotin (18), joka on yhteydessä suihkutusrenkaan poisto-kanavaan, tuotekaasun erottamiseksi kostuneesta hiukkas-materiaalista uudelleen yhtyneissä tuotteissa; ja ero-15 tuslaite, joka on kytketty märkäerottimeen mainittujen nestemäisen hiukkasmateriaalin ja tuotekaasun poistamiseksi .
12. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laitteisto, tunnett u siitä, että syöttölaite jätteen 20 syöttämiseksi plasmakaareen on varustettu rengasmaisella sisäänsyöttörenkaalla (62), joka on koaksiaalisesti sijoitettu kahden onton elektrodin (26, 28) väliin, jätemateriaalin ruiskuttamiseksi suoraan p1asmakaareen.
13. 15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen 25 laitteisto, tunnettu siitä, että reaktiosäi1iöön (14) kuuluu ontto grafiittisylinteri (82), joka on koaksiaalisesti sijoitettu plasmapo1ttimen (12) elektrodien (26, 28) yhteyteen vastaanottamaan p1asmapo1ttimes-ta purkautuva plasmakaari.
14. 16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteis to, tunnettu siitä, että reaktiosäi1iöön (14) kuuluu grafiittinen ulostulokanava (88), joka on aksiaa-1isesti etäisyyden päässä p1asmapo1ttimesta (12) plasma-kaaren vastaanottamiseksi, ja että ulostulokanavaan 35 kuuluu poikittaisesti järjestettyjä poistoaukkoja (90), jotka muodostavat reaktiosäi1iön poistokanavan.
15. 17. Jonkin patenttivaatimuksen 13 - 16 mukai- es 75923 nen laitteisto, tunnettu siitä, että suihkutus-renkaaseen (16) kuuluu ontto sylinteri (98), jossa on useita sisäänpäin kohdistettuja suihkutussuuttimia (9*t), jotka ovat yhteydessä aikaiiseen syöttösäi1iöön 5 (110) mainitun alkalisen nesteen suihkuttamiseksi ja uudelleen yhtyneiden tuotteiden jäähdyttämiseksi.
16. 18. Jonkin patenttivaatimuksen 13 - 17 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että märkäerot-timeen (18) kuuluu säteittäisiä väliseiniä (186) ja 10 ohjauslevyjä (188), jotka on asetettu uudelleen yhtyneiden tuotteiden virtaan erottamaan tuotekaasu kostuneesta hiukkasmater iaali sta.
17. 19. Jonkin patenttivaatimuksen 13 - 18 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että erotuslait- 15 teisto, jonka avulla kostunut hiukkasmateriaa1i ja tuotekaasu poistetaan märkäerottimesta (18), koostuu imupuhaltimesta (80) tuotekaasun poistamiseksi märkäerot-t imesta.
18. 80. Jonkin patenttivaatimuksen 13 - 19 mukai-80 nen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu järjestelmä uudelleen yhtyneiden tuotteiden koostumuksen ennustamiseksi, jotka tuotteet muodostuisivat annetusta plasmakaareen syötettävästä jätemate-r i aali sta.
19. 81. Jonkin patenttivaatimuksen 13 - SO mukai nen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu seurantalaite (158, 15^) imupuhaltimesta (80) johdetun tuotekaasun koostumuksen seuraamiseksi, joka seurantalaite on yhdistetty jätesyöttölinjaan (60) 30 kuuluvaan sulkuventtii1iin (76) siten, että jätteen syöttö lopetetaan, jos havaitaan tuotekaasussa vaarallisia aineita, joiden pitoisuudet ovat yli sallitun rajan.
20. 88. Jokin patenttivaatimuksen 13 - 81 mukainen 35 laitteisto, tunnett u siitä, että laitteistoon kuuluu ak t i i vih i i 1 i suodat i n (8<t) ja vent t i i 1 i 1 a i te (150), joka on yhdistetty imupuhaltimen (80) ja hiili S6 75923 suodattimen väliin siteny että sähköhäiriön aikana venttii1ilaite ohjaa tuotekaasun virtauksen hiilisuodat-t imen läpi.
21. 23. Jonkin patenttivaatimuksen 13 - 22 mukai-5 nen laitteisto, tunnettu siitä, että jäähdytys- laitteistoon elektrodien (26, 20) jäähdyttämistä varten kuuluu veden varastosäiliö (48), suljettu k ierrätysl in ja (52, 56), joka on yhteydessä plasmapo1ttimen (12) elekt-rodeihin (26, 28) ja veden varastosäiliöön; ja pumppu 10 (50) jäähdytysveden kierrättämiseksi suljetussa kierrä- tyslinjassa.
22. 24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen laitteisto, t unnettu siitä, että jäähdytyslaitteistoon kuuluu painelaite varastosäiliön (48) paineistamiseksi 15 ja venttii1ilaite (188), jotka toimivat sähköhäiriön aikana jäähdytysveden virtauksen ylläpitämiseksi.
23. 25. Patenttivaatimuksen 23 mukainen laitteisto, t unnettu siitä, että jäähdytyslaitteistoon kuuluu deionisoitu jäähdytysvesi.
24. 26. Jokin patenttivaatimuksen 13 - 35 mukainen laitteisto, t un nettu siitä, että laitteistoon kuuluu paineistettu suihkutettavan jäähdytysveden säiliö (98) ja venttii1ilaite (106), jotka sähköhäiriön aikana ylläpitävät jäähdytysveden virtausta suihkutusrenkaa-25 seen. 30 35 27 7 5 9 2 3