NO300307B1 - Fremgangsmåte ved kontinuerlig dekontaminering av et materiale, samt anordning for utförelse av fremgangsmåten - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte av den art som er angitt i krav l's ingress, samt en anordning som angitt i kravene 11-16 for utøvelse av fremgangsmåten .

Teknisk område

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for kontinuerlig dekontaminering av et materiale, såsom jord, sand, sten, borematerialer og lignende materialer, hvor materiale passerer en innlastningssluse inn i et lukket system, ekstraheres motstrøms ved hjelp et ekstraksjonsmiddel i en ekstraksjonsseksjon inklusive et eller flere ekstraksjonsrør utstyrt med skruetransportører, underkastes en dampstripping i en dampstrippeseksjon for fjerning av ekstraksjonsmidlet og forlater det lukkede system gjennom en utlastningssluse.

Teknikkens stand

Under de senere år er man blitt mer og mer oppmerksom på de miljømessige konsekvenser av fremgangsmåtene som har vært i bruk for å kvitte seg med avfallsmaterialer.

Et eksempel innenfor offshore-industrien på den ovenfor nevnte økende oppmerksomhet er at i nær fremtid har Norge til hensikt å forby å dumpe oljeholdige boreslam inklusive mineraler, med det resultat at det er nødvendig å dekontaminere boreslammet. Eksisterende fremgangsmåter dekontaminerer materiale ved hjelp av oppvarming. Slike fremgangsmåter er imidlertid meget energiforbrukende og innbefatter problemer spesielt når en oppvarming til høye temperaturer hverken er ønskelig eller akseptabelt med hensyn til faren for brann og eksplosjon.

For tiden er det kjent flere tilfeller hvor kontaminerte områder er blitt oppdaget, for eksempel under utgravning av et bygningsområde, hvor det er blitt avdekket en gam-mel avfallsplass. Vanlig metode anvendt idag for å fjerne slike kontamineringer omfatter å grave ut hele den kontaminerte jordbunn. Det utgravde materiale sendes til et spesisalisert forbrenningsanlegg, såsom Kommunekemi i Danmark. Her forbrennes alt materiale ved tilsetning av brensel som sikrer en høy forbrenningstemperatur. Det er nødvendig å operere med en høy forbrenningstemperatur, siden lavere temperaturer resulterer i at det oppstår dioksiner som generelt er kjent for å være ytterst giftige. Denne metode er naturligvis meget vanskelig, fordi utgravningsprosessen, transporten og den påfølgende sortering og kontrollerte innlastning inn i forbrennings-ovnen medfører meget og farlig arbeide. Å transportere store mengder materiale er meget kostbart, og forbren-ningsanleggets kapasitet må være betydelig. I tillegg innebærer reetableringen av den opprinnelige plass for det kontaminerte materiale meget arbeide. I praksis er det nesten umulig å returnere materiale til utgravnings-plassen, delvis på grunn av de involverte transportom-kostninger og delvis fordi en slik tilbakeførsel ville kreve en ytterligere tekninsk behandling av asken og slagmateriale som gjenstår etter forbrenningen.

Ovennevnte fremgangsmåte er kostbar, siden mengden av kontaminert materiale som skal utgraves og transporteres, ofte er stor. Et ytterligere problem forbundet med forbrenningen er at det kontaminerte materiale ofte er meget heterogent og kan resultere i stor slitasje på anlegget, for eksempel når det gjelder mursten i en rørende forbrenningsovn. Et annet problem er hvordan man skal kon-trollere forbrenningen av det heterogene avfall, som ofte omfatter for eksempel tjærerester, fenolforbindelser og ofte heller store mengder av polyaromatiske hydrokarboner. For å forsikre seg om at ingen giftge materialer, såsom dioksiner, unnslipper sammen med røken, må forbrenningen skje under meget stasjonære betingelser. Det er imdlertid meget vanskelig og dyrt å sikre en stasjonær forbrenning av de heterogene materialer det gjelder.

For mindre kontaminasjoner anvendes en temporær metode,

hvor renovasjonsomkostningene kan reduseres. Ved denne metode fremskaffes en kontrollert opplagring i form av en grop utstyrt med en forseglende membran hvor det kontaminerte materiale oppsamles. Med en slik oppsamlingsplass er det nødvendig å samle opp, undersøke og, om nødvendig, behandle regnvannet som trenger igjennom materialet. Følgelig må oppsamlingsplassen konstant observeres, ofte over en periode på mange år.

Det er også kjent å fjerne kontaminanter bare ved å varme opp jordbunnen, hvorved imidlertid ikke alle kontaminanter fjernes. Når materiale for eksempel inneholder høymo-lekylære klorerte forbindelser, såsom PCB, klorerte para-finer etc. kan en moderat oppvarming, d.v.s. allerede ved temperaturer under 500°C, forårsake en partiell spaltning av slike forbindelser. De resulterende spaltede produkter kan ha en negativ virkning på miljøet, idet de kan være meget giftige, og en slik miljømessig virkning kan være større enn virkningen av de oppinnnelige kontaminanter på miljøet. I tillegg er en sterk oppheting av kontaminert materiale, såsom kontaminert boremateriale innen offshore -industrien, ikke ønskelig på grunn av faren for brann og eksplosjon.

Det er videre kjent å biologisk fjerne kontaminanter, hvilket imidlertid er en meget tidskrevende prosess. I tillegg er det bare mulig å anvende biologiske metoder når det gjelder mindre oljekontaminerte materialer vedrø-rende kontaminasjon av tungmetaller og andre substanser som kan oppsamles i organismen, resulterer biologisk dekontaminering i en senere sekresjon av tungmetaller og andre substanser. Som et resultat overføres kontaminantene bare til en organisme og fjernes ikke fullstendig. Biologiske metoder for å bekjempe forurensning krever stor plass og avhenger av forskjellige variabler, såsom typen av forurensning samt temperatur- og fuktighetsbet-ingelser.

Det utlagte danske patentskrift nr. 161 670 (= NO 171310) beskriver en fremgangsmåte for å dekontaminere materiale, såsom olje, og nevnte metode omfatter trinnene: å laste materiale inn i en beholder som har utstyr for tilførsel og fordeling av damp og væske samt utstyr for å fjerne fluida,

å tilføre damp og fjerne fluida, inklusive damp, vann, luft og noen kontaminanter,

å ekstrahere materiale ved å tilføre et ekstaksjonsmiddel og fjerne det gjenværende vann, ekstraksjonsmiddelskonta-minanter,

å strippe det dekontaminerte materiale med damp, og

å fjerne det dekontaminerte, tørre eller noe fuktige materiale fra beholderen.

Ved denne kjente metode kan ekstraksjonen utføres i et eller flere trinn, hvor en mengde av ekstraksjonsmidlet anvendes i hvert trinn. Ekstraksjonsmidlet sirkulerer i en syklus hvor det fortrinnsvis kontinuerlig befries for vann, og hvor ekstraksjonsmidlet etter hvert trinn over-føres til en annen beholder med kontaminert materiale eller renses for gjenbruk. På denne måte kan ekstraksjonen utføres mens man kontinuerlig renser og anvender ekstraksjonsmidlet på nytt. Et spesielt egnet ekstraksjonsmiddel er et flyktig og vannuoppløselig oppløsnings-middel eller en oppløsningsmiddelblanding med en spesifik egenvekt som adskiller seg betraktelig fra vannets egen vekt og er fortrinnsvis høyere. Et eksempel på et slikt ekstraksjonsmiddel er for eksempel karbodisulfid eller et halogenert hydrokarbon, fortrinnsvis metylenklorid. Et spesielt trekk i den kjente metode er at jordmassen som skal dekontamineres, overføres til en beholder og forblir der inntil den er blitt fullstendig behandlet og klar til å returneres til utgravningsstedet.

Fremgangsmåten beskrevet i det danske utlegningsskrift nr. 161,670 viste seg å være egnet for å fjerne ekstra-herbare substanser, vannoppløslige substanser, dampdes-tillerbare substanser samt destillerbare og/eller svell-bare vannuløselige substanser på en enkel måte som krever bare et lavt energiforbruk, og hvor ingen av de anvendte fluida slippes ut i omgivelsene.

Når det gjelder store mengder kontaminert materiale, har fremgangsmåten beskrevet i det danske utlegningsskrift nr. 161,760 utilstrekkelig kapasitet, og fremgangsmåten ville innebære en relativt utstrakt anvendelse av ekstra-ks j onsmiddel . Følgelig foreligger et behov for en kontinuerlig metode omfattende bare en operasjon. Metoden må ikke desto mindre være relativt enkel med hensyn til ut-styret som anvendes for å dekontaminere materiale i samme grad som metoden i det danske utlegningsskrift nr. 161,670. I tillegg må metoden være egnet for dekontaminering av store mengder av materiale inneholdende store mengder kontaminanter på en billig og ressursbesparende måte.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en ytterligere utvik-ling av metoden som er kjent fra ovennevnte danske utlegningsskrift nr. 161,670, hvor ekstraksjonen av kontaminerte materiale utføres ved en kontinuerlig motstrømsek-straksjon.

Anvendelsen av motstrømsekstraksjon for dekontaminering av jordmasse i en lukket ekstraksjonsbeholder med en innlastningssluse og en utlastningssluse er foreslått av Wåchter og Wessling i det tyske utlegningsskrift nr. 3 6 10 199. Sistnevnte publikasjon gir imidlertid ingen detaljer om hvordan motstømsekstraksjonen skal utføres, og den antyder heller ikke hvordan jordmassen bør forflytte seg i ekstraksjonsbeholderen.

En vesentlig betingelse for å utføre en kontinuerlig mot-stømsekstraksjon på en effektiv måte er at det er mulig å tilføre en strøm av det kontaminerte materiale motstrøms mot ekstraksjonsmidlet under betingelser som tillater at ekstaksjonsmidlet stømmer tilstrekkelig fritt omkring materialet uten å forårsake at deler av ekstaksjonmidlet strømmer i feil retning. I henhold til de ideelle betingelser, strømmer ekstraksjonsmidlet som en såkalt "plugg-strøm" som er blitt beskrevet i større detalj av J. C. Lee under punkt "1. Reactor design - general principles" i Chemical Engineering, vol. 3, 2. Ed., side 46 på side 71(J. M. Coulson og J. F. Richardson redaktører), Perga-mon Press, Oxford, 1979, 1982 og 1987.

Det er kjent å anvende konvensjonelle skruetransportører i forbindelse med dekontaminering av et materiale, såsom jordmasse, ved hjelp av et ekstraksjonsmiddel. Slike an-vendelser er beskrevet av Morris i US-PS nr. 4 606 774, av Wåchter og Roland i DE-PS nr. 3 6 10 113, av Dragievi i WO publikasjon nr. 90/10484, av Haschke et al. i US-PS nr. 4 532 024, av Murray et al i US-PS nr. 4 120 775, samt av Kresken i DE-utlegningsskrift nr. 37 26 282. Når man anvender en konvensjonell skruetransportør, utføres ekstraksjonen som en konvensjonell tilbakeblanding, hvorved vindingene på skruetransportøren blokkerer den frie strøm av væske og følgelig deler ekstraksjonsrøret inn i flere avdelinger hvori materialet og ekstraksjonsmidlet blandes. Således erholdes den samme virkning som i forbindelse med en serie av blandere, jfr. også ovenfor refererte Chemical Engineering. Den konvensjonelle skrue-transportør frembringer ikke en kontinuerlig motstømseks-traksjon, men i steden en trinnvis motstrømsekstraksjon.

Det viste seg at en kontinuerlig motstømsekstraksjon kan oppnås i forbindelse med dekontaminering av et materiale ved hjelp av et ekstraksjonsmiddel forutsatt at en kjernefri skruetransportør anvendes i steden for en konvensjonell skruetransportør.

Fremgangsmåten er således særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del. Ytterligere trekk fremgår av kravene 2-10.

Kjemefrie skruetranspotører er i og for seg kjent for transportering av forskjellige materialer. Eksempler på sistnevnte materialer er faste brennstoffer, såsom halm; sagspon, flis og bark; avfall såsom slam, slagg; hus-holdningsavfall og akse; matvarer, såsom pulver, inklusive sukker, mel, kaffe og korn; samt industrielle materialer, såsom gjødnigsstoffer.

Kjemefrie skruetransportører fremstilles ved å valse en rektangulær metallstang mellom to skrånende valser, d.v.s valser montert på en aksel ved en slik gjensidig vinkel at den rektangulære metallstang sammentrykkes ved en av de korte sidene. Spenningen i metallstangen som skriver seg fra valsingen, gjør at stangen automatisk danner vindinger. Etter tilstrekkelig valsing kan den heliksfor-mede spiral formes ved at den underkastes en strekk-kraft i tverrgående retning på den fullførte spiral, inntil spiralen har nådd den ønskede stigning.

Vridningen av metallstangen under fremstillingen har den virkning at de ytre kantsider på den ferdige spiralform-ede skrue skråner i forhold til den ytre sylindriske omkrets av spiralen. Når en slik skrue anvendes i en rørformet transportanordning for transportering av et ikke-homogent, ikke-flytende materiale, såsom jordmasse, inklusive sten og klebende leire, kiler materiale seg automatisk inn under de skrånende kantsider på skruen med det resultat at skruen løftes og glir over materialet. Således oppsamles materialet på innsiden av den rørfor-mede anordning.

Beskrivelse av oppfinnelsen

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for kontinuerlig dekontaminering av et materiale, hvor materialet passerer gjennom en innlastningssluse inn i et lukket system, ekstraheres motstrøms ved hjelp av et ekstraksjonsmiddel i en ekstraksjonsseksjon som omfatter et eller flere ekstraksjonrør utstyrt med skruetransport-ører, underkastes en dampstripping i en dampstrippeseksjon for fjerning av ekstraksjonsmiddel og forlater det lukkede system gjennom en utlastningssluse og fremgangsmåten er kjennetegnet ved at kjerneløse spiraler anvendes idet spiralene på den ytre side av vindingene er utstyrt med en kantskinne av slitasjebestandig materiale på den side som vender mot det kontaminerte materiale.

Det er fordelaktig spesielt for ekstraksjonsrørene at de ovennnevnte trinn utføres ved hjelp av kjemefrie spiraler, idet det derved oppnås et strømningsmønster for ekstraksjonsfluidet som er nesten identisk med den ideelle pluggstrømning. Strømningmøsteret er et resultat av at fluidet ikke blokkeres av jord og kjerne, men i steden kan strømme fritt mellom de enkelte vindinger i spiralen i ekstraksjonsrørets hele lengde. Et slikt strømnings-mønster er ikke mulig med de konvensjonelle spiraler med fast kjerne.

I det ovennevnte DE-PS nr. 3 6 10 113 foreslår Wåchter og Roland at det anvendes en skruetransportør, hvor vindingene i spiralen er utstyrt med hull for å sikre en pas sasje av fluidum. Sistnevnte hull har imidlertid en liten diameter, jfr. fig 1 i nevnte publikasjon, det synes som om ekstraksjonsfluidet innføres som en stråle som faller mot bunnen av ekstraksjonsrøret. Med andre ord, fluidet anvendes bare ved bunnpartiet av ekstraksjonsrøret. I motsetning til den kjente fremgangsmåte, sikrer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen at ekstraksjonsrøret fylles fullstendig med ekstraksjonsmiddel, og denne full-stendige fylling sikrer i sin tur at pluggstrømmen appro-ksimeres , hvilket ikke oppnås når fremgangsmåten for-slått i DE-PS nr. 36 10 113 anvendes.

Fordeler oppnås også ved anvendelse av de kjerneløse spiraler i henhold til oppfinnelsen i forbindelse med transportering av materiale under fremgangsmåtens gjenværende trinn.

Således sikres et tilsvarende motstrømsprinsipp under dampstrippingen, hvor dampen tilføres under et avlastende trykk px i nærheten av den utlastende sluse som sluser ut det dekontaminerte materiale, mens ekstraksjonsmidlet fjernes sammen med vann under et kondenserende trykk]D2i et tidlig trinn i dampstrippeseksjonen, når det betraktes i materialets strømningsretning, således at det kondense-rede trykk er lavere enne avlastende trykk px. Her er det også mulig å forsikre seg om at dampen strømmer nesten på samme måte som den teoretiske pluggstrøm med den virkning at ekstraksjonsmidlet som avgis under dampstrippingen, ikke strømmer i gal retning, d.v.s. i materialets beve-gelsesretning, med i steden tvinges mot utløpet for eks-traks jonsmiddel og vann.

Den kjemefrie spiral gir også fordeler når den er montert i et dreneringsrør som er koblet mellom ekstraksjonsseksjonen og dampstrippeseksjonen. Den kjemefrie spiral gjør det mulig for ekstraksjonsmidlet å følge en egnet passasje, hvorved det kan returnere fritt til

ekstraksj onsseksj onen.

De kjemefrie spiraler gir også fordeler i innlastningsslusen og utlastningsslusen, hvor de gir gog passasje for store partikler, såsomStener. I tillegg viste det seg at ovennevnte innlastnings- og utlastningssluser er reguler-bare på en slik måte at materiale automatisk danner en

lukkende plugg hvilket gir den ønskede sluseeffekt.

Det er ikke åpenbart for en fagmannen at kjernefri spiral kan håndtere transportering av et ikke-spesifisert materiale som kan tenkes å inneholde store mengder stener sammen med humus og leire. Det viste seg imidlertid at slike kjemefrie spiraler kan operere utmerket til med i forbindelse med ovennevnte spesielt vanskelige type av materiale, forutsatt at de kjemefrie spiraler på den side som vender mot kontaminerte materiale er utstyrt med en kantskinne på den ytre side av vindingene, og at denne kantskinne er fremstilt av slitasjebestandig materiale.

Som nevnt oppnås en spesiell fordel ved ekstraksjonsmidlet som passerer ekstraksjonsrørene i et strømningsmøns-ter som er tilnærmet lik en pluggstrøm. På denne måte kan man sikre seg at ekstraksjonen kan betraktes som en kontinuerlig motstrømsekstraksjon også i praksis.

For å sikre en effektiv dampstripping, utføres den med fordel i en dampstrippeseksjon som omfatter et eller flere oppvarmede dampstripperør som er forbundet med hverandre i serie og omfatter kjemefrie spiraltransport-ører .

En spesiell fordel erholdes ved å utføre dampstrippingen således at dampen innføres på et sted i det lukkede system hvor materialet forlater det siste damstrippingsrør umiddelbart før utlastningsslusen, således at ekstraksjonsmidlet fjernes sammen med vann og/eller damp på et tidligere sted, sett i materialets strømningsretning.

Tilførselen av damp reguleres med fordel som en funksjon av trykket av p^ ved materialutløpet av det siste damp-stripperør og som en funksjon av trykket p_2ved utløpet for ekstraksjonsmiddel og vann, således at - kontrollen innstilles for å sikre at p^alltid overskrider p_2. På denne måte kan man forvisse seg om at dampen beveger seg i motsatt retning av materialet i form av en strøm som er tilnærmet lik en pluggstrøm.

Dreneringen av hoveddelen av ekstraksjonsmidlet før dampstrippingen med fordel utføres således at etter ekstraksjonen og før dampstrippingen føres materialet oppover gjennom et skrånende dreneringsrør koblet inn i det lukkede system og omfattende kjemefrie spiraler.

For å hindre ektraksjonsmidlet i å unnslippe fra den anvendte anordning, innlastes og utlastes materialet med fordel på en slik måte at det sluses gjennom en innlastningssluse og en utlastningssluse omfattende deres respektive rør med en kjernefri spiral, idet denne kjemefrie spiral er aksialt montert og innstilt på en slik hastighet at materialet passerer de ovennevnte rør mens det danner en lukkende plugg.

Oppfinnelsen vedrører videre en anordning for å utføre fremgangsmåten krevet i krav 1 i form av et lukket system omfattende en innlastningssluse, en ekstraksjonsseksjon med et eller flere ekstraksjosnsrør utstyrt med spiral-tansportører, en dampstrippeseksjon, og en utlastningssluse, idet nevnte anordning er kjennetegnet ved at en eller flere av anordningens spiraltransportører er kjemefrie spiraltransportører.

For å sikre en jevn passasje av materialet gjennom anordningen, er det spesielt fordelaktig i forbindelse med et ikke-flytende materiale når den kjernefire spiral eller spiraler på den side som vender mot det kontaminerte materiale er utstyrt med en kantskinne av slitasjebestandig materiale på vindingens ytterside.

For fjerning av hoveddelen av ekstraksjonsmidlet før dampstrippingen utstyres anordningen med fordel med dren-eringsrør mellom ekstraksjonsseksjonen og dampstrippeseksjonen, således at dette dreneringsrør fører materialet oppover.

For å sikre god slusing av materialet er innlastnings-slusens og utlastningsslusens respektive rørseksjon med fordel utstyrt med en kjernefri spiral. De sistenevnte spiraler kan innstilles slik at de danner en plugg av materiale på en slik måte at pluggen utgjør en forsegling som hindrer ekstraksjonsmidlet i å unnslippe ut i omgivelsene .

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

I henhold til en forenklet utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen følges nedenstående prose-dyre : a) det kontaminerte materiale tilføres kontinuerlig til et lukket system gjennom en innlastningssluse, b) materialet passerer en ekstraksjonsseksjon omfattende et ekstraksjonsrør med en kjernefri spiral, idet spiralen fører materialet motstrøms til et ekstraksjonsmiddel under kontrollerte betingelser for å sikre et stømnings-mønster som er tilnærmet lik en pluggstrøm, c) ekstraksjonsmidlet fjernes ved å føre det ekstraherte materiale gjennom en dampstrippeseksjon omfattende et oppvarmet dampstripperør, hvori materialet føres mot-strøms til dampen ved hjelp av en kjernefri spiraltrans-portør, idet dampen mates inn ved et avlastningstrykk p_lfen del av ekstraksjonsmidlet og vannet fjernes fra dampstrippeseksjonen ved et punkt oppstrøms i materialstrøm-men i forhold til dampinnløpet og ved et kondenserende trykk p_2, hvor nevnte kondenserende trykk p_2holdes lavere enn p_x, og d) det kontaminerte materialet fjernes fra det lukkede system gjennom en utlastningssluse.

Et dreneringsrør med en kjernefri spiraltransportør er normalt koblet mellom ekstraksjonsseksjonen og dampstrippeseksjonen, således at dette dreneringsrør fører materialet oppover med det resultat at en vesentlig andel av det medstrømmende ekstraksjonsmiddel dreneres vekk fra det ekstraherte materiale.

Når man utfører fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, utføres trinn b) imidlertid vanligvis ved hjelp av en ekstraksjonsseksjon omfattende flere ekstraksjonsrør koblet i serie, parallellt eller som en kombinasjon derav. Følgelig utføres trinn c) ved hjelp av en dampstrippeseksjon omfattende flere dampstripperør, som også kan være koblet i serie, parallelt eller som en kombinasjon derav.

Ytterligere detaljer om en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er angitt nedenfor .

a) Slusincr av det kontaminerte materiale

Det kontaminerte materiale, såsom jordmasse eller boreslam, anbringes i en traktbeholder over en spiraltrans- portør, fortrinnsvis en kjernefri spiraltransportør, som fører materiale inn i en rørseksjon. Innmatningen av materiale og hastigheten for spiraltransportøren innstilles på en slik måte at materialet danner en plugg. For å forsikre seg om dannelsen av en plugg, er spiralen kor-tere enn rørseksjonen og slutter ved et punkt i en viss avstand fra rørutløpet. Pluggen skyves forover ved hjelp av spiralen ved en lineær hastighet tilpasset således at diffusjonshastigheten av dampen av det anvendte ekstraksjonsmiddel gjennom pluggen av jordmasse er lavere enn pluggens bevegeleseshastighet. En slik innstilling av innmatningshastigheten hindrer ekstraksjonsmiddeldamp i å slippe ut i omgivelsene. En ytterligere sikkerhetsforan-staltning erholdes ved også å injisere damp inn i jord-massepluggen med det resultat at en blokkerende dampmem-bran dannes.

Innlastningsslusen åpner mot et nedovervendt rør hvori materialet faller ned å den påfølgende ekstraksjonsseksjon. En pulveriseringsinnretning er med fordel montert for eksempel motstående åpningen av innlastningsslusen i det nedadgående rør. Pulveriseringsinnretningen ligner en korketrekker og pulveriserer materialpluggen slik at den påfølgende ekstraksjon utføres effektivt. En slik pulveriseringsinnretning er spesielt fordelaktig i forbindelse med dekontaminering av leirematerialer. Vannfase dannes normalt i det nedadgående rør på grunn av fuktigheten i det innlastede materiale. Når den påfølgende ekstraks-jonsprosess anvender et ekstraksjonsmateriale med en spesifik tetthet som er høyere enn vannets, dannes en blokkeringssone av vannfasen i det nedadgående rør, således at vannfasen flyter på ekstraksjonsmidlet. Den blokkerende sone frembringer supplementerende forhindring slik at ekstraksjonsmidlet ikke unnslipper gjennom innlastningsslusen. Det er naturligvis en betingelse at ekstraksjonsmidlet er vannuoppløselig.

Rørseksjonen i innlastningsslusen med kjemefrie spiraler har fortrinnsvis en mindre dimensjon enn de påfølgende rørseksjoner med kjemefrie spiraltransportører i ekstraksjonsseksjonen, dreneringsrørene, dampstrippeseksjonen og utlastningsslusen. Som et resultat blokkerer storeStener eller fremmedlegemer, slik som'en skruenøk-kel muligens blokkerer de kjemefrie spiraler, systemet allerede i innlastningsslusen og kan derfor ikke komme i kontakt med de gjenværende seksjoner av den anvendte anordning, hvor en mulig blokkering ville være vanskelig å fjerne fordi det da ville være nødvendig å stoppe hele anordningen.

b) Ekstraksion

Ekstraksjonen utføres i en ekstraksjonsseksjon inklusive

et eller flere ekstraksjonsrør normalt koblet i serie. Ekstraksjonsrørene kan være plassert slik at de skråner på en slik måte at materialet som forlater det første ekstraksjonsrør kan falle på grunn av gravitasjonen inn i innløpsenden av det påfølgende ekstraksjonsrør. Ekstrak-sjonsrøret er utstyrt med en kjernefri spiraltransportør som er i stand til å transportere materialet motstrøms til ekstraksjonsmidlet. Innmatningshastigheten for materialet inn i ekstraksjonsseksjonen og hastigheten for spiraltransportøren innstilles på en slik måte at ekstr-aks j onsrøret oppnår en fyllingsgrad på maksimum 4 0% av materialet, spesielt mellom 20 - 40%. Ved å koble ekstr-aks j onsrørene i serie tilføres ekstraksjonsmidlet vanligvis ved materialutløpet for det siste ekstraksjonsrør. Ekstraksjonsmidlet tilføres ved en slik hastighet at det fyller ut ekstraksjonsrøret og føres fremover som en plugg, d.v.s. på en slik måte at det oppnås en tilnærmet pluggstrøm. Approksimeringen av pluggstrømmen muliggjøres ved hjelp av en kjernefri spiral.

Anvendelsen av en kjernefri spiral muligjør også stabile strømningsbetingelser, og i tillegg sikrer den at store partikler, såsomStener, kan passere uten å skade spiral-transportøren. Følgelig er det ikke nødvendig å utføre en sortering i forskjellige størrelser, fordi det er bare nødvendig å separere de største partikler, såsom stener, med en diameter som overskrider spiralens vindingsav-stand, såsom med en størrelse på 80 mm eller mer.

Eksempler på egnede ekstraksjonsmidler med en høyere spesifik tetthet enn vann omfatter karbondisulfid og halogenerte hydrokarboner, såsom metylenklorid.

For å oppnå den ønskede renhetsgrad, utføres ekstraksjonen som tidligere nevnt ved hjelp av et høyere eller lavere antall ekstraksjonsrør. Av praktiske grunner skråner ekstraksjonsrørene noen få grader, såsom 6°, hvorved det behandlede materiale utlastes på et nivå som er noe høyere enn innløpsenden av ekstraksjonsrørene. Således er det mulig på en enkel måte å gjøre det mulig for materialet å falle fra et ekstraksjonsrør til innløpsenden av det påfølgende ekstraksjonsrør med det resultat at ytterligere transportørinnretninger ikke er nødvendige for å føre materialet fra ekstraksjonsrør til det påfølgende rør. I praksis kan det nødvendige antall ekstraksjonsrør bygges til en bevegelig enhet. Det er også å anordne de enkelte ekstraksjonsrør slik at de er forbundet med hverandre på en slik måte at et system kan opprettes på stedet med det antall ekstraksjonsrør som er nødvendig for å imøtekomme etterspørselen på stedet.

Ekstråksjonsmidlet innmates i hvert ekstraksjonsrør ved toppen og forlater røret ved dets bunn. I praksis er det mulig å bygge et system på en slik måte at ekstraksjonsmidlet kan tilføres i serie, parallelt eller som en kombinasjon derav gjennom hvert enkelt ekstraksjonsrør. Følgelig er det mulig å optimalisere ekstraksjonspro-sessen i samsvar med det aktuelle materiale, i samsvar med den aktuelle kontaminasjon, og i samsvar med den nødvendige dekontaminasjonsgrad.

c) Dampstripping

Før dampstrippingen føres materialet som forlater det

siste ekstråksjonsrør, med fordel oppover gjennom et dreneringsrør som fører materialet oppover over nivået

for ekstraksjonsmidlet med det resultat at fluidum dreneres vekk. Dreneringsmidlet er normalt bygget inn i samme beholderenhet som ekstraksjonsrørene. Utløpet for drener-ingsrøret et anbrakt slik at materialet som er frigjort

for fluidum, kan falle ved hjelp av graviditeten nedover inn i den påfølgende beholderenhet, slik at den underkastes dampstripping. Dreneringsrøret i en slik utførelses-form kan i praksis ha en stigning på 10 - 30°.

Under dampstrippingen frigjøres materialet kontinuerlig for rester av ekstraksjonsmidlet. Dampstrippingen utføres i et eller flere dampstripperør, og hvert dampstripperør er formet som et rør med en kjernefri spiraltransportør som ligner det som anvendes i ekstraksjonsrørene og dre-neringsrøret. Dampstripperørene er videre utstyrt med en dampvarmemantel med den effekt at en temperatur 60 - 130°C kan opprettholdes inne i dampstripperøret. Under stippingen føres materialet mot dampen som tilføres inn i dampstripperøret ved materialutløpet, d.v.s. umiddelbart før utlastningsslusen. Under oppvarmingen ved hjelp av dampoppvarmingsmantelen resulterer tilførselen av damp i en azeotrop destillasjon, hvorved ekstraksjonsmidlet og mulig forekommende kontaminerende rester fjernes. Den azeotrope dampdestillasjon resulterer i en senkning av kokepunktet for ekstraksjonsmidlet, hvorved den termiske effekt på ekstraksjonsmidlet reduseres.

Det avgitte ekstraksjonsmiddel fjernes fra dampstrippeseksjonen sammen med vann og/eller damp ved et avløp som holdes under et kondenserende trykk p_2. Dampstrippingen reguleres ved en innstilling av den tilførte damp i samsvar med nevnte kondenserende trykk p_2og det avlastende trykk i dampinjeksjonsområdet for dampstrippeseksjonen, d.v.s. i nærheten av utlastningsslusen.

Kontrollen utføres på en slik måte at pxalltid overskrider p_2. Kontrollen sikrer at dampen og det følgende ekstraksjonsmiddel beveger seg gjennom dampstrippeseksjonen under betingelser som er tilnærmet lik en pluggstrøm, hvorved ekstraksjonsmidlet forhindres i å unnslippe gjennom utlastningsslusen.

d) Utlastning

Etter dampstrippingen utlastes det dekontaminerte materiale gjennom en utlastningssluse som er konstruert på samme måte som innlastningsslusen. Materialet faller ned gjennom et nedadgående rør inn i en rørseksjon med en kjernefri spiraltransportør, hvorved en plugg av nevnte materiale dannes. Pluggen blokkerer dampen på en slik måte at alt for stort varmetap unngås ved utlastningen. Det utlastede material er nå i en tørr eller noe fuktig tilstand og fullstendig fri for ekstraksjonsmiddel. Videre er det utlastede materiale effektivt dekontaminert og kan returneres til sin opprinnelige utgravningsplass.

For å sikre dannelse av pluggen skråner rørseksjonen i utlastningsslusen fortrinnsvis slik at materialpluggen kan skyves oppover. Da det utlastede materiale kan ha meget varierende reologiske egenskaper og følgelig kan variere fra bevegelig sand til meget klebende leire, hvis konsistens forandrer seg i forhold til fuktigheten, er det fordelaktig å sikre dannelse av pluggen ved å innlem-me en skive med en diameter som er noe mindre enn den indre diameter på rørseksjonen, således at skiven presses under en konstant belastning mot og inn i åpningen av pipeseksjonen. Analogt med innlastningsslusen, slutter spiralen på utlastningsslusen med et rom fra utløpsåpnin-gen.

Regenerering av ekstraksionsmidlet

Det anvendte ekstraksjonsmiddel kan regenereres som beskrevet i det danske utlegningsskrift nr. 161 670. Således er det mulig å lede ekstraksjonsmidlet gjennom en separator hvori ekstraksjonsmidlet separeres fra med-strømmende vann. Det er også mulig å utføre en fullstendig regenerering av ekstraksjonsmidlet ved hjelp av en destillasjon, hvor en azeotrop gass separeres og avkjøles i en kjøler og føres til en ytterligere separator som separerer vannet. Etter separasjonen av vannet er ekstra-ks jonsmidlet rent og kan anvendes på nytt. Vannet som separeres under de siste prosesser, kan sammen med den kondenserte damp fra dampstrippingen innføres i destilla-sjonsenheten, hvor den inndampes til en konsentrert emulsjon av kontaminerte komponenter i vann. Emulsjonen inneholder en passende mengde vann, og følgelig er den egnet for forbrenning i en forbrenningsovn, mens man utnytter forbrenningsenergien hos de kontaminerte komponenter.

De kjemefrie spiraltransportører som anvendes for trans-porteringen av materialet, forsynes med fordel med en kantskinne av slitasjebestandig materiale på den side som vender mot materialet som skal transporteres. Kantene og/eller siden av transportøren som fører/vender mot materialet belegges med et slitasjebestandig eller frik-sjonsreduserende overflatebelegg. Overflatebelegget omfatter eventuelt en herding av overflaten. Alternativt er overflatebelegget et belegg av PTFE, wolframkarbid eller molybden påsprøytet. Belegget på kanten kan også være en utskiftbar kantskinne. Kantskinnen er vanligvis smal sammenlignet med spiralens vindinger og er festet til spi- ralvindingene på en slik måte at en vesentlig del av spiralens vekt overføres til det omgivende rør gjennom kantskinnen. Som et resultat presses kantskinnen mot overflaten nedenfor av en vesentlig del av spiralens vekt, hvilket sikrer at materialet skyves fremover når spiralen roterer.

Kantskinnen kan monteres på spiralen ved hjelp av svei-sing, skruing eller en annen konvensjonell metode. Kantskinnen kan utgjøres av små lengder eller en lengde, for eksempel fremstilt ved pressing mellom skrånende valser i henhold til prinsippet anvendt ved fremstillingen av spiraltransportøren.

I praksis er kantskinnen utformet således at den er lett å skifte ut når den er utslitt.

Kort beskrivelse av tegningen.

Oppfinnnelsen beskrives i større detalj nedenfor med henvisning til den medfølgende tegning, hvor

fig. 1 viser sjematisk en anordning som anvendes for å utføre fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen,

fig. 2 viser sjematisk en utførelsesform av ekstraksjonsseksjonen inklusisve fire ekstraksjonsrør og et drener-ingsrør,

fig. 3 viser sjematisk en utførelsesform av en dampstrippesseksjon som anvendes i kombinasjon med ekstraksjons-seksj onen på fig. 2,

fig. 4 illustrerer hvordan en approksimert pluggstrøm kan erholdes i et ekstraksjonsrør med en kjernefri spiral,

fig. 5 illustrerer tilsvarende hvordan en trinnvis og

mindre effektiv motstrømsekstraksjon kan erholdes ved hjelp av en konvensjonell spiral med en fast kjerne,

fig. 6 er et tverrsnitt gjennom ekstraksjonsrøret på fig.

4 og tatt langs linjen VI-VI, og

fig. 7 er et snitt tatt langs linjen VII-VII på fig. 6 gjennom det lavere parti av en vinding på en kjernefri spiral utstyrt med en kantskinne.

Beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen

Kontaminert materiale, såsom kontaminert jordmasse eller boreslam, kan dekontamineres ved hjelp av anordningen som er sjematisk vist på fig. 1. Det kontaminerte materiale innføres gjennom en trakt 2 til et innlastningssluserør 4, hvori en kjernefri spiraltransportør 6 er anbragt. Spiraltransportøren 6 fører materialet til et nedadgående rør 8. En skruetrekkerlignende pulveriseringsinnretning 10 er anbragt motstående spiraltransportøren. Det nedadgående rør 8 fører til et ekstraksjonsrør 12 som inneholder en kjernefri spiraltransportør 14 og skråner noe oppover når det sees i bevegelsesretningen. Spiraltan-sportøren 14 fører jordmassen oppover motstrøms til et ekstraksjonsmiddel som tilføres ved den øvre ende ved 16 på ekstraksjonsrøret. En partikkelseparator 18 er anbragt over ekstraksjonsrøret 12 ved den nedre ende derav. Ekstraksj onsmidlet stømmer sakte oppover på innsiden av partikkelseparatoren ved en slik lav hastighet at fine partikler separeres ved hjelp av en gravimetrisk sedimen-tasjon. Ekstraksjonsmidlet fritt for partikler fjernes deretter ved 20.

Etter ekstraksjonen faller dette rensede materiale fra

den øvre ende av ekstraksjonsrøret 12 gjennom et rør ned i den undre ende av et dreneringsrør 22 som er utstyrt

med en kjernefri spiraltransportør 24. Dreneringsrørets 22 skråning er slik at en tilstrekkelig forskjell i nivået sikres mellom innløpsenden, hvor materialet underkastes en drenering for å fjerne medstrømmende ekstraksj onsmiddel.

Fra toppen av dreneringrøret 24 faller det drenerte materiale ned gjennom et rør inn i den nedre ende av et damp-stripperør 2 6 utstyrt med en kjernefri spiraltransportør 28 og en dampmantel 30. På innsiden av dampstripperøret føres materialet motstrøms mot dampen som injiseres ved enden 32 av dampstripperøret. Materialet oppvarmes ved hjelp av dampmantelen 3 0 på innsiden av dampstripperøret på en slik måte at en gassformig blanding av damp og rester av ekstraksjonsmiddel kan fjernes ved 34.

Fra den øvre ende av dampstripperøret 26 faller det rensede materiale gjennom et rør inn i et utlastningssluserør 3 6 som ved hjelp av en spiraltransportør fører materialet fremover i form av en dampblokkerende plugg med det resultat at en damplås eller sluse dannes.

Det rensede materiale 40 forlater utlastningssluserøret 3 6 og er nå fri for både kontaminert materiale og ekstraksj onsmiddel . Når materialet er jordmasse, kan det dekontaminerte materiale nå returneres til den opprinnelige utgravningsplass.

Når materialet er boreslam inklusive mineralmateriale eller stenmasse som er boret ut, har det en slik renhetsgrad at det ofte kan dumpes i havet.

Det anvendte ekstraksjonsmiddel som fjernes ved 20, kan overføres til en regenerasjonsenhet 42 hvor det frigjøres for kontaminanter og vann ved hjelp av azeotropisk destillasjon etterfulgt av avkjøling og fjerning av vann i en destillasjonsenhet. Dampen som er fjernet ved 34 inne holder både rester av ekstraksjonsmidlet og kontaminert materiale, og nevnte damp kan også overføres til regenerasjonsenheten 42 for å underkastes en prosess sammen med det anvendte ekstraksjonsmiddel. En konsentrert rest fjernes fra regenerasjonsenheten 42 ved 44. Resten er i form av en emulsjon av kontaminerte komponenter i vann. Emulsjonen inneholder en passende mengde vann og er således egnet for forbrenning i en forbrenningsovn under utnyttelse av de kontaminerte komponenters forbrennings-energi. Regeneratorenheten utgjør ikke en del av foreliggende oppfinnelse, og er følgelig ikke beskrevet i større detalj, hvilket fremgår av det danske utlegningsskrift nr. 161 670.

Fig. 2 viser skjematisk en ekstraksjonsseksjon i form av en ekstraksjonsenhet, som i praksis kan bygges til en bevegelig standardbeholder. Som vist på fig. 2, kan en slik ekstraksjonsenhet inneholde flere ekstraksjonsrør koblet i serie. Fig. 2 viser fire ekstraksjonsrør 112, 146, 148, 150. Det første ekstraksjonsrør 112 er formet som ekstraksjonsrøret 12, på fig. 1 og delene 102 til 120 tilsvarer de tilsvarende deler 2 til 20 på fig. 1. Enheten omfatter videre et dreneringsrør 122 formet som dre-neringsrøret 22 på fig. 1 med en spiral 124 tilsvarende spiralen på fig. 1. Som illustrert på fig. 2, faller materialet som er ekstrahert i ekstraksjonsrøret 112, til den nedre nede av ekstraksjonsrøret 14 6, hvor det underkastes en ytterligere ekstraksjon. Tilsvarende faller

materialet deretter ned på den nedre ende av ekstraksjon-srøret 148 og deretter inn i ekstraksjonsrøret 150, hvoretter det underkastes en drenering i dreneringsrøret 122. Ekstraksjonsmiddel kan innføres ved toppen av de respektive ekstraksjonsrør ved 116, 152, 154 og 156. I henhold til en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen innfø-res imidlertid friskt ekstraksjonsmiddel bare ved det siste ekstraksjosnrør 150, d.v.s. ved 156, hvorved alle innløp 116, 152 og 154 er lukket. I denne utførelsesform,

innføres ekstraksjonsmidlet som forlater ekstraksjons-røret 150 i det påfølgende ekstraksjonsrør 148 etc. Analogt med ekstraksjonsrøret 112 kan ekstraksjonsrørene 146, 148 og 150 utstyres med sin respektive partikkelseparator med utløp for ekstraksjonsmidlet (ikke vist) fritt for partikler. På denne måte er det mulig å'tilføre friskt ekstraksjonsmiddel i hvert ekstraksjonsrør. I tillegg er det mulig å forbinde innbyrdes ekstraksjons-rørene parallelt, med det resultat at ekstraksjonsenheten kan ha en høyere kapasitet beregnet som mengden av kontaminert materiale pr. tidsenhet slike tilfelle hvor det er tilstrekkelig å føre materiale gjennom bare et ekstraksj onsrør for å fjerne kontaminantene.

Fig. 3 viser sjematisk en dampstrippesseksjon i form av en dampstrippeenhet. En slik enhet kan være stukturert slik at den er innbygget i en bevegelig standardbeholder. I denne utførelsesform innbefatter enheten tre dampstrip-perør 226, 258 og 268 koblet i serier. Dampstrippinsrør 226 er formet som dampstripperør 26 på fig. 1, og delene 226 og 230 tilsvarer delene 26 og 30 på fig. 1. Tilsvarende er utføringsslusen 236 og spiralen 238 formet som de tilsvarende deler 3 6 og 3 8 på fig. 1. Materialet som dampstrippes i dampstripperør 22 6 fortsetter til den undre ende av dampstripperør 258 og videre til dampstrip-perør 268. Dampstripperør 258 og 268 er utstyrt med kjemefrie spiraltransportører 260 og 20 og dampmantler 262 og 272. Dampstrippingen utføres ved å injisere damp ved 274 og ved å fjerne en fraksjon inneholdende avgitt ekstraksjonsmiddel og vann/damp ved et utløp 234. Den fjernede fraksjon blir overført til en regenereringsenhet tilsvarende regeneringsenheten 42 på fig. 1. Dampstrippingen kontrolleres ved hjelp av en regulerbar innretning 276 som på sin side kontrolleres av en regulator R. Kontrollen utføres i samsvar med trykket p_2i utløpet 234 og trykket Ei utløpsenden av dampstripperøret 268. Regulato-ren sikrer at trykket alltid overskrider p_2ve^ å. åpne og lukke kontroUventilen 276 som kontrollerer dampinjek-sjonen ved 274. Fig. 4 illustrerer strømmen i et ekstraksjonsrør med en kjernefri spiral 3 02. Den kjemefrie spiralen har en tykkelse a og en flensbredde b såvel som en diameter c og en stigning d. Den kjerneløse formen på spiralen forsi-krer at ekstraksjonsmidlet som strømmer i retning av pilene 3 04 kan strømme uten forstyrrelse av spiralen, jfr. pilene. Materialet 3 06 som skal dekontamineres inn-føres ved maksimal fyllingsgrad med hensyn til volumet på 40%. Materialet 306 føres av spiralen i den retning vist av pilen 3 08 mens det skyves noe oppover med det resultat at det roterer og løser seg opp. På denne måte sikres ideelle betingelser for en motstrømsekstraksjon, hvorved ekstraksjonsmidlet ikke hindres i å bevege seg i den ønskede retning og følgelig ikke delvis strømmer i motsatt retning. Med andre ord sikres en approksimert plugg-strøm, hvorved den samme ekstraksjonsvirkning erholdes som med en trinnvis motstrømsekstraksjons uendelige antall blandingstrinn. Fig. 5 illustrerer tilsvarende situasjon hvor en konvensjonell spiral 4 02 med en konvensjonell kjerne 4 03 brukes. Strømningsretningen av ekstraksjonsmidlet blir i fig. 5 indikert ved en pil 404 og materialet som skal dekontamineres flyttes i motsatt retning, jfr. pilen 408. Det vises fra fig. 5, at her føres ekstraksjonsmidlet fra et relativt lukket rom til et annet, hvis ekstraksj onsmiddel blokkeres av vindingene 410 på spiralen og presses bakover med det resultat at det lukkede rom i praksis er et blandingskammer. Materialet skyves forover i den nedre del av ekstraksjonsrøret og blandes bare i en ubetydelig grad med ekstraksjonsmidlet. Følgelig oppnås en meget dårlig blanding og videre dårlig kontakt mellom ekstraksjonsmidlet og materialet. Ved inndeling i forskjellige rom resulterer videre i tilbakeblanding, hvor ved ekstraksjonsmidlet beveger seg i feil retning, for eksempel ekstraksjonsforløpet tilsvarer en trinnvis mot-strømsekstraks j on med bare et litet antall trinn. I praksis tilsvarer antallet trinn antallet rom mellom spiral-vindingene. Videre resulterer den dårlige blandingen i en enda dårligere ekstraksjonseffektivitet sammenlignet med den erholdt ved fullstendig blanding ved hvert trinn.

Fig. 6 er et tverrsnitt av ekstraksjonsrøret 512 av fig. 4 tatt langs linjen VI-VI på fig. 4. Figuren viser en spiral 5 02 med en diameter c og en flensebredde b. Røret er formet som en kapsel med en sylindrisk nedre del som støtter spiralen 502. Et hulrom 501 er valgfritt nærvæ-rende over den sylindriske del, og dette hulrom fylles fullstendig med ekstraksjonsmiddel under ekstraksjonen. Materialet som skal dekontamineres innføres i spiralen slik at den fyller maksimalt 40% av diameteren av denne spiral.

Fig. 7 er et delriss gjennom den nedre del av en spiral-vinding på en kjernefri spiral med tykkelse a og flensebredde b. Spiralen skyver materialet forover i den retning vist av pilen 603 ved rotasjon. Spiralens indre spenninger resulterer i en kileformet åpning 6 05 rettet mot materialet mellom spiralens undre kant og røroverfla-ten, hvorved materialet kan gli inn i den kileformede åpning.

For å unngå ovennevnte situasjon, er spiralens forside forsynt med en kantskinne 607 med tykkelse a^og høyde h1. Kantskinnen er forskjøvet på spiralen slik at en vesentlig del av spiralvekten hviler på røret over kantskinnen. Kantskinnen sikrer at materialet som skal dekontamineres skyves forover av spiralen uten å gli inn i det kileformede området.

Når kantskinnen blir utelatt, glir materialet inn i det kileformede området og presser spiralen oppover med det resultat at materialet ikke føres i ønsket retning, og spiralen kan overbelastes og eventuelt brekke.

Oppfinnelsen er illustrert i større detalj nedenfor ved hjelp av eksempler.

Eksempel 1

Foreliggende eksempler illustrerer en utførelsesform av oppfinnelsen i form av en fremgangsmåte og en anordning for å behandle omtrent 10 tonn av jordslam per time. Anordningen består av enheter som bekrevet i sammenheng med fig. 2 og 3.

Rørseksjonen på lastningsslusen er forsynt med en spiral med diameter 200 - 300 mm. Spiralen har en stigning på 150 - 200 mm. Flensebredden b på spiralen er oftest 50 til 80 mm, mens tykkelsen a er 25 til 30 mm. Spiralen er forsynt med en kantskinne av herdet, slitasjebestandig stål, jfr. fig. 7, med en tykkelse a. x på 3 - 6 mm og en høyde b-L på 10 - 20 mm. Spiralens rotasjon kan reguleres til å ligge mellom 10 - 40 omdr/min og er oftest mellom 2 0 - 2 5 omdr/min. De øvrige spiraler, for eksempel spiralene i ekstraksjonsrørene, dreneringsrøret, damp-stripperørene og rørseksjonen på utlastningsslusen har en ytre diameter på 300 - 400 mm. Spiralen har en stigning på 200 - 300 mm, en tykkelse a på 30 mm, mens flensebredden b er 60 - 80 mm. Disse spiraler er også forsynt med med en kantskinne av herdet, slitasjebestandig stål som vist i fig. 7, og også i dette tilfelle har kantskinnen en tykkelse a^på 3 til 6 mm og en høyde bxpå 10 - 20 mm. Spiralens hastighet kan reguleres fra 10 til 40 omdr/min og er oftest mellom 20 - 25 omdr/min.

Ekstraksjonsmidlet innføres i ekstraksjonsrøret ved en stømningshastighet på mellom 0,1 - 1,0 m/min, oftest 0,5 m/min, som tilsvarer omtrent 5 tonn metylenklorid per time. Når det er spørsmål om en enhet innbefattende tre dampstripperør som vist i fig. 3, blir manteltemperatur-ene justert ved dampinjeksjon i samsvar med kondenseringstemperaturen, idet temperaturen holdes ved 4 0 - 6 0°C

i det første dampstripperør 23 0, ved 60 - 80°C i det andre dampstripperør 262, mens kondenseringstemperaturen holdes ved 80 - 100°C fra mantelen til det siste damps-tripperør 272. Trykket ^ holdes noe over et atmosfærisk trykk på 0,1 - lm vannsøyle tilsvarende et absolutt trykk på 1.01 - 1.1 bar. Trykket p_2er avhengig av dampens og ekstraksjonsmidlets kondenseringsbetingelser som fin-nes i en kjøler plassert umiddelbart etter trykkets p_2målested. Kjøleren er konstruert slik at p_2holder seg konstant på et nivå noe lavere enn det atmosfæriske trykk.

Den ovennevnte ekstraksjonsmiddelstrømning brukes i forbindelse med den vanlige kontaminerte jordmasse. I tilfeller med tung, lett oppløselig kontaminasjon, såsom kystsand meget kontaminert av tung olje, brukes en høyere ekstraksjonsmiddelstrømningshastighet, såsom omtrent det dobbelte, d.v.s. fra 0,2 - 2,0 m/min, typisk omtrent 1,0 m/min. Den senere fremgangsmåte er nødvendig på grunn av at den nåværende type olje oppløses umiddelbart med det resultat at ekstraksjonsmiddelstrømningen fort ville bli for tyktflytende hvis den høyere hastighet ikke hadde blitt tatt i bruk.

Eksempel 2

Dette eksempel ble utført på en prøveanordning bestående av en lastningssluse og et enkelt ekstraksjonsrør med en indre diameter på 335 mm og tjærekontaminert jordmasse med høy kontamineringsgrad skulle dekontamineres ved hjelp av metylenklorid som ekstraksjonsmiddel.

Den kontaminerte jordmasse ble innført ved en hastighet på 10 t/h. Metylenkloridet ble innført motstrøms ved en hastighet på 5 t/h.

Under forsøket ble det tatt prøver 2, 3, og 8 m fra inn-førelsesstedet. Tjæreinnholdet i disse prøvene og på den innførte kontaminerte jordmasse (startematerialet) vises i tabell 1.

Det ser ut som at ved å føre jordmassen gjennom et enkelt ekstraksjonsrør, gikk tjæreinnholdet ned fra 16300 mg/kg (1,63%) til 260 mg/kg (0,026%), d.v.s. tjæreinnholdet minsket til 1,6% sammenlignet med det opprinnelige inn-holdet .

Eksempel 3

Tilsvarende betingelsene i eksempel 2, utførtes en prøve med tjærekontaminert jordmasse som bare var noe kontaminert. Startematerialets og prøvenes tjæreinnhold vises i tabell 2.

Det vises fra eksemplene 1 og 2 at bruk av to ekstraksj onsrør kan redusere et tjæreinnhold på 163 00 mg/kg til et resterende innhold på mindre enn 100 mg/kg (=100 ppm).

Ved hjelp av en anordning bestående av fire påfølgende ekstraksjonsrør, er det mulig å dekontaminere tjærekontaminert jordmasse med en kontaminasjonsgrad på 163 0 0 mg/kg til et tjæreinnhold ifølge forskriftene for å ren-gjøre jordmasse, d.v.s. mindre enn 10 ppm.

Eksempel 4

Tjærekontaminert jordmasse dekontamineres ved å passere igjennom fire ekstraksjonsrør fra ekstraksjonsenheten på fig. 2 og ved hjelp av metylenklorid som ekstraksjonsmiddel. Følgelig dreneres jordmassen, hvoretter den strippes ved hjelp av damp ved å passeres gjennom tre dampstrippe-rør på dampstrippeenheten på fig. 3. Den dekontaminerte jordmasse som fjernes fra utlastningsslusen har et met-ylenkloridinnhold under bestemmelsesgrensen, d.v.s. 1 ppm, og følgelig kan jordmassen returneres til dens opprinnelige utgravningssted uten å representere noen risiko til omgivelsene.

Claims (16)

1. Fremgangsmåte for kontinuerlig dekontaminasjon av materiale hvor materialet a) passerer en innlastningssluse til et lukket system, b) ekstraheres motstrøms ved hjelp av et ekstraksjonsmiddel i en ekstraksjonsseksjon innbefattende ett eller flere ekstraksjonsrør utstyrt med spiraltransportører, c) underkastes dampstripping i en dampstrippeseksjon for fjerning av ekstraksjonsmidlet, og d) føres ut fra det lukkede system gjennom en utlastningssluse , karakterisert ved at kjemefrie spiraler brukes til transportering av materialet, hvilke kjemefrie spiraler er utstyrt med slitasjebestandig eller friksjons-reduserende overflatebelegg på kantene og/eller siden av transportøren som transporterer/vender mot materialet .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at overflatebelegget utgjøres av en herding av overflaten.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at overflatebelegget er et belegg av PFTE, påsprøytet wolframkarbid eller molybden.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at overflatebelegget er en utskiftbar kantskinne.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at ekstraksjonsmidlet føres gjennom ekstraksjonsrørene som en tilnærmet plugg-strøm.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at dampstrippingen utføres i en dampstrippesseksjon innbefattende ett eller flere oppvarmede dampstripperør forbundet i serie og innbefattende kjemefrie spiraltransportører.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at dampstrippingen utføres ved å føre damp inn i det lukkede system på et sted hvor materialet forlater det siste dampstripperør umiddelbart før utlastningsslusen og ved å fjerne ekstraksj onsmidlet sammen med vann/damp på et tidligere sted, sett i materialets strømningsretning.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at dampinnføringen kontrolleres som en funksjon av trykket px ved utgangs-enden av det siste dampstripperør og som en funksjon av trykket p_2 på stedet hvor ekstraksj onsmidlet og vann/damp fjernes, hvor kontrollen stilles slik at p.x overskrider <p_>2 .

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at materialet etter ekstraksjonen og før dampstrippingen føres oppover gjennom et skrånende dreneringsrør koblet i det lukkede system og innbefattende kjemefrie spiraler.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at materialet føres gjennom innlastningsslusen og utlastningsslusen med til-hørende rør med en kjernefri spiral under dannelse av en forseglingsplugg.

11. Anordning for anvendelse ved utførelse av fremgangsmåten i henhold til krav 1 og i form av et lukket system innbefattende en innlastningssluse (4, 6), en ekstraksjonsseksjon med ett eller flere ekstraksjonsrør (12) utstyrt med spiraltransportører (14), en dampstrippeseksjon (26, 28, 30), og en utlastningssluse (36, 38), karakterisert ved at en eller flere av spiraltransportørene (6, 14, 24, 28, 38) på anordningen er kjemefrie spiraltransportører, hvilke kjemefrie spiraler er utstyrt med slitasjebestandige eller friksjons-reduserende overflatebelegg på kantene og/eller siden av transportøren som transporterer/vender mot materialet.

12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at overflatebelegget utgjøres av en herding av overflaten.

13. En anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at overflatebelegget er et belegg av PFTE, påsprøytet wolframkarbid eller molybden.

14. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at overflatebelegget er en utskiftbar kantskinne (607).

15. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at den innbefatter et dreneringsrør (22) mellom ekstraksjonsseksjonen og dampstrippeseksjonen, hvor røret innbefatter en innretning (24) for å føre materialet oppover.

16. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at innlastningsslusen (4, 6) og utlastningsslusen (36, 38) omfatter respektive rørseksjoner (4, 36) med en kjernefri spiral (6, 38) .