184389. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hulladékok megsemmisítésére plazmatechnika alkalmazásával
1 184 389 2 3. Szént, hidrogént és nitrogént tartalmazd vegyületek: a) CmHnNp + |m + — j • 02 = mC02 + — H20 + ^ N2 b) CmHnNp + + “ + pj* 02 = mC02 + "H20 + pN02 c) G,H12N2 + 702 = 4C02 + 6H20 + N2 A tömegarány — 2,55 d) C<Hi2N2 + 902 = 4C02 + 6H20 + 2N02 A tömegarány = 3,27 Nitrogéntartalom esetén kétféle reakciótípussal jellemezhető a lehetséges oxidációs folyamatok két legszélsőségesebb variációja. A maximális oxigénarány meghaladja a 3-at is. 3,5-nél magasabb azonban nem lehet. 4. Szént, hidrogént és ként tartalmazó vegyületek: a) CmHnSp + ^m + ~ + p j • 02 = mC02 + ~ H20 + pS02 b) CmHnSp + |m + ü + 1,5 pJ-02 = = mC02 + ~ H20 + pS03 c) C2H6S + 4,5 • 02 = 2C02 + 3H20 + S02 A tömegarány = 2,32 d) C2H6S + 5 • 02 = 2C02 + 3H20 + S03 A tömegarány = 2,58 Kéntartalmú veegyületeknél szintén több reakció képzelhető el a kiindulási molarányoktól függően. Az oxigén tömegaránya nem haladja meg a 3-at. 5. Szént, hidrogént és halogenidet tartalmazó vegyületek: a) CmHnX(p4.r) -t- |m 4 —— I • 02 = = mC02 +(-^) * H*° + PHX + T~ X* ahol X = tetszőleges halogenid b) CH3C1 + 1,5 02 = C02 + H20 + HC1 A tömegarány = 1,19 c) CH2C12 + 02 = C02 + 2HC1 A tömegarány = 0,38 d) CHC13 + 02 = C02 + HC1 + Cl2 A tömegarány = 0,27 e) CCI4 + 02 = C02 + 2CI2 A tömegarány = 0,21 Szerves halogenideknél a tömegarány egészen alacsony is lehet, különösen akkor kicsi az oxigénigény, amikor főként halogénmolekulák képződnek. 6. Szerves halogenidek megsemmisítésekor cél lehet, hogy a többi megsemmisítendő anyaggal együtt lehessen kezelni. Ilyenkor előny, ha a plazmafáklya teréből kilépő gázelegy főként hidrogénhalogenideket,pl. sósavat tartalmaz, mivel ezek a termékek nagyon jó hatásfokkal nyelődnek el a mosófolyadékban. Dyen esetben, amennyiben a megsemmisítendő hulladék hidrogéntartalma alacsony, a hidrogénhalogenidek képződését vízadagolással segítjük elő, mivel a plazma hőfokán a víz elemeire bomlik és a keletkezett hidrogén főként a jelenlévő halogénatomokkal fog reagálni. a) 2CHC13 + 2H20 + 02 = 2C02 + 6HC1 b) CCL, + 2H20 = C02 + 4HC1 7. A fenti példák alapján kimondható, hogy gyakorlatilag bármilyen összetételű hulladék megsemmisítésére elegendőa4:l oxigén:hulladék tömegarány beállítása, mivel ez már minden esetben oxigén feleslegben történő megsemmisítést jelent. 8. Ha a hulladék összetétele ismert és megsemmisítése relatíve nagy oxigénfelesleget kíván, akkor célszerű tiszta oxigént vagy oxigénnel dúsított levegőt alkalmazni a megsemmisítés során, mivel így később kisebb gáztömeget kell kezelni, és az üzemeltetési költségek csökkennek. Az eljárás további jellemzésére vonatkozóan az alábbiakat ismertetjük: A reakcióteret biztosító plazmafáklyát két, illetve több plazmagenerátor egyidejű üzemeltetésével is ki lehet alakítani. Ezekben az esetekben a plazmagenerátorok úgy illeszkednek a reaktorokhoz, hogy a plazmafáklyák össztérfogata nagyobb és folyamatos reakcióteret hozzanak létre, ami lehetővé teszi, hogy a hulladékanyag részecskék a nagy hőmérsékletű zónában hosszabb ideig tartózkodjanak és így a kívánt bontási folyamat teljesen végbe mehessen, ugyanakkor a technológia termelékenysége is fokozódik. Plazmagenerátorok körkörös elrendezésével, .plazmafüggöny” képezhető, amelyen keresztül a bontandó anyag minden egyes részecskéje áthaladásra van kényszerítve. Plazmagenerátorok lépcsős elrendezésével a tervezett kémiai reakciók egy-egy fázisának (részreakciók) az irányítása, befolyásolása oldható meg. A plazmareaktor lehet függőleges, vízszintes vagy ferde elrendezésű. A hulladékanyag betáplálásánál például porlasztással nagyfokú diszpergálási lehetőséget biztosítunk és a diszpergált részecskéket a porlasztófű vókkal a plazmafáklya megfelelő zónájába vezetjük. A berendezés megfelelő hő- és korrózióálló anyagból építve teljesen zárt üzeművé alakítható, és így a környezetvédelmi előírásoknak nagymértékben megfelel. Az ilyen égetőberendezés a hagyományos eljárásokhoz képest jóval kisebb helyigényű, és esetleg mobil formában is, pl. konténerizálva, elkészíthető. A rendszer hőtehetetlensége kicsi, ami különösen gyakori indításnál, leállásnál előnyös. Működtetéséhez villamos áram szükséges, amely a legkönnyebben, a leggazdaságosabban kezelhető és termelhető energia. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
