184389. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hulladékok megsemmisítésére plazmatechnika alkalmazásával
1 184 389 2 be, és gondoskodnak a felmelegedett hűtővíz, a keletkezett szennyvíz és véggázok elvezetéséről, valamint esetleges átalakításáról. A berendezés felépítése a következő: a levegő plazmát szolgáltató 2 plazmagenerátor 4 és 6 kábelen kap egyen- 5 áramú energiaellátást. A plazmagenerátor hűtésére 8 csőcsonkon hűtővíz vezethető be. A felmelegedett hűtővíz 10 csőcsonkon távozik. A levegőplazma előállításához szükséges sűrített levegő munkagáz 12 csőcsonkon jut a 2 plazmagenerátorba. 10 A 2 plazmagenerátor 14 kettősfalú, függőleges tengelyű plazmareaktorhoz csatlakozik úgy, hogy a 2 plazmagenerátorból kilépő 24 plazmafáklya a 14 plazmareaktor felső részén lép be annak 26 reakcióterébe. A 2 plazmagenerátor és a 14 plazmareaktor az ábrázolt példakénti kiviteli alak 15 esetén egytengelyű. Ugyancsak a 14 plazmareaktor felső részén van kiképezve a szervesanyag 24 plazmafáklyába való juttatására szolgáló 16 adagolószerelvény, amely alatt 18 gázelosztó gyűrűből álló adagolószerelvény van. A 14 plazmareaktor 20 belső köpennyel van ellátva. amely felső 20 szakaszán gázbevezető 21 furatokkal rendelkező, vagy gázáterresztő kerámiából készült cső. A berendezés 34 és 36 hőcserélőt is tartalmaz, amelyek a 14 plazmareaktorba vezetett szervesanyag és levegő előmelegítésére szolgálnak. A hideg levegő 40 csőcsonkon jut 25 a 34 hőcserélőbe, amelyet 30 csővezeték köt össze a kettősfalú 14 plazmareaktorral. A szervesanyag 42 csőcsonkon kerül a 36 hőcserélőbe, ahonnan gőz formájában távozik 28 csővezetéken át, és a 14 plazmareaktor 16 adagolószerelvényén át jut a 24 plazma- 30 fáklyába. A14 plazmareaktorból távozó forró gáz 32 csővezetéken át a 34 hőcserélőbejut, majd 38 összekötő vezetéken át a 36 hőcserélőbe áramlik. A 36 hőcserélőből 44 csővezetéken elvezetett gáz 46 gázmosó készülékbe, majd 50 össze- 35 kötő csővezetéken át 48 gázmosó készülékbe kerül és a maradék gáz 58 csővezetéken lép ki a rendszerből. A két gázmosó készüléket 52 csőcsonkon kell ellátni mosófolyadékkal. A szennyező gázkomponensek megkötésével keletkező szennyvíz 54 és 56 csőcsonkokon vezethető el. 40 A vázolt berendezéssel megvalósított technológiai folyamat a következőképpen foglalható össze : A 4 és 6 kábeleken villamosenergiával táplált 2 plazmagenerátor a 12 csőcsonkon beáramló sűrített levegő felhevítésével levegőplazmát állít elő. A 2 plazmagenerátor működtetéséhez szükséges 45 hűtővíz bevezetése és elvezetése 8 és 10 csőcsonkon történik. A levegőplazma a kettősfalú 14 plazmareaktor belsejébe áramlik. A 14 plazmareaktorból távozó forró gázokkal fűtött 36 hőcserélő elgőzölögteti a 42 csőcsonkon bevezetett ^0 folyékony szerves hulladékot. A gőz a 28 csővezetéken a 16 adagoló szerelvénybe kerül, amely biztosítja a szerves anyagnak a 24 plazmafáklyába történő bevezetését és hatásos keveredését. Ezáltal létrejön a szervesanyag teljes disszociációja és részleges ionizációja, azaz plazmává 55 alakulása. A szerves hulladékanyag elemeinek oxidálásához szükséges oxigént előmelegített levegő formájában a 18 gázelosztón vezetjük a 14 plazmareaktor belsejébe, ahol a 26 reakciótérben lejátszódnak az oxidációs folyamatok. A 26 reakciótérbe kerülő levegő előmelegítése részben a 34 hőcserélőben megy végbe. A 34 hőcserélőt a 30 csővezetéken át elhagyva a levegő a kettősfalú 14 plazmareaktor korrózióálló acélból készült külső köpenye és hőlökésálló és hőálló kerámiából készült 20 belső köpenye közötti térben áramlik alulról fölfelé, vagyis a plazma áramlásával ellentétesen. így itt ellenáramú hőcsere valósul meg. Az áramló levegő egy része még a 18 gázelosztó gyűrű elérése előtt a 20 belső köpeny 21 furatait és a plazmareaktor belsejébe jut, és a kerámia cső belső tála mentén 22 nyilakkal jelzett hűtő gázrétegként a plazma áramlási irányának megfelelően áramlik tovább. Ez a levegő mennyiség — bár a plazmához keveredve az oxidációhoz is hozzájárulhat — elsősorban termikus és korrózióvédelmi feladatot tölt be a 14 plazmareaktor legjobban igénybe vett szakaszán. A plazmakémiai reakció forró gázhalmazállapotú végtermékei a 32 csővezetéken a 34 hőcserélőbejutva a levegő előmelegítését, majd a 38 összekötő csővezetéken a 36 hőcserélőbe áramolva a szerves hulladék elgőzölögtetését végzik el. A lehűtött reakciótermékek környezetre káros komponenseinek megkötésére az 50 csővezetékkel sorbakapcsolt 46 és 48 gázmosó berendezés szolgál, amelyben lúgos mosófolyadékot alkalmazunk. Ennek bevezetése az 52 csőcsonkon történik. A szennyezőkben feldúsult szennyvíz az 54 és 56 csőcsonkon távozik. A gázmosóba 44 csővezetéken bejutó gázelegy a környezetre káros komponensektől megtisztítva, azaz a szennyezőket legföljebb a szabványok szerint megengedhető koncentrációban tartalmazva 58 vezetéken hagyják el a berendezést. A véggázok szükség esetén a kémiai technológiában ismert módszerekkel történő átalakítás után (pl. szárítás, melegítés) kéménybe vezethetők. Példák különböző összetételű szerves vegyületek találmány szerinti eljárással történő megsemmisítésére. I. Szénhidrogének: a) CmHn + ^ in + - j • 02 = mC02 + — H20 b) C2H6 + 3,5.02 = 2C02 + 3H20 A kiindulási anyagok tömegaránya 3,5Q2 c2h6 = 3,7 c) C2H6 + 7,5 • 02 = 6C02 + 3H20 A kiindulási anyagok tömegaránya 7,5Q2 c6h6 = 3,07 Látható, hogy a betáplált anyag széntartalmának növekedése esetén a reakcióhoz szükséges oxigén aránya csökken. Általában a kiindulási anyagok tömegeránya 3 körüli értéken lesz. 2. Széni, hidrogént és oxigént tartalmazó vegyületek: a) CmHnOp 4^in + - — ?j»02 = mC02 + ^ H20 b) C«HI206 + 602 = 6C02 + 6H20 A tömegarány =1,6 c) HOCHjCOOH + 1,502 = 2C02 + 2H20 A tömegarány = 0,6 Oxigéntartalmú vegyületek megsemmisítésekor a teljes elégetéshez szükséges oxigén mennyisége jelentősen csökkenhet, és a tömegarány 1 alá is kerülhet. 3
