Termikus deszorpció Kovács Réka Q8CQIQ

Definícíó Szilárd felületre abszorbeálódó, vízben nem oldható, közepesen mozgékony talajszennyezõ anyagokra alkalmazható módszer, fõként ex situ megoldásait alkalmazzuk. Alacsony (100–300 ºC) és magas hőmérsékletű (300–540 ºC) deszorpció különböztethetõ meg. A deszorbeált szervesanyag összegyûjtésére és kezelésére különbözõ technológiákat tudunk alkalmazni: pl. ciklonos leválasztó, katalitikus égetõ, adszorber. Tulajdonképpen a szennyezőanyag ledesztillálását jelenti a szilárd felületről. Ha nedves a talaj, akkor vízgőz-desztilláció folyik.

Alacsony hőfokú deszorpció A termikus deszorberben nem történhet égés (túl alacsony a hőfok, emiatt veszélyes égéstermékek keletkezhetnek és robbanásveszély is fennáll), ezért inert gázáramra és indirekt fűtésre van szükség. Az elszívott gőzöket a deszorberből a gőzkezelő rendszerbe a vivőgáz vagy a vákuum-rendszer továbbítja. A gőzök kezelőrendszerében a szerves szennyezőanyagok leválasztására ciklonokat, aktív szenes vagy más töltetű adszorbereket, szűrőket, nedves elnyeletőket alkalmaznak, elégethetik vagy biológiailag bonthatják a deszorbeálódott szerves szennyezőanyagokat. Nagyobb mennyiség lepárlása esetén a szennyezőanyag újrahasznosítása is lehetséges.

Két gyakorlati lehetőség Forgódobos kemence Termikus szalagspirál

Forgódobos deszorber A forgódobos deszorber egy vízszintes vagy ferde helyzetű henger, melyet kívánatos közvetve fűteni. A csőkemencét forgatják. A kezelőtér izolációja a külső tértől igényes megoldást követel.

1. adagológarat szilárd anyag számára; 2. hidraulikus adagolómű; 3 1. adagológarat szilárd anyag számára; 2. hidraulikus adagolómű; 3. csigás adagoló iszapok számára; 4. a kemence fejrésze; 5. kifalazott forgódobos kemence; 6. utóégető tér; 7. folyékony hulladék égetése; 8. nedves rendszerű salakkihordó; 9. hajtómű

Termikus szalagspirál A termikus szalagspirál egy zárt hengerben forog, miközben továbbítja a szállítandó anyagot. Hasonló izolációra és fűtőrendszerre van szükség, mint a forgódobosnál. A szalagspirál üreges szárában keringtetett forró olaj vagy gőz közvetve fűti a szállított anyagot, a szennyezett talajt

Az eltávozó gőzök további kezelése a technológia lényeges pontja és ez minden esetben szükséges.

Tisztított talaj felhasználása Az alacsony hőfokú deszorberből kikerült talaj az alkalmazott hőmérséklettől függően kisebb-nagyobb mértékben károsodik. Tudnunk kell, hogy a talaj hőmérséklete mindig alacsonyabb, mint a kemence légterének hőmérséklete. Emiatt még a 350 ºC-on kezelt talaj is tartalmaz élő sejteket, és a talaj élettelen része nem bomlik, nem károsodik, könnyen revitalizálható, pl. kevés (kb. 10%) jó minőségű talaj hozzákeverésével.

Tisztított talaj felhasználása A termikus deszorberből kikerülő, szennyezőanyagot már nem tartalmazó talaj steril talajként is hasznosítható, steril talajt igénylő mezőgazdasági technológiákban vagy biotechnológiákban (steril növények tenyésztése, kontrollált talajoltóanyaggal oltott talaj rizoszféra kialakításához, stb.)

Magas hőfokú deszorpció Magas hőfokú deszorpció 300-600ºC-on történik, indirekt fűtéssel. Itt is inert gázáramot vagy vákuumot alkalmaznak, hogy a szennyezőanyag ne gyulladjon be. A többi jellemzője megegyezik az alacsony hőfokú deszorpciónál tárgyaltakkal.

Tisztított talaj felhasználása A kezelt talaj károsodása nagyobb mértékű, így általában a talaj a kezelés után revitalizációra szorul, ha talajként kívánjuk használni. Revitalizáció: felelevenítés, új életre keltés

Besorolás Technológiai csoport: Ex situ termikus Ex situ: Szennyezett talaj kitermeléssel, eredeti helyéről való eltávolítással történik a kármentesítés (mobilizáció)

Leírás A TDT berendezés külső fűtésű forgókemence száraz lepárlásos alapon működő ártalmatlanító berendezés, melynek feladata, hogy az adagolt (< 25 mm szemcseméretű) talajt levegő kizárásával nem oxidatív közegben vákuum alatt (elszívás 20-30 Pa.), alacsony hőmérsékleten ledesztillálással gáz-gőz fázisra és szilárd fázisra választja szét.

A TDT reaktor folyamatos működésű kemence, melynek egyik végén a szennyezett anyag lép be, a másik végén a kigázosított maradék anyag, illetve a tisztított talaj lép ki, a benyúló párlatcsövön pedig a gáz-gőz fázisú lepárlási termék távozik el. A kis térfogatú gáz- gőz fázis szerves anyag tartalma az utóégető kamrában 1250 °C-on min. 2 másodperces tartózkodási idővel kiégetésre, majd gyors hűtés/hőcserélés után a füstgáz mosóban nagy hatékonyságú tisztításra kerül.

Néhány ºC hőmérsékletemeléssel nagymértékben fokozható a deszorpció és a párolgás mértéke, ezért a gázelszívást a talaj hőmérsékletének emelésével is szokták kombinálni. Az enyhe (a biológiai rendszer és a szennyezőanyag együttes szempontjából optimális) hőmérsékletemelés meleg levegő vagy gőz talajba injektálásával érhető el, ez mind in situ, mind ex situ kezelt talaj esetében megoldható. Nagyobb mértékű hőmérsékletemelés (350 ºC-ig) a termikus deszorpció fogalomkörbe tartozik, mely igen hatékony technológia, tárgyalására a talajökoszisztémát károsító technológiák között kerül sor.

Az alacsony hőmérsékletű termikus deszorpciós rendszer Technológiai ábrák Az alacsony hőmérsékletű termikus deszorpciós rendszer Hőm: 100-300ºC

A magas hőmérsékletű termikus deszorpciós eljárás folyamata Hőm: 400-700ºC

Termikus deszorber

Az eljárás hatásfokát és alkalmazhatóságát behatároló tényezők Jól alkalmazható a biológiailag nem bontható szénhidrogén (kátrány, nehéz olaj, pakura és CH maradékanyagok, stb.), vegyi szennyeződések (klór-benzol, stb.) és peszticiddel szennyezett talaj kezelésére, Alkalmazása minden koncentráció tartományban (kicsitől a nagy koncentrációig) hatékonyan lehetséges; Flexibilis eljárás, nem érzékeny a szennyeződés összetételének és koncentrációjának gyors változásaira; A reduktív közegből adódóan nem képez dioxin és furán gázokat, illetve kizárja a dioxin és furán gázok újraképződésének lehetőségét is; A levegő kizárásából adódóan kis térfogatú és folyamatában jó kezelhető füstgázárammal működik;

SWOT analízis S (erősség) Alkalmazása minden koncentráció tartományban jól lehetséges A reduktív közegből adódóan nem képez dioxin és furán gázokat

SWOT analízis W (gyengeség) A szemcseméretnek nagyobbnak kell lennie, mint 25 mm a talajban lévő maradék nehézfémek (amennyiben vannak ilyenek) stabilizációja fitoremediációval szükséges lehet.

SWOT analízis O (lehetőségek) Melléktermék: mosóiszap (de az csak halogén és Hg tartalmú szennyezőanyagok kezelése esetében keletkezik)

SWOT analízis T (veszélyek) - A termikus deszorberben nem történhet égés (túl alacsony a hőfok, emiatt veszélyes égéstermékek keletkezhetnek és robbanásveszély is fennáll), ezért inert gázáramra és indirekt fűtésre van szükség.

Források http://www.uvt.bme.hu/targyak/k_korny/05osz/karm_techn.pdf www.mokkka.hu http://www.kvvm.hu/szakmai/karmentes/kiadvanyok/karmkezikk4/4-07.htm http://www.mokkka.hu/mokka/publications/kislexikon.pdf http://www.tankonyvtar.hu/konyvek/kornyezettechnika/kornyezettechnika-5-10-1-081029-10