从基质中分离成分的设备制造技术

本发明专利技术提供了一种设备，该设备用于从各种基质中分离有害和无害的有机和无机成分。也提供了一种分离这些成分的方法。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
自20世纪50年代早期以来，美国国防部(DOD)和美国能源部(DOE)的许多机构积极开发并制造了含各种放射性物质的核武器和核能部件。提炼核物质的过程和净化这些过程中所用各种设备以及其它伴有各种有机和无机物质的过程已产生了成百上千吨土壤、淤渣、有机物残渣或被放射性核素和各种有害和无害的有机和无机化学成分所沾污的其它残积物。美国环境保护局(EPA)已经将包括放射性核素、有害或无害废弃物成分的废弃物定义为混和废弃物。历史上，混和废弃物通常被原地存放在事先设计好的污染物区域中的容器内，或存储容器中，或处理到填埋池或地沟中。已经不再允许在DOD和DOE填埋池或地沟中处理混和废弃物。由于EPA规章的颁布，已经不允许在EPA批准的有害废弃物工厂或放射性废弃物工厂内对混和废弃物进行处理，除非成分相互被分离或分开。鉴于为了轻工业、商业或房地产业的再发展而使全国许多DOE和DOD工厂被停产并净化，由于DOE和DOD现正经历重要调整，因此挽救这些场所中混和废弃物的需求正在增加。大部分这些工厂含有土壤、淤渣或其它残渣，这些物质被EPA定义为混和废弃物。综合这些问题，已埋入地沟和填埋池的混和废弃物已经对这些地区存留的地下水产生重大影响。根据EPA规章这些地区必需得到挽救，EAP规章包含了对污染源物质(非液体基质)进行处理和挽救的大多数情况。本专利技术公开了一种方法，该方法能够将有害和无害的有机和无机成分从非液体基质中分离出来，且不会破坏放射性核素的稳定性或将其散布开来。分离后，放射性废物既可依照EPA规章在DOE或DOD工厂内处理，也可在EPA批准的放射性废弃物工厂处理。以这种方式处理废物能获得很好的经济效益。目前还没有完全可行的方法以成本有效方式合乎环境要求地实施这些废物的分离。除混和废弃物之外，仅美国自己每年产生的有害和非有害(化学污染)废弃物估计可达上百个几百万公吨的范围。全世界工业依赖于生产常规废弃产物的制造过程。这些废弃产物大量作为有害废弃物处理，这非常昂贵。这就需要通过将污染物从各种基质中分离出来而回收这些废弃物，以便重新利用某些原材料。这将使工业减少其产生的废弃物，降低运行成本，并遵守现行规章。由各种化学成分对公众健康和环境造成的危害已经公知并得到证实。破坏并分解高沸点有害废弃物的各种方法都非常昂贵。当成分本身按重量计算仅占体积的很小部分时，利用高级能量用热的方法破坏整个有害废弃物的成本性能非常不合算。此外，因为非液态基质由于与化合物相接触而受到污染，所以如果可能这些基质应得到重新利用或循环使用。对于被有害废弃物所污染的基质，通过分离通常占废物体积75％到90％的庞大非液态基质来减少需要昂贵破坏或分解方法处理的废物，其成本效能是比较合算的，其中所指有害废弃物例如PCBs、杀虫剂、除草剂、PCPs、二噁英、呋喃等等。因此，本专利技术提供一种经济的减少废弃物和资源重复利用的方法，以作为当前领域响应市场对能以合乎环境要求并节省成本方式较好地处理工业生产过程中的废弃物、混合废弃物以及有害废物流技术需求的选择方案。O’Ham(美国专利5127343，在此通过参考而结合其全部内容)教导了一种设备和方法，其使用分批处理法净化并清洁土壤，特别是含有例如为汽油、石油等石油烃的土壤，在该处理过程中土壤是稳定的。该处理过程是为响应来自汽车加油站和其它相关石油产品用户对石油烃污染土壤现场处理技术的巨大市场需求、响应《有害物质的地下存贮法案》的规章要求及相关规章(它要求挽救被石油烃污染的土壤)而特别设计的。先有技术还没有在基质装料和卸料过程中控制粉尘的方法。通常利用装载机将土壤从储料堆输送到处理设备。在该过程中污染物由于漏泄以及风吹动粉尘会散布开来。工作人员和可能的旁观者、或附近公众都很可能暴露于污染物以及污染物对周围环境的不可控释放。先有技术需要20％或更多时间的停工期来维护处理器。土壤直接被置入由过滤介质(砾石)所包围的筛网(真空管)上的处理单元中。筛网容易被堵，这需要时常在每批之间进行清理。进料门较低，以便能使装载机前端进入腔体、放置要处理的土壤、并升高以产生轨道，使加热器承载器滚动到处理腔体顶部。进料门铰链被基质和过滤介质所阻塞，因此它们在每批处理后必需得到清理。这些门由于该过程而容易被损坏，并由于土壤的穿过而变得几乎不可能空气密封，这导致处理不够充分。另外，对铰链的损坏导致通道门失去控制。当该情况发生时，加热器承载器的轨道也失去控制，导致加热器承载器从位于处理器该端的轨道上落下，使停工期加长。先有技术在处理过程中不可靠。通过固定床的气流是不均匀且变化的，导致要处理的基质中存在温度梯度。由于筛网被阻、砾石和装料门的不可密封产生空气旁路。此外，由于真空筛网直接设置在土壤固定床仅约50％表面区域的下方，致使整个土壤不完全处理或产生“冷点”。不均匀加热导致不充分处理。先有技术使用了昂贵的过滤介质，这些介质增大了废弃物堆放并增加了处理成本。先有技术需要昂贵的批间清理。净化过程通常不成功。这是由于基质直接安置在处理腔体内。基质被用力压入设备的进口区域。先有技术夹带了粉尘颗粒并将它们沉积在喷射控制系统内，这限制了空气流动，并引起额外的维护需求。先有技术仅能处理碳氢化合物。先有技术仅适于用热的方法清除碳氢化合物。对先有技术的评论说明先有技术仅限于从土壤中清除碳氢化合物，而论及经济、生态和安全问题，它就不适于处理各种挥发性的有机和无机化合物和高沸点化合物。因此，就需要一种经济并有利于环境的方法从非液态基质中分离出挥发性的有机和无机污染物，并收集这些污染物以便进行再循环或再利用。也需要一种系统执行经净化的非液态基质的再利用。该方法通过提供有利于生态的方案以较经济的方式减少废物流而产生社会效益。本专利技术提供了一种从基质中分离废弃物成分的设备，它包括具有底部和顶部的容器，其中顶部具有排除气体的管道；以及加热所述容器内部的装置，该装置优选地位于所述设备底部。优选地，该设备进一步包括可拆卸的塔盘，优选为1到4个塔盘。该设备可固定安装，优选为可移动安装。在优选实施例中，该设备进一步包括通过管道抽吸气体产生真空的装置，其真空范围优选为从0英寸汞柱到29英寸汞柱。在优选实施例中，容器为矩形，它包括一到四个侧面，一个或多个塔盘的侧面实际上通过塔盘插入容器底部或底座而构成容器侧面。根据优选实施例，容器没有任何侧面。塔盘优选包括具有小孔的底部，以便使塔盘在底部支撑基质的同时还能使空气向上穿过小孔和基质。例如，该底部可以是滤网或开有槽。设备尺寸可以变化，这依赖于以下因素要处理的基质量，处理场所的地点，或处理单元是设计成固定在场所内还是可移动的，在一个实施例中，塔盘具有(标准)尺寸、形状和容量，这样就可用叉车将它们移动并装入容器中。通常，对于大型操作，将塔盘设计成能从顶部装入基质，该塔盘具有至少约2.5立方码的装载容量。塔盘还包括位于铲车叉槽对立端的铰接闸门，其用于卸载处理后的基质。在另一个实施例中，设备适于小规模使用，例如，其中塔盘具有约1立方码的容量。根据一个实施例，设备进一步包括用于机械搅拌基质的装置。该设备进一步包括导入化学处理助剂的装置。在进一步实施例中，顶部或管道底表面包括高温硅或其它耐热衬垫，以便将塔盘封接到顶部或管道上，这样空气直接进入塔盘和塔盘内所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从基质中分离废弃物成分的设备，包括： 容器，具有顶部，所述顶部具有排出气体的管道；底部；以及加热所述容器内部的装置。

【技术特征摘要】
US 1998-11-13 09/191,7021.一种从基质中分离废弃物成分的设备，包括容器，具有顶部，所述顶部具有排出气体的管道；底部；以及加热所述容器内部的装置。2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括产生真空以便通过所述管道抽取气体的装置。3.根据权利要求2所述的设备，进一步包括可拆卸塔盘。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述容器进一步包括0到4个侧面。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述容器具有0个侧面，塔盘插入所述容器实际上构成了容器侧面。6.根据权利要求3所述的设备，其中所述塔盘包括具有小孔的底部，所述底部能支撑基质并使空气向上穿过基质和小孔。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述底部为筛网。8.根据权利要求6所述的设备，其中所述底部开有槽。9.根据权利要求3所述的设备，其中所述塔盘具有一定尺寸、形状和容量，这样能利用叉车搬动塔盘并将其装入容器。10.根据权利要求3所述的设备，其中所述塔盘从顶部装载了基质，塔盘具有至少约2.5立方码的装载容量。11.根据权利要求3所述的设备，其中所述塔盘在铲车叉槽对侧端具有用于卸下处理后基质的铰链式门。12.根据权利要求1所述的设备，进一步包括机械搅拌基质的装置。13.根据权利要求1所述的设备，进一步包括加入化学处理助剂的装置。14.根据权利要求1所述的设备，其中管道底表面包括高温硅或其它耐热衬垫，以便将塔盘封接到管道上，这样空气能充分进入塔盘和塔盘中容纳的基质，而不会进入塔盘四周。15.根据权利要求1所述的设备，其中所述管道包括1到100微米的干燥过滤介质，该介质能物理地分离吹扫气体气流中夹杂的基质颗粒。16.根据权利要求1所述的设备，进一步包括远程监控所述设备运行的装置，它利用控制器系统和传感器向计算机传送信息。17.根据权利要求3所述的设备，包括1到4个塔盘。18.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备为固定安装或非固定安装。19.根据权利要求1所述的设备，其中所述顶部能竖直移动。20.一种从基质中分离有害和无害的...

【专利技术属性】
技术研发人员：JK奥哈姆，
申请(专利权)人：IR系统国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]