СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ КОНТЕЙНЕРОВ ТИПА ФЛАКОНОВ ИЛИ АНАЛОГИЧНЫХ ЕМКОСТЕЙ ИЗ РАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ, УСТАНОВКА ДЛЯ ИХ РАЗРУШЕНИЯ И КОМПЛЕКС ДЛЯ ИХ РАЗРУШЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F42D3/00 B09B3/00 

Изобретение относится к переработке вредных отходов и остатков, а более конкретно к способу и установке, предназначенной для разрушения (без создания рисков загрязнений) контейнеров, содержащих отходы лабораторных продуктов.

Известно, что отходы и остатки реакций и различных обработок в лабораториях или малых установках характеризуются большим разнообразием состава и малым единичным количеством, например, от нескольких сот грамм до нескольких килограмм максимально. Эти отходы, которые большую часть времени являются вредными и загрязняющими, обычно собираются в емкости из различных материалов, таких как стекло, композиционные материалы, пластмассы, металл и др.

Манипуляции, известные в настоящее время, для избавления от этих отходов состоят обычно из ручного открытия установок, затем в случае необходимости анализа каждого содержащегося там элемента и, наконец, из собственно переработки, которая должна быть согласована с каждым типом и каждой формой (твердое, жидкое или порошкообразное.) композиции.

Эти манипуляции очень часто бывают крайне опасны, в частности, в процессе открытия емкостей, которые могут выделять токсичные пары или содержать агрессивные для кожи продукты. Они требуют бесконечных мер предосторожности и, в частности, специальной защитной двери. Кроме того, они влекут за собой большие расходы как на уровне многочисленных необходимых анализов, так и на уровне обработки для разрушения, которые должны быть согласованы с каждым специальным случаем или группой отходов.

Известен комплекс для разрушения контейнеров типа флаконов или аналогичных емкостей из разных материалов, содержащих лабораторные или аналогичные отходы, содержащий площадку для загрузки контейнеров, емкость, средства для транспортировки разрушаемых контейнеров в емкость и средства ударного воздействия. Данное техническое решение является наиболее близким к заявленному.

В основу изобретения положена задача создания способа и установки, позволяющих устранить недостатки, присущие известным решениям, такие как необходимость ручного вмешательства, приведение любых предварительных анализов и др. за счет автоматического разрушения контейнеров с рекуперацией материалов без опасности манипулирования.

В соответствии с принципом и наиболее общим определением способа используют ударную волну, создаваемую взрывом в среде погружения для производства разбивания упаковки, такой как флаконы или аналогичные контейнеры, заключающие в себе отходы и опасные продукты.

Более точно, способ по изобретению отличается в основном тем, что флаконы, расположенные рядом в корзинках с металлической решеткой, с вставкой детонирующего шнура, погружаются в бассейн и подвергаются воздействию взрыва в воде, на сравнительно большой глубине, после чего корзинки вынимаются и подвергаются промывке, причем разрушенные флаконы рециклируются или отсылаются на свалку, тогда как отходы, аккумулированные и/или растворяемые постепенно в бассейне, постепенно устраняются и обрабатываются известным образом.

Известно, что взрыв в воде детонирующего продукта характеризуется образованием ударной волны, затем появлением пузырьков газа под давлением. Ударная волна переносит максимальную энергию, а вторичные давления пульсации пузырьков имеют более продолжительное действие. Именно этот тип взрыва используется для обеспечения разрушения контейнеров с вредными отходами с использованием ударных волн, которые сопровождают формирование пузырьков газа. Вследствие того что процесс проводится в погруженном состоянии, газы, выделяющиеся в процессе раскалывания флаконов, промываются в воде бассейна. Кроме того, газовые потоки, образующиеся в процессе разбивания пузырьков, используются как средство естественного перемешивания воды в емкости или бассейне.

Для корректной реализации способа следует использовать взрывчатые материалы, которые могут сопротивляться по меньшей мере 1 мин погружению в воду бассейна. Такое взрывчатое вещество, как пентрит, хорошо подходит для этого, но конечно же могут подойти и другие материалы, удовлетворяющие указанным выше условиям. Соответствующий детонатор помещается рядом со взрывным шнуром или шнурами и следует, очевидно, как это будет пояснено далее, определить для каждого случая фигуры максимальное количество взрывчатого вещества и используемый детонатор в функции объема бассейна и числа флаконов (или эквивалентных емкостей) для обработки в процессе каждого взрыва.

Глубина, на которую должны быть погружены корзинки с флаконами и соответствующие детонационные шнуры, составляет критический фактор. Важно в действительности, чтобы газовый пузырек, генерируемый ударной волной, который принимает обычно сферическую форму, мог разорваться или взорваться на поверхности воды перед тем, как он воздействует на стенку бассейна с водой, причем это нужно для предотвращения проблем пульсации пузырьков, т.е. явлений резонанса. Важно также предотвратить избыточное давление на стенках бассейна вследствие расширения газов. В процессе испытаний, выполненных заявителем и с учетом конструкции установки, которая будет описана позднее, в качестве примера было определено, что глубина погружения должна достигать по меньшей мере 1 м, а обычно располагается между 1 и 2,5 м.

В соответствии с изобретением установка разрушения лабораторных отходов включает в себя в основном: a) по меньшей мере один резервуар или бассейн, заполненный водой на глубине по меньшей мере 2 м; b) средства транспортировки и погружения в воду флаконов или аналогичных контейнеров с отходами; c) и соответствующие средства для обеспечения взрыва контейнеров в заранее определенный момент.

В соответствии с предпочтительной реализацией бассейн состоит из первого бака из материала, стойкого к коррозии, установленного с помощью средств амортизации во втором баке из бетона или аналогичного материала, играющего роль бассейна для удержания.

На практике первый бак, выполненный из стали или аналогичного материала достаточной толщины, по меньшей мере 20 мм, снабжен по своей внутренней периферии перфорированным каналом, который предназначен для рекуперации газов, выделяющихся в процессе взрывов, и позволяет рециклировать их в днище бака в целях создания восходящего потока мини-пузырьков в баке. Кроме того, он снабжен средством защиты от выбросов жидкости и для безопасности операции. Например, это средство может быть образовано развернутым листом в несколько десятков сантиметров ширины, расположенным по периферии бака.

Средства хранения и погружения контейнеров с отходами в воду первого бака образованы рядом металлических корзин, транспортируемых по транспортным рельсам, выполненным в виде решетки из тонкой сетки для удержания осколков и кусков контейнеров, если, в частности, последние образованы стеклянными флаконами. Было констатировано в процессе исследований и испытаний, что предпочтительно располагать контейнеры в несколько концентрических рядов (по меньшей мере, двух) с круговой или эллиптической конфигурацией с тем, чтобы оптимизировать количество взрывчатого вещества и разрушить наибольшее количество емкостей. Взрывные шнуры располагаются между рядами контейнеров, причем пространство между рядами составляет приблизительно 1-3 см. Корзины снабжены съемными крышками с тем, чтобы контейнер, освобожденный после взрыва, не плавал на поверхности воды. На дно первого бака можно поместить корзину большего размера с очень мелкой ячейкой с целью приема мелких осколков стекла.

На фиг. 1 изображена установка для разрушения контейнеров с отходами с помощью взрывных средств с основными приложениями по размещению на соответствующей площадке для обработки; на фиг. 2 вид сверху на бассейн для погружения контейнеров; на фиг. 3 вид в сечении бассейна фиг. 2, показывающий в частности, внутренний бак и его основные средства оборудования; на фиг. 4 вид сверху на устройство контейнеров для разрушения в транспортной корзине; на фиг. 5 вариант конструкции транспортной корзины; на фиг. 6 - более детальный тип каналов, которыми снабжен внутренний бак на фиг. 3.

В соответствии с общей схемой на фиг. 1 контейнеры, например бутыли, загруженные отходами для разрушения, загрузжаются на соответствующих площадках 1 в ряды корзин для хранения (из которых лишь одна 2 была показана упрощенно в движении) транспортируемых по рельсу 3. После загрузки бутылками корзина 2' пересекает пост управления 4 и останавливается в положении 2'' между постом управления и бассейном 5. В этом положении корзина 2'' опускается на расстояние приблизительно в 1 м от почвы. Пиротехник, ответственный за операцию, помещает взрывчатый шнур в контакт с бутылками, как это будет пояснено далее. Шнуры хранятся в помещении 6, тогда как детонаторы хранятся в помещении 7, причем каждое из этих помещений снабжено площадками или шлюзами 8, 9 безопасности. Затем пиротехник пойдет искать детонатор в помещение 7 и разместит его на шнуре. Затем он вернется в помещение управления 4, снабженное запальным устройством 10 с иллюминатором 11 для наблюдения. После этого пиротехник приступает к перемещению (на расстоянии) корзины 2'' к центру бассейна 5 и выполняет контроль линии, когда корзина находится над бассейном с тем, чтобы обеспечить отбрасывание осколков в воду в случае несвоевременного зажигания. Затем корзина 2'' опускается в воду на глубину приблизительно 1 м, после чего выполняется взрывание. За подъемом корзины из бассейна желательно провести ополаскивание (не показано) перед эвакуацией к базе рекуперации 12 расколотых контейнеров.

На практике высота воды в бассейне составляет по меньшей мере 2 м, например, 2,5-3 м, а соответствующий объем не менее 20 м³. Для каждой корзины флаконов, как это будет пояснено позднее, количество взрывчатого вещества, например, пентрита, находится обычно в диапазоне 7-10 г для детонатора типа N28B, который составляет 0,4-0,8 г.

Используемый для взрывов бассейн (фиг.2, 3) имеет первый бак 13, установленный на плите 14 с помощью юбки 15 и средств амортизации 16 типа сайлон-блоков или аналогичных устройств. Этот бак располагается внутри бассейна или второго бака 17, желательно из бетона, который служит бассейном удержания. Бак 13 снабжен трубами или перфорированными каналами 18, служащими для направления циркуляции газов. Эти газы направляются к дну бака и пересекают перфорированную плиту 19 для создания восходящего потока мини-пузырьков в баке для взрывов 13. Вокруг бака 13 в целях безопасности предусмотрена защитная плита 20.

Корзина 21, предназначена для хранения и транспортировки флаконов или других контейнеров, выполнена из металлической решетки с мелкой ячейкой. Она может иметь различные формы, например, круговую (фиг. 4), в виде параллелепипеда (фиг. 5) или эллиптическую (не показана). Каждая корзина содержит несколько рядов флаконов 22 (два из которых показаны на фиг. 4). Взрывной шнур 23 вставлен на небольшом расстоянии, например 1- 2 см, между каждым рядом флаконов. На практике масса взрывного шнура и детонатора для каждой корзины составляет максимально 10 г на корзину, которая может содержать до 70 флаконов.

Флаконы (или другие контейнеры), разрушаемые взрывом в среде погружения, либо рециклируются (например, стекло), либо отсылаются на свалку, либо еще подвергаются отвердению с отходами по известным технологиям.

Поскольку концентрация отходов растет понемногу в баке для взрывов 13, необходимо периодически сливать его, например, если концентрация достигает 15-25%
Благодаря такой установке по изобретению можно иметь автоматический комплекс, обеспечивающий разрушение с минимальным количеством обслуживающего персонала большое количество флаконов в 1 ч. Например, заявитель создал на указанной основе установку, предусмотренную для разрушения 2000 флаконов по 1 л с периодичностью 8 ч.

Использование: переработка вредных отходов и остатков без создания риска загрязнений. Сущность изобретения: контейнеры размещают рядами в корзинах из металлической решетки. Между ними размещают взрывные шнуры и детонаторы. Корзины опускают в воду на глубину 1-2,5 м. Взрывные шнуры подрывают. Корзины извлекают. Устройство включает емкость, выполненную в виде двух коаксиально установленных баков: внутреннего 13 со средствами амортизации 16 и наружного 17. Бак 13 снабжен перфорированным трубопроводом 18 и средствами защиты 20 от выбросов жидкости. Средства подачи контейнеров выполнены в виде корзин 21 из мелкоячеистой металлической сетки. Комплекс включает помещения для хранения детонаторов 7, площадки 1 для загрузки, емкость 5, средства для транспортировки 2, 3 и средства для ударного воздействия в виде взрывных шнуров. 3 с. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ разрушения контейнеров типа флаконов или аналогичных емкостей из разных материалов, содержащих лабораторные или аналогичные отходы, включающий подачу контейнеров в емкость, ударное воздействие на них и извлечение из емкости, отличающийся тем, что контейнеры размещают рядами в корзинах из металлической решетки, между ними размещают взрывные шнуры, подачу осуществляют в емкость, заполненную водой, а ударное воздействие осуществляют посредством подрыва взрывных шнуров. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что взрывные шнуры и связанные с ними детонаторы выбирают из условия стойкости к погружению в воду в течение по меньшей мере 1 мин. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что корзины погружают в воду на глубину 1,0 2,5 м. 4. Установка для разрушения контейнеров типа флаконов или аналогичных емкостей из разных материалов, содержащих лабораторные или аналогичные отходы, содержащая емкость, средства для транспортировки и подачи в емкость контейнеров, средства ударного воздействия, отличающаяся тем, что емкость заполнена водой на глубину по меньшей мере 2 м, а средства ударного воздействия выполнены взрывными. 5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что емкость выполнена в виде двух коаксиально установленных баков, при этом внутренний бак выполнен из стойкого к коррозии материала и снабжен средствами амортизации, а наружный бак выполнен из бетона или аналогичного материала. 6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что внутренний бак снабжен перфорированным трубопроводом, размещенным около внутренней стенки бака, и средством защиты от выбросов жидкости, размещенным на внешней стенке бака. 7. Установка по любому из пп.4 6, отличающаяся тем, что средства подачи контейнеров в емкость выполнены в виде корзин из мелкоячеистой металлической сетки для размещения контейнеров по меньшей мере в два концентрических ряда, а средство для транспортировки контейнеров выполнено в виде автоматизированного транспортного рельса. 8. Установка по любому из пп.4 7, отличающаяся тем, что взырвное средство ударного воздействия выполнено в виде взрывного шнура, размещенного между концентрическими рядами контейнеров, и детонатора, размещаемого на взрывном шнуре каждой корзины перед погружением. 9. Комплекс для разрушения контейнеров типа флаконов или аналогичных емкостей из разного материала, содержащих лабораторные или аналогичные отходы, содержащий площадку для загрузки контейнеров, емкость, средства для транспортировки разрушенных контейнеров и средства ударного воздействия, отличающийся тем, что он содержит помещение для хранения средств ударного воздействия, выполненных в виде взрывных шнуров, и помещение для хранения детонаторов с площадками безопасности.