Спосіб утилізації органічних сполук та пристрій для його здійснення

Предметом настоящего изобретения является способ утилизации (Entsorgung) органических соединений, которые дополнительно к таким элементам, как углерод, водород и кислород, содержат еще галоген, фосфор, серу и/или металлы в атомной связи, а также . устройство для осуществления этого способа. Вещества, которые содержат галогены, фосфор, серу, однако, также атомы металлов, как ртуть, мышьяк и т.п., используют в самых различных областях применения. Так, они могут служить в качестве охлаждающих агентов, вспенивающих агентов, ядохимикатов, лекарственных средств, трансформаторных масел и т.п. Особенно критической областью в этой связи являются боевые отравляющие вещества. Во всех такого рода случаях существует, между прочим, проблема утилизации этих, часто крайне опасных, токсичных соединений. При этом нужно уничтожать остатки от производства, складированные запасы, зачастую также такие, который по получению запрещаются по закону нормами выработки, остаточные количества у потребителей и т.п. Доступным, зачастую при этом, путем является утилизация за счет сжигания. Органические соединения, которые содержат только углерод, водород и кислород, при достаточной; подаче кислорода полностью сгорают с образованием диоксида углерода и воды. Однако, в особенности при наличии галоидных соединений наступающее при сжигании образование опасных диоксинов представляет собой препятствие для такого рода обезвреживания. Поэтому по-прежнему существует потребность в наиболее безопасном методе уничтожения, обезвреживания, соответственно, утилизации такого рода веществ. В основу настоящего изобретения положено знание того, что электрически заряженные ионы или части молекул за счет электродиализа могут отделяться друг от друга. В органических соединениях с атомным, т.е. неполярным, связыванием мешающих элементов такое разделение возможно только тогда, когда эта связь поляризуется и приводится в состояние, где она разрывается за счет электрической энергии. Поэтому, согласно изобретению, утилизируемые органические соединения предлагается подвергать ионизации, после чего возникающие, несущие заряды продукты ионизации: разделяются путем электродиализа, и конечные манные продукты, а также остающиеся органические вещества подаются для само по себе известного применения или для отправления на хранение или для сжигания. Ионизацию можно осуществлять под действием ионизирующего излучения. При этом поляризуются атомные связи, утилизируемые вещества распадаются до продуктов в ионном состоянии и становится возможном осуществление разделения по-разному заряженных частиц за счет воздействия электрической энергии. Как только первоначально атомно связанные элементы переходят в ионизированную форму, с ними можно легче манипулировать и без проблем их можно утилизировать или направлять для другого применения. Таким образом происходит обезвреживание опасных соединений без появления прежних опасностей, возникающих при; уничтожении: термическим путем. Предпочтительно таким образом утилизируют ядохимикаты, как пестициды, гербициды, фунгициды, однако, также галогенуглеводороды, хлорированные трансформаторные масла, лекарственные средства или боевые отравляющие вещества. В качестве особенно благоприятного оказывается способ для органических галоидных соединений, в особенности таких, в которых галоген связан с ароматическим кольцом, предпочтительно с фенильным кольцом. Например, здесь нужно назвать замещенные хлором, бромом и/или йодом производные бензола, которые предпочтительно еще замещены одной или несколькими гидроксильными, циано-, алкильными группами, соответственно, этерифицированными до сложноэфирных карбоксильными или карбоксиалкиленовыми группами. Практическими примерами являются дибром-, соответственно, дииод-гидроксибензонитрил и хлортолилоксипропионовая кислота. Комбинация этих соединений применяется в сельском хозяйстве в качестве гербинид под названием ANITENR. Однако, с помощью предлагаемого в изобретении способа также можно утилизировать галогенированные полифенилы, предпочтительно полигалогенированный бифенил (РСВ), который используют в качестве трансформаторного масла. Дальнейшую проблему утилизации представляют собой алифатические галогенуглеводороды (FCKW), которые употребляют в качестве охлаждающего средства и вспенивающего агента. Также их утилизация является задачей настоящего изобретения. Ионизацию утилизируемых соединений можно осуществлять с помощью рентгеновских лучей, в случае необходимости в комбинации с бета- и/или гамма-лучами. В самой простейшей форме для этой цели применяют обычный рентгеновский аппарат, из которого изъяты используемые для экранирования нежелательного бета- и гамма-излучения алюминиевые пластины. Утилизируемое вещество находится предпочтительно в жидком состояний, в особенности в форме раствора, предпочтительно в виде водного раствора. Предпочтительно ионизацию и: устройство для диализа комбинируют в пространственном отношении, так как время жизни: образующихся ионных продуктов, прежде всего, при ионизации путем облучения, часто относительно короткое. Благодаря ионизации должна возникать минимальная электропроводность раствора 500mS (микросименсов), чтобы достичь целевого действия. Предметом настоящего изобретения является также устройство для осуществления указанного способа. Устройство поясняется руководствуясь прилагаемыми рисунками, где: на фиг.1 представлено устройство для ионизации-диализа для осуществления способа; на фиг.2 показано общее размещение такого устройства вн утри всей служащей для этой цели установки; фиг.3 представляет собой усовершенствованную установку с усиленной многокамерной системой электродиализа. На фиг.1 представлена предпочтительная многокамерная установка, которая имеет следующие составные части: центральная камера 1, в которую по трубопроводу 2 вводят раствор сырья (Rohlösung). В этой камере происходит ионизация. Предпочтительно ионизацию осуществляют путем воздействия ионизирующего излучения. Через анод 3 и катод 4 пропускают постоянный ток и за счет его воздействия происходит разделение ионизированных составных частей. К центральной камере 1, смотря по обстоятельствам, примыкают анолитная камера 7, отделенная от камеры 1 с помощью мембраны 5, соответственно, 6, и католитная камера 8. Из этих камер 7 и 8 через отводящие трубопроводы 9, соответственно, 10, выводят неорганическую часть в виде концентрата. Органический материал, который после ионизации остается в камере 1 и не может диффундировать через мембраны 5,6 , отводят через выпускной трубопровод 11 из этой камеры в виде дилюата. К анолитной камере 7 и католитной камере 8 ,смотря по обстоятельствам, примыкают анодная камера 14, отделенная мембраной 12, соответственно, 13, и катодная камера 15, в которые по загрузочным трубе проводам 16, соответственно, 17, вводят щелочной или солевой раствос для создания запаса ионов. Также в анолитную камеру 7 и в католитную камеру 8 по загрузочным трубопроводам 18, соответственно, 19, подают щелочные или солевые, растворы, таким образом, ионы; предпочтительно через оба трубопровода 18 и 19 осуществляют подачу примерно 1% масс. раствора NaOH. Мембраны 5 и 13 представляют собой анодные мембраны AM, а мембраны 6 и 12 представляют собой катодные мембраны КМ. Использование биполярных мембран известно среднему специалисту в области электродиализа. В случае предпочтительного практического примерю обезвреживание гербицида ANITENR, который состоит из смеси 2-(4-хлор-о-толилокси-пропионовой кислоты, 3,5-дииод-4-гидроксибензонитрила и 3,5дибром-4-гидроксибензонитрила в весовом соотношении примерно 5 : 1 : 1, в центральную камеру 1 вводят водный раствор этой смеси веществ с концентрацией примерно 525г/л. Ионизации достигают самым простым образом с помощью аппарата, который соответствует рентгеновскому аппарату для первоначально медицинских целей, из которого изъяты предназначенные для экранирования лучей алюминиевые пластины. Само собой разумеется, нужно соблюдать необходимые меры защиты от излучения согласно уровню техники и OVE -предписаниям при функционировании установки. Установка функционирует предпочтительно непрерывно, причем через камеру 1 раствор сырья протекает со скоростью 17 л/час. Раствор в анолитной камере 7, который состоит из деминерализо-ванной воды с 1% химически чистого НаОН и до начала опыта абсолютно лишен хлора, уже спустя 2 минуты продолжительности опыта имеет содержание хлора 24,5мг/л, содержание йода 0,15мг/л и содержание брома 0,25мг/л. Дополнительное (повторное) исследование содержания галогенов в этом растворе осуществляют предпочтительно спектрофотометрическим путем. В случае указанного непрерывного осуществления способа но трубопроводам 16 и 17 подают раствор гидроксида натрии с концентрацией 8% масс., соответственно, 4% масс. Анолитный и католитный раствор непрерывно заменяют путем подачи раствора гидроксида натрия в концентрации примерно 8% масс. в количестве примерно NаОН: галоген = 1 : 1. Как показано на этом рисунке, устройство для диализа представляет собой предпочтительно многокамерное устройство. В известных случаях .однако, также может быть достаточно простого устройства для диализа только с одной камерой. Предпочтительно устройство для диализа имеет по меньшей мере одну биполярную мембрану. Диализ осуществляют в указанном на фиг.1 устройстве при напряжении 30 - 200 вольт. При этом протекает электрическая энергия в количестве примерно 21 ватт на кг обрабатываемой жидкости. При практическом осуществлении способа ионизацию и диализ проводят предпочтительно под давлением. Вместо подачи раствора гидроксида натрия можно осуществлять также подачу солевого раствора, как, например, раствор соли натрия. На фиг.2 теперь представлена вся установка, в которой устройство для ионизации и устройство для диализа расположены в этом случае отдельно друг от др уга. В часть установки І осуществляют подачу смеси сырья из резервуара 20 по трубопроводу 21, в котором предусмотрены необходимые насосы и вентили (клапаны). Путем воздействия ионизирующего устройства 22 в части для ионизации ІІ утилизируемое вещество расщепляется и разделяется в устройстве для диализа. В части для диализа ІІІ показано, что из устройства для диализа 23 через трубопровод 24 осуществляют выгрузку органического вещества в виде дилюата, в то время как через циклы 25 и 26 осуществляют выгрузку неорганических продуктов реакции в виде концентрата. Для того, чтобы их можно было отводить по трубопроводам 27 и 28, по трубопроводам 29 и 30, смотря по обстоятельствам, нужно вводить щелочной, соответственно, солевой раствор. Не полностью превращенные растворы можно рециркулировать в способ. На фиг.3 представлена более подробная многокамерная система в схематическом представлении функционирования. Из рисунка виден принцип потока ионов, который происходит в установке. Вместе с раствором сырья в установку снова могут возвращаться рециркулируемые части дилюата, если обработка не прошла полностью. Между анодом 1’ и катодом 2’ расположены мембраны 3’ ¸ 8’, причем мембраны 3', 5’ и 7’ представляют собой катодные мембраны, а мембраны 4’, 6’ и 8’ являются анодными мембранами. Анолит 9' и католит 10’ в этом примере осуществления являются растворами сульфата натрия. По трубопроводу 11’ в качестве ресиверного раствора (Aufnehmerlösung) подают водный солевой раствор (например, NаСІ, Nа2SO4) или щелочной раствор (например, NаОН), которые циркулируют через соответствующий камеры, причем по трубопроводам 13’, 15’ и 17’ отводят концентрат. В случае 12' подают раствор утилизируемого FCKW, инсектицида или гербицида. Дилюат отводят по трубопроводам 14’, 16’ соответственно возвращают в 12'. Дальнейшие подробности осуществления способа известны среднему специалисту в области электродиализа и их не нужно пояснять далее.