Thermal decomposition integrated with plasma oxidation used for the destruction of selected solid and liquid wastes

A new laboratory system for hazardous waste destruction was tested at a laboratory scale. The experimental device consists of 7 units: an electrical furnace, a plasma reactor, a catalytic reactor, a water cooler, a neutraliser, a carbon adsorber and a fan. The experimental system could be built using different units depending on the waste composition with the aim to adopt the system to various kinds of wastes. The first step of the waste degradation was the thermal decomposition in argon flow. The second one was the oxidation of hydrocarbons formed in the first step using non-equilibrium plasma in the presence of oxygen. Finally, the gases leaving the plasma reactor were purified. Two types of wastes (solid and liquid) were degraded. The reduction of the mass of the waste samples was higher than 99%. The carbon dioxide was the main component of the gases that flowed out of the plasma reactor. The carbon oxide and hydrogen were present in these gases too. The condition of the oxidation of the hydrocarbons in the plasma reactor ought to be improved in the future study in order to attain a momentary concentration of CO in the gas stream leaving the experimental system (behind the fan) compatible with obligatory standards.

Skonstruowano i wykonano nowy laboratoryjny układ aparaturowy dla rozkładu odpadów niebezpiecznych. Urządzenie składało się z 7 modułów (elektryczny piec do pirolizy, reaktor plazmowy, reaktor katalityczny, chłodnica, neutralizator, adsorber, wentylator), które mogą być zmieniane i dopasowywane w zależności od rodzaju odpadów. Na pierwszym etapie procesu, odpady ulegają rozkładowi termicznemu w piecu elektrycznym w obecności argonu. Powstałe podczas rozkładu termicznego węglowodory były utleniane w reaktorze plazmowym w obecności tlenu. Następnie gazy opuszczające reaktor plazmowy były oczyszczane. Celem pracy było przetestowanie układu laboratoryjnego w procesie rozkładu dwóch odpadów ciekłego (zużyty olej do pomp próżniowych) i stałego (przeterminowany odczynnik chemiczny - mannit). Redukcja masy próbek obydwu odpadów była wyższa niż 99%. Głównym składnikiem gazów po procesie utlenienia był CO2. W gazach wypływających z reaktora plazmowego występował również CO i H2. Stężenie CO było na tyle znaczące, że należy w przyszłych badaniach polepszyć warunki procesu spalania dla obniżenia tego stężenia.