[发明专利]用于容器内废物处理的系统、设备和方法

说明书

本发明提供了用于处理诸如危险、放射性和/或混合废物的用容器装的废物的系统、设备和方法。所述设备和方法采用热分解和专用矛状器具的组合。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年7月24日提交的美国专利申请No. 16/938,448和2020年4月10日提交的美国临时专利申请No. 63/008,321的优先权，每份申请的全部内容都并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于采用矛状器具(lance)进行容器内废物处理的系统、设备和方法。

背景技术

众所周知，热分解用于加工包括有机废物和放射性废物在内的危险废物。几十年来，热分解一直用于将诸如生物质和城市固体废物的有机材料转化成富含一氧化碳、二氧化碳、氢气和轻烃的合成的气体，另外称为合成气(syngas)。合成气此后可用来驱动发动机、涡轮或锅炉来生成功率。已经建成现代化的热分解系统，以便以每天达到几百吨废物的速率加工城市固体废物。

因此，热分解过程得到了很好的发展和理解。此外，已知采用热分解来用于在容器，典型地筒(drum)中加工危险废物，这避免了这些废物的大量处置。然而，采用这些过程的当前方法有许多缺点。例如，使用热分解的大多数方法典型地将热气体引入系统中以加热废物。如果在方法中存在热的、大体积的加热气体，则系统内的气体流和气体组成更难以控制。采用热分解的其它方法利用内部燃烧引发的热量。这些方法通常是焚烧过程，从环境的角度来看，焚烧过程正在变得不可接受。利用明火燃烧的焚化炉和相关过程受到严格和全面的空气污染法律的约束，这些法律典型地使焚化炉在经济上不可行。另一个缺点是气体被引入不在容器本身内的高压釜单元中；因此，反应气体向容器内的材料的转移是非常低效的。

因为没有安全且高效的手段来加工废物，所以存在产生和储存的许多容器的废物，有时储存了数年。这样的容器的内容物可能难以表征、封装不佳(例如，在水泥状粘结剂中)，包含氧化剂与有机物的混合物，该混合物需要更好控制包括反应性材料与容器内部的废物的接触的热分解过程；或者包含树脂，该树脂在处理后留下大量焦并且此外由于自绝缘效应可能未被充分处理(例如，在容器中留下未经处理的树脂)。

仍然需要用于此类废物的安全和高效的分解的系统、设备和过程。特别地，可提供更多信息、更好的控制以及在加工期间废物与反应性材料的更好接触以提供更安全和更彻底的处理的系统、设备和过程。

放射性和危险废物的容器通常是密封的，使得使用热分解的处理导致容器壁的压力积聚和破裂。破裂可导致压力过大，以及在最坏的情况下高压釜边界的失效。在不太极端的情况下，废物容器的破裂导致高压釜的内部的严重污染，这在加工含有放射性材料的废物时产生操作问题。在高压釜的环境之外刺穿密封的废物容器可导致放射性材料和其它危险材料的不受控制的扩散。需要一种用于穿刺在密封的高压釜内部的废物容器的方法。

本文中对已知方法的某些优点和缺点的描述并不旨在限制实施例的范围。

发明内容

本文中公开了用于使用与矛状器具结合的热分解加工容器(例如筒)中的废物的系统、设备和方法，该矛状器具设计成刺穿容器、穿透废物、执行监测功能，并提供用于吹扫气体和反应性材料直接到达容器内部的废物的流动路径。还可使用该设备注入用于在处理后封装废物的材料。

附图说明

图1是功能框图，图示了示例性系统的功能部件，该系统使用与热分解一起的用于处理容器内的废物的矛状器具。

图2A、图2B和图2C(统称为图2)是示例性刺穿和/或穿透矛状器具的示意图。该矛状器具示出为撤回、在刺穿容器后插入以及在穿透容器中的废物后插入。废物容器描绘为在用于容器中的废物的热分解的示例性高压釜内部。

图3是示例性刺穿和/或穿透矛状器具的示意图，该矛状器具包括大于矛状器具的直径的刺穿/穿透尖端。该矛状器具示出为穿过密封件、卷轴状物品件和喷嘴插入，并且定位成通过隔离装置进入高压釜盖。