ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГАЛОГЕНОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к химическим реакторам, которые применяются для обезвреживания газообразных и жидких галогенорганических отходов и могут быть использованы для уничтожения высокостабильных токсичных веществ и очистки от них промышленных выбросов и отходов.
Известны плазмохимические реакторы различных конструкций. Обязательным элементом в таких реакторах является разрядная камера, в которой установлена пара электродов и имеется вход и выход для плазмообразующего газа. Так, известны плазмохимические реакторы, в которых плазмообразующим газом является какой-либо инертный газ, например азот, аргон, или водород. Плазмообразующий газ превращается в плазму под действием электрического разряда в специально оборудованной разрядной камере, а затем соединяется с реакционной смесью в отдельной реакционной камере, где под термическим воздействием плазмы протекают химические реакции с получением целевого продукта.
Известен также плазмохимический реактор для разложения химических промышленных отходов термическим путем. Реактор содержит реакционную камеру с двумя электродами, между которыми протекает очищаемый газ в смеси с кислородом, при напряжении на них 100-3000 В, вызывающем ток величиной 50-1000 A (US 5206879, F23G 5/08C, 1993-04-27). Данный реактор, требует частой, с периодичностью в несколько часов, замены электродов, так как под воздействием кислорода, который является сильным окислителем, высокого напряжения и тока большой силы, эрозия электродов протекает с большой скоростью. В силу вышеназванных причин, он имеет ограничения по производительности.
Известен плазмохимический реактор, состоящий из реакционной камеры, средства для снабжения ее плазмообразующим газом, средства для вывода из нее целевого продукта (продуктов), по крайней мере, пары электродов в реакционной камере, размещенных таким образом, что при подаче на них электрического напряжения в межэлектродном пространстве возникает дуговой электрический разряд. Средство для снабжения реакционной камеры плазмообразующим газом выполнено таким образом, что формирует вихревое течение плазмообразующего газа в пространстве между электродами (RU 2157060, Н05В 7/00, 27.09.2000)
Данный реактор не предназначен для обезвреживания галогенсодержащих отходов с достаточной эффективностью и экологической безопасностью для использования в промышленных масштабах.
Для решения задачи обезвреживания галогенорганических отходов предлагается плазмохимический реактор для обезвреживания галогенорганических отходов термическим путем, состоящий из реакционной камеры, средства для снабжения ее плазмообразующим газом, средства для ввода и вывода из нее продуктов разложения газообразных и жидких галогенорганических отходов, отличающийся тем, что он содержит два плазмотрона, расположенных под углом друг к другу, направленных на центральную ось реакционной камеры и обращенных навстречу реакционных потоков галогенорганических отходов и щелочи, нейтрализующей продукты их разложения, при этом плазмообразующим рабочим телом в одном из плазмотронов является пар, в другом - воздух.
Схема предлагаемой полезной модели иллюстрирована на рис.1, на котором показаны расположение реакционной камеры - 1, плазмотронов - 2,4; форсунки для введения потоков галогенорганических отходов - 3 и потоков щелочи 4, нейтрализующей продукты их разложения.
Плазмохимический реактор работает следующим образом.
Галогенорганические отходы из форсунки 3 подают в поток паровой плазмы, генерируемой паровым плазмотроном 1. Галогенная часть отходов образует галогеноводородные кислоты за счет взаимодействия с водородом, содержащимся в плазменной струе и в органической части отходов. Углерод отхода образует продукты неполного окисления, взаимодействуя с продуктами диссоциации водяного пара в плазменной струе.
2
2
3
Щелочь (обычно каустик NaOH или КОН) из форсунки 4 направляют в поток воздушной плазмы из воздушного плазмотрона 2. В этом высокотемпературном потоке каустик разлагается до оксида натрия NaO, реакционная способность которого существенно выше, чем у едкого натра. Кроме того, ни оксид натрия, ни едкий натр при таком способе подачи не успевают карбонизироваться в карбонат натрия NаСО, вещество, обладающее меньшей реакционной способностью, чем указанные выше. Процесс нейтрализации галогеноводородных кислот в предлагаемом варианте происходит практически мгновенно при стехиометрическом количестве исходной щелочи.
Оба потока парогазовой смеси попадают под углом друг к другу на ось камеры сгорания, обеспечивая при этом максимальное смешение компонентов смеси, достаточную эффективность и экологическую безопасность использовании предлагаемой полезной модели в промышленных масштабах.