КОМПЛЕКС УСТРОЙСТВ ДЛЯ ДЕТОКСИКАЦИИ И УТИЛИЗАЦИИ АВАРИЙНО ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ

Предложение относится к области химических средств борьбы с химическими отравляющими (опасными) веществами, устройствам для уничтожения токсичных химикатов и промышленных отходов, представляющих собой органические соединения, углеводороды, галогенсодержащие органические соединения и соединения содержащие азот, в том числе металлоорганические соединения и отходы гальванических производств.
Известно устройство для уничтожения промышленных хлорсодержащих отходов и химикатов, выполненное в виде трехзонного химического реактора с форсуночной головкой. Устройство позволяет утилизировать хлорсодержащие отравляющие вещества и отходы производства с получением товарной соляной кислоты. (Патент РФ 2178117, МПК F 23 07/00,1999 г.)
Известны устройства и способы уничтожения токсичных галогенсодержащих органических соединений, азотсодержащих и углеводородных жидких компонентов ракетных топлив, путем термического некаталитического каскадного крекинга, осуществляемого в обогреваемом реакторе под давлением. Реакторы могут быть стационарные, переносные или передвижные. (Патент РФ 2209104, МПК А 62 D 3/00, 2001 г.. Патент РФ 2086853, МПК С 02 F 1/58, 1998 г., Патент РФ 2221835, МПК С 10 G 9/24, 2002 г.).
Наиболее близким к предлагаемому является комплекс устройств для переработки твердых бытовых и промышленных отходов, содержащий химический реактор, имеющий три емкости, для проведения различных процессов, нагреватель и охладитель. Химический реактор представляет собой кессонированную плавильную печь, разделенную перегородками с образованием загрузочной плавильной и сифонной камер, выполненную с окнами для загрузки отходов и флюсов, отверстиями для удаления расплавленного шлака, газоходом для отвода дымовых газов. Вторая емкость - плавильная камера снабжена фурами на нижней части. Первая емкость имеет загрузочное устройство выполненное в виде наклонного барабана. Теплообменник соединен с третьей емкостью реактора и системой очистки отходящих газов. Теплообменник размещен над газоходом печи и выполнен в виде двухступенчатого холодильника, обеспечивающего резкое охлаждение дымовых газов до 20-25°С. (Патент РФ 2185572, МПК F 23 G 5/00, 2000 г.).
Недостатком известных устройств является невозможность проведения процессов детоксикации аварийно химически опасных веществ (АХОВ) в полевых условиях и узкая специализация реакторов, предназначенных для переработки веществ только в твердом или жидком виде или строго определенного вида отходов (химикатов).
Техническая задача, на решение которой направлено данное предложение состоит в расширении функциональных возможностей устройства и обеспечении проведения процессов детоксикации и утилизации Аварийно химически опасных веществ в полевых условиях на месте обнаружения опасных веществ.
Поставленная задача осуществляется за счет того что комплекс устройств для детоксикации и утилизации аварийно химически опасных веществ, содержащий химический реактор, имеющий три емкости, для проведения термохимических процессов и нагреватель, дополнительно
снабжен устройством для погрузки и разгрузки емкостей, устройством для автоматического перемешивания реакционной массы в каждой емкости, камерой дожига летучих компонентов растворителей, насосами для подачи и откачивания реагентов, электростанцией и вспомогательным оборудованием для безопасного проведения процессов, причем все три емкости, для проведения термохимических процессов выполнены идентично в виде универсальных реакторов с независимой системой нагревания и перемешивания.
Для эффективного проведения процессов дегазации с помощью комплекса устройств для детоксикации и утилизации аварийно химически опасных веществ используется, разработанная авторами, система химико-аналитического контроля (ХАК) состояния окружающей среды до проведения работ, в ходе и после проведения работ по детоксикации АХОВ.
Комплекс устройств для детоксикации и утилизации аварийно химически опасных веществ представляет собой: три универсальных химических реактора емкостью по 200 л с системой теплоносителя и автоматического перемешивания реакционной массы, камера дожига летучих компонентов растворителей и электростанция мощностью 30 кВт с соответствующей коммуникационной системой.
В состав вспомогательного оборудования комплекса входит: погрузочно-загрузочное устройство, емкости для реагентов, насосы подающий и откачивающий, приспособления и инструменты, щит автоматической защиты электросети, малогабаритный осветительный комплекс, система ограждения, навес, средства индивидуальной защиты экипажа, приборы химического контроля, огнетушители.
Устройство позволяет утилизировать следующие три группы АХОВ: первая группа - галогеносодержащие органические вещества и пестициды в
твердом состоянии; вторая группа - жидкие АХОВ и отходы растворителей; третья группа - ароматические и алифатические амины.
- Объем загрузки АХОВ одного реактора: первой группы - 25-30 кг, второй группы - 80-90 кг, третьей группы - NaMXYK: AXOB=2:1 (в мольном соотношении).
- Продолжительность утилизации одной загрузки АХОВ: первой группы - 2-3 ч, второй группы - 2,5-3,5 ч, третьей группы - 1,5-2 ч.
- Используемый детоксикационный реагент для АХОВ: первой и второй группы - аминокислотные композиции АК-ЗЭ, ЦН-25, ПЦС-20; третьей группы - натриевая соль мохлоруксусной кислоты, щелочь.
При утилизации АХОВ первой группы в реактор заливается композиция, содержащая смесь аминокислот, подогревается до температуры 60-80°С, затем, при работающей электромешалке, порциями с промежутком по 5-10 мин. засыпается АХОВ. По окончании загрузки АХОВ крышка реактора закрывается, и смесь выдерживается при температуре 60-80°С в течение 30-40 мин, затем нагревательный элемент реактора отключается и смесь охлаждается до температуры 20-30°С, после чего она сливается в емкость для последующей утилизации или переработки в бактерицидную композицию. Следующая порция АХОВ утилизируется аналогичным образом.
Утилизация АХОВ второй группы осуществляется в два этапа:
Первый этап - в реактор заливается композиция, содержащая смесь аминокислот и жидкое АХОВ или растворитель, крышка реактора закрывается и через штуцер на крышке реактора под давлением 0,5-1 атм. подается воздух для перемешивания смеси при отключенной автомешалке. Реакционная масса подогревается до температуры 70-100°С, при этом через другой штуцер осуществляется отгонка и последующий дожиг летучих компонентов растворителей в камере сгорания. По окончании выделения
(сгорания) летучих компонентов прекращаются нагрев содержимого реактора и подача воздуха.
Второй этап - в полученную смесь добавляется аминокислотная композиция (АК), смесь подогревается до 60-80°С при перемешивании автомешалкой в течение 30-40 мин, после чего охлаждается до температуры 20-30°С и сливается в емкость для последующей утилизации или переработки в бактерицидную композицию. Следующая порция АХОВ утилизируется аналогичным образом.
При утилизации АХОВ третьей группы в реактор заливается вода и добавляется натриевая соль монохлоруксусной кислоты и едкий натр или каустическая сода, закрывается крышка реактора, смесь при перемешивании подогревается до температуры 40-60°С. В приготовленный раствор добавляется 10-12 кг аминов, смесь тщательно перемешивается при нагревании, после чего она охлаждается до температуры 20-30°С, сливается в емкость для дальнейшей утилизации или переработки в бактерицидную композицию. Следующая порция АХОВ утилизируется аналогичным образом.
Переработка продуктов детоксикации АХОВ в бактерицидную композицию осуществляется путем добавления аммонийной соли меди или хлорной меди в реактор с продуктами детоксикации АХОВ в мольном соотношении 1:1. Реакция протекает при нагревании. Полученные аминокислотные бактерицидные композиции являются экологически безопасными и разрешены саэпидемнадзором для обеззараживания грунта в местах свалок АХОВ и тары, используемой для их хранения и транспортировки.
Предложение иллюстрируется рисунком и примерами.
При перевозке на автомобиле КамАЗ-53215 с прицепом СЗАП-8357 комплекс устройств для детоксикации и утилизации аварийно химически
опасных веществ размещается согласно схеме приведенной на рисунке. (фиг.1).
Фиг.1 Схема комплекса устройств для детоксикации и утилизации аварийно химически опасных веществ.
1 - универсальный химический реактор;
2 - устройство для погрузки и разгрузки емкостей;
3 - устройство для автоматического перемешивания реакционной массы;
4 - насос для подачи реагентов;
5 - насос для откачивания реагентов;
6 - камера дожига летучих компонентов растворителей;
7 - емкость для отходов;
8 - бочки для реагентов (аминокислот);
9 - вспомогательное оборудование;
10 - электростанция.
Пример 1. Комплекс состоит из трех универсальных химических реакторов емкостью по 200 л с системой теплоносителя и автоматического перемешивания реакционной массы, камерой дожига летучих компонентов рстворителей и электростанцией мощностью 30 кВт с соответствующей коммуникационной системой.
Для утилизации АХОВ первой группы в реактор заливается композиция, содержащая смесь аминокислот, подогревается до температуры 60-80°С, затем, при работающей электромешалке, порциями с промежутком по 5-10 мин. засыпается АХОВ. По окончании загрузки АХОВ крышка реактора закрывается, и смесь выдерживается при температуре 60-80°С в течение 30-40 мин, затем нагревательный элемент реактора отключается и смесь охлаждается до температуры 20-30°С, после чего она сливается в емкость для последующей утилизации или переработки в бактерицидную композицию.
Переработка продуктов детоксикации АХОВ в бактерицидную композицию осуществляется путем добавления аммонийной соли меди или хлорной меди в реактор с продуктами детоксикации АХОВ в мольном соотношении 1:1. Реакция протекает при нагревании. Полученные аминокислотные бактерицидные композиции являются экологически безопасными и разрешены саэпидемнадзором для обеззараживания грунта в местах свалок АХОВ и тары, используемой для их хранения и транспортировки.
Следующая порция АХОВ утилизируется аналогичным образом.
Пример 2. Комплекс состоит из трех универсальных химических реакторов емкостью по 200 л с системой теплоносителя и автоматического перемешивания реакционной массы, камерой сжигания летучих компонентов АХОВ и электростанцией мощностью 30 кВт с соответствующей коммуникационной системой.
Утилизация АХОВ второй группы осуществляется в два этапа:
Первый этап - в реактор заливается композиция, содержащая смесь аминокислот и жидкое АХОВ или растворитель, крышка реактора закрывается и через штуцер на крышке реактора под давлением 0,5-1 атм. Подается воздух для перемешивания смеси при отключенной автомешалке. Реакционная масса подогревается до температуры 70-100°С, при этом через другой штуцер осуществляется отгонка и последующий дожиг летучих компонентов растворителей в камере сгорания. По окончании выделения (сгорания) летучих компонентов прекращаются нагрев содержимого реактора и подача воздуха.
Второй этап - в полученный полупродукт добавляется композиция содержащая смесь аминокислот, смесь подогревается до 60-80°С при перемешивании автомешалкой в течение 30-40 мин, после чего охлаждается до температуры 20-30°С и сливается в емкость для последующей утилизации. Следующая порция АХОВ утилизируется аналогичным образом.
Пример 3. Комплекс состоит из трех универсальных химических реакторов емкостью по 200 л с системой теплоносителя и автоматического перемешивания реакционной массы, камерой дожига летучих компонентов растворителей и электростанцией мощностью 30 кВт с соответствующей коммуникационной системой.
При утилизации АХОВ третьей группы в реактор заливается вода и добавляется натриевая соль монохлоруксусной кислоты и едкий натр или каустическая сода, закрывается крышка реактора, смесь при перемешивании подогревается до температуры 40-60°С. В приготовленный раствор добавляется 10-12 кг аминов, смесь тщательно перемешивается при нагревании, после чего она охлаждается до температуры 20-30°С, сливается в емкость для дальнейшей утилизации. Следующая порция АХОВ утилизируется аналогичным образом.