Аппаратурно-технологический комплекс для обезвреживания высокотоксичных галогенсодержащих органических веществ
Предлагаемая полезная модель относится к области технологии органических веществ и может быть использовано для переработки и обезвреживания высокотоксичных и ядовитых галогенсодержащих органических веществ, в частности, пестицидов, ядохимикатов, фторсодержащих боевых отравляющих веществ. Задачей предлагаемого технического решения - полезной модели «Аппаратурно-технологический комплекс для обезвреживания высокотоксичных галогенсодержащих органических веществ» - является повышение эффективности работы комплекса и обеспечения безопасных условий труда. Технический результат, который может быть достигнут при реализации предлагаемой полезной модели, заключается в предотвращении загрязнения окружающей природной среды высокотоксичными вторичными отходами производства - газовыми выбросами, содержащими вредные и ядовитые вещества. Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемым техническим решением - «Аппаратурно-технологическим комплексом для обезвреживания высокотоксичных галогенсодержащих органических веществ», включающим сборную накопительную емкость, печь для термообработки и сжигания, вентилятор и дымовую трубу. Новым в «Комплексе» является то, что «Комплекс» дополнительно содержит емкость для моноэтаноламина, реактор-смеситель, снабженный мешалкой, систему из трех сорбционных колонн, заполненных анионообменной смолой и оснащенных баковым оборудованием для десорбционных и регенерационных растворов, после печи и вентилятора дополнительно установлен циклон, соединенный через насос с циркуляционным баком с щелочным раствором хлорита и/или гипохлорита натрия.
Предлагаемое техническое решение относится к области технологии органических веществ и может быть использовано для переработки и обезвреживания высокотоксичных и ядовитых галогенсодержащих органических веществ, в частности, пестицидов, ядохимикатов, фторсодержащих боевых отравляющих веществ.
Известны (B.C.Кобрин, П.И.Кузубова. Опасные органические отходы (технология управления). Новосибирск: ГПНТБ СО РАН, 1995, 122 с.) различные аппаратурно-технологические комплексы для обезвреживания высокотоксичных органических веществ. Известные и описанные в данном обзоре комплексы включают в себя либо полигоны для захоронения отходов в контейнерах (с.44-47), либо предполагают подземное захоронение жидких опасных отходов (с.53-54), либо «захоронение» опасных отходов в море (с.54-55). Анализируя данные комплексы и методы применительно к опасным отходам производства, авторы обзора подчеркивают, что, несмотря на предусмотренные правилами и предписаниями меры предосторожности, размещение опасных химических веществ и отходов в земле, контейнерах и захоронение в морских глубинах представляет серьезную угрозу окружающей природной среде и здоровью населения.
Известны (Опасные органические отходы, 1995, с.55-71) аппаратурно-технологические комплексы для обезвреживания высокотоксичных органических веществ, основанные на термическом разложении: «огневой» метод, жидкофазное окисление, гетерофазный катализ, пиролиз, плазмохимия. Доминирующим среди перечисленных методов являются аппаратурно-технологические комплексы, в основу которых положено непосредственное сжигание органических веществ. Авторы обзора особо отмечают, что существенным недостатком таких комплексов является образование значительных
количеств весьма токсичных газовых выбросов - вторичных отходов производства, вопрос об обезвреживании и утилизации которых, как правило, вышеуказанными комплексами не решается. Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому при этом техническому результату является известный (А.И.Родионов, В.Н.Клушин, Н.С.Торочешников. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия, 1989, с.396-399) аппаратурно-технологический комплекс для обезвреживания высокотоксичных органических веществ - принят за прототип.
«Комплекс» по прототипу включает в себя печь (камерную или шахтную или циклонную) для сжигания вредных веществ (например, сточных вод), дымовую трубу, вентилятор, воздуходувку, газоход, воздухонагреватель, испаритель, емкость, насосы.
Недостатком известного технического решения - прототипа - является образование в процессе обезвреживания органических веществ высокотоксичных газообразных отходов производства, содержащих оксиды азота, фосфора, серы, соединения фтора, хлора и т.п. Недостатком «Комплекса» по прототипу является также отсутствие конструктивных элементов, предусматривающих очистку и обезвреживание отходящих газов от токсических веществ. Другим недостатком известного аппаратурно-технологического комплекса является тот факт, что он не предусматривает возможность обезвреживания и утилизации высокотоксичных галогенсодержащих органических веществ, в частности, пестицидов, ядохимикатов и боевых отравляющих веществ. Задачей предлагаемого технического решения - полезной модели «Аппаратурно-технологический комплекс для обезвреживания высокотоксичных галогенсодержащих органических веществ» - является повышение эффективности работы комплекса и обеспечения безопасных условий труда. Технический результат, который может быть достигнут при реализации предлагаемой полезной модели, заключается в предотвращении загрязнения окружающей
природной среды высокотоксичными вторичными отходами производства - газовыми выбросами, содержащими вредные и ядовитые вещества. Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата заявляемым «Аппаратурно-технологическим комплексом для обезвреживания высокотоксичных галогенсодержащих органических веществ», включающим накопительную емкость, бак-сборник, печь для термообработки и сжигания органических веществ, вентилятор, дымовую трубу. Новым в аппаратурно-технологическом комплексе является то, что комплекс дополнительно содержит емкость для моноэтаноамина, соединенную с реактором-смесителем, снабженным мешалкой, систему из трех сорбционно-десорбционных колонн, заполненных анионобменной смолой, оснащенных баковым оборудованием для десорбирующих и регенерирующих растворов, а после печи сжигания дополнительно установлен циклон, орошаемый циркулирующим раствором хлорита и/или гипохлорита натрия, соединенный через насос с циркуляционным баком. Вышеуказанные отличительные конструктивные особенности предлагаемого аппаратурно-технологического комплекса для обезвреживания высокотоксичных галогенсодержащих органических веществ в совокупности с известными конструктивными элементами обеспечивают решение поставленной задачи заявляемой полезной модели с достижением при этом технического результата, заключающегося в предотвращении загрязнения окружающей природной среды высокотоксичными вторичными отходами производства - газовыми выбросами, содержащими вредные и ядовитые вещества (соединения).
Анализ уровня техники свидетельствует о том, что в книжной, журнальной и патентной литературе предлагаемый «Аппаратурно-технологический комплекс для обезвреживания высокотоксичных галогенсодержащих органических веществ» ранее не описан, а предлагаемые конструктивные особенности заявляемого Комплекса (последовательность соединения отдельных узлов и аппаратов) из известных источников информации явным образом не вытекает и не следует.
Опытные испытания различных вариантов установок, поточных линий, аппаратурно-технологических участков и отделений показали, что между конструктивными элементами заявляемого в настоящей заявке Комплекса и достигаемым при этом техническим результатом существует вполне определенная причинно-следственная связь, заключающаяся в том, что каждый из элементов (признаков заявляемого Комплекса), отдельно взятый, необходим, а в совокупности своей они обеспечивают решение поставленной задачи с достижением вышеуказанного технического результата. Аппаратурно-технологический комплекс для обезвреживания высокотоксичных галогенсодержащих органических веществ по предлагаемой полезной модели включает в себя (рис.): накопительную емкость (бак-сборник) для исходных высокотоксичных галогенсодержащих органических веществ, подлежащих обезвреживанию (ядохимикаты, пестициды, фторсодержащие боевые отравляющие вещества и т.п.) - (1), емкость с дозаторами для моноэтаноламина (2), реактор-смеситель (3), снабженный мешалкой, систему из трех заполненных анионообменной смолой сорбционно-десорбционных колонн (4), оснащенных баковым оборудованием для регенерирующих и/или десорбирующих растворов (5), печь для термообработки и сжигания органических веществ (6), вентилятор, циклон (или систему циклонов) (7), соединенный с циркуляционным баком (8) с раствором хлорита и/или гипохлорита натрия, дымовую трубу.
Реализация полезной модели
Исходные высокотоксичные галогенсодержащие органические вещества, подлежащие обезвреживанию (ядохимикаты, пестициды, фторсодержащие боевые отравляющие вещества и т.п.), из транспортируемой емкости (цистерны) закачивают в приемную - накопительную емкость - бак-сборник (1), откуда определенное количество самотеком и/или с помощью насоса подают в реактор-смеситель (3). Из емкости с дозатором (2) в реактор-смеситель (3) направляют моноэтаноламин, после смешения получаемую композицию
перемешивают, что обеспечивает перевод перерабатываемых галогенсодержащих органических веществ в менее токсичное и менее опасное для обслуживающего персонала состояние, пригодное для дальнейшей переработки и обезвреживания. Полученную композиционную смесь последовательно пропускают через две сорбционные колонны, заполненные анионообменной смолой (анионитом), преимущественно в ОН-форме. При этом происходит поглощение из органической фазы фторионов за счет протекания обменной реакции:
ROH+R'F
RF+R'OH
После сорбции аниониты в колоннах регенерируют - десорбируют ионы фтора, например, путем обработки анионитов растворами гидроксида натрия (80-120 г/дм3 NaOH).
Смешанную органическую композицию после пропускания через сорбционные колонны направляют в печь для термообработки, сжигания и обезвреживания. Образующуюся в результате сжигания газовоздушную смесь с помощью вентилятора направляют на очистку от вредных токсичных и ядовитых компонентов в циклон (7) или систему циклонов (в зависимости от производительности «Комплекса» в целом и, соответственно, в зависимости от объема образующейся газовой фазы), соединенных с циркуляционным баком (8) с щелочным раствором хлорита и/или гипохлорита натрия. Это при прочих равных условиях обеспечивает очистку и обезвреживание отходящих газов от токсичных компонентов в результате окислительно-восстановительных реакций, с одной стороны, и поглощение «кислых» компонентов из газовой фазы, с другой стороны. Очищенные газы сбрасываются в атмосферу через дымовую трубу.
Аппаратурно-технологический комплекс для обезвреживания высокотоксичных галогенсодержащих органических веществ, включающий сборную накопительную емкость, печь для термообработки и сжигания, вентилятор и дымовую трубу, отличающийся тем, что дополнительно содержит емкость для моноэтаноламина, реактор-смеситель, снабженный мешалкой, систему из трех сорбционных колонн, заполненных анионообменной смолой и оснащенных баковым оборудованием для десорбционных и регенерационных растворов, после печи и вентилятора дополнительно установлен циклон, соединенный через насос с циркуляционным баком с щелочным раствором хлорита и/или гипохлорита натрия.
