Технологическая линия для обезвреживания и утилизации боевых отравляющих веществ
Предлагаемая полезная модель относится к области промышленной экологии и технологии органических веществ и, может быть использована, в частности, для обезвреживания и утилизации боевых отравляющих веществ (БОВ) и других ядовитых органических веществ и высокотоксичных органических отходов производства. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение производительности процесса и обеспечение возможности обезвреживания фосфор-фтор-содержащих боевых отравляющих веществ: зарина, зомана, диизопропилфторфосфата и др., при одновременном решении вопросов безопасных условий труда, предотвращения отравления и интоксикации обслуживающего персонала. Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемой полезной модели заключается в упрощении технологии, обеспечении утилизации вторичных отходов и промпродуктов непосредственно в технологическом процессе. Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемой полезной моделью - «Технологической линией для обезвреживания и утилизации боевых отравляющих веществ», включающей расходную емкость с исходными БОВ, соединенную с реактором-смесителем с мешалкой, приемную емкость с моноэтиноламином МЭА, соединенную с реактором-смесителем, бак для приготовления раствора гидроксида натрия. Новым в предлагаемом техническом решении является то, что расходная емкость с исходными боевыми отравляющими веществами соединена с реактором-смесителем через запорно-регулирующую арматуру и распределительную трубу, помещенную внутри реактора и опущенную ниже уровня мешалки под слой жидкости, реактор-смеситель снабжен обогреваемой рубашкой и имеет соединения через запорно-регулирующую арматуру, расположенную
на крышке реактора-смесителя с баком для приготовления раствора, для раствора гидроксида натрия и емкость для бутилового спирта, выход из реактора-смесителя через нижний слив и запорную арматуру направлен в разделительную колонну, имеющую боковой отводящий патрубок, через который разделительная колонна соединена со сборником органической фазы, нижний слив из которого имеет соединения с реактором-смесителем и емкостями для бутилового спирта и моноэтаноламина, патрубок нижнего слива водной фазы из разделительной колонны через запорную арматуру и трубопровод имеет соединения с реактором-осадителем, на крышке которого имеется патрубок, соединяющий реактор-осадитель с баком для кальцийсодержащих реагентов (раствора и/или пульпы хлорида кальция, и/или известкового молока и т.п.), нижний слив из реактора-осадителя направлен на фильтр-пресс, корыто фильтр-пресса соединено через разгрузочный клапан со сборником осадка.
Предлагаемая полезная модель относится к области промышленной экологии и технологии органических веществ и, может быть использована, в частности, для обезвреживания и утилизации боевых отравляющих веществ (БОВ) и других ядовитых органических веществ и высокотоксичных органических отходов производства.
Известны технологические линии для обезвреживания и утилизации высокотоксичных и ядовитых органических веществ (B.C.Кобрин, П.И.Кузубова. Опасные органические отходы. Новосибирск: ГПНТБ СО РАН, 1995, 122 с.). Известные технологические линии для обезвреживания высокотоксичных органических веществ, основаны на их термическом разложении: «огневой» метод, жидкофазное окисление, гетерофазный катализ, пиролиз, плазмохимия, непосредственное сжигание органических веществ. Существенным недостатком таких переделов является образование значительных количеств весьма токсичных газовых выбросов - вторичных отходов производства, вопрос об обезвреживании и утилизации которых, как правило, вышеуказанными переделами не решается.
Известна (А.И.Родионов, В.Н.Клушин, Н.С.Торочешников. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия, 1989, с.396-399) технологическая линия для обезвреживания и утилизации ядовитых и высокотоксичных соединений и промышленных отходов.
Известная технологическая линия включает в себя печь (камерную, шахтную или циклонную) для сжигания вредных веществ (например, сточных вод), дымовую трубу, вентилятор, воздуходувку, газоход, воздухонагреватель, испаритель, емкость, насосы.
Недостатком известного технического решения является образование в процессе обезвреживания органических веществ высокотоксичных
газообразных отходов производства, содержащих оксиды азота, фосфора, серы, соединения фтора, хлора и т.п. Недостатком известной технологической линии является также отсутствие конструктивных элементов, предусматривающих очистку и обезвреживание отходящих газов от токсических веществ. Другим недостатком известной технологической линии является тот факт, что она не предусматривает возможность обезвреживания и утилизации высокотоксичных фтор-содержащих органических веществ, в частности, пестицидов, ядохимикатов и боевых отравляющих веществ (зарин, зоман и др.).
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому при этом результату к предлагаемому техническому решению является известная полезная модель (Патент РФ на ПМ № С45853 по заявке №2004137992/22 с приор, от 24.12.2004; Зарег. и опубл.: 27.05.2006; MKU 7 G 21 F 9/00; «Аппаратурно-технологический комплекс для обезвреживания высокотоксичных галогенсодержащих органических веществ» - принят за прототип).
Технические решения по прототипу включает в себя накопительную - расходную емкость, бак-сборник, печь для термообработки и сжигания органических веществ, вентилятор, дымовую трубу, емкость для моноэтаноамина, соединенную с реактором-смесителем, снабженным мешалкой, систему из трех сорбционно-десорбционных колонн, заполненных анионообменной смолой, баковое оборудование для десорбирующих и регенерирующих растворов, после печи сжигания установлен циклон, орошаемый циркулирующим раствором хлорита и/или гипохлорита натрия, соединенный через насос с циркуляционным баком.
Недостатком технического решения по прототипу является неудовлетворительная эффективность, что связана с низкой сорбционной емкостью по фтору сорбционных колонн. Другими недостатками полезной модели является сложность обслуживания сорбционных колонн, и возможности выбросов токсичных веществ в окружающую среду.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение производительности процесса и обеспечение возможности обезвреживания фосфор-фтор-содержащих боевых отравляющих веществ: зарина, зомана, диизопропилфторфосфата и др., при одновременном решении вопросов безопасных условий труда, предотвращения отравления и интоксикации обслуживающего персонала.
Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемой полезной модели заключается в упрощении технологии, обеспечении утилизации вторичных отходов и промпродуктов непосредственно в технологическом процессе.
Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемой полезной моделью - «Технологической линии для обезвреживания и утилизации боевых отравляющих веществ», включающей расходную емкость с исходными БОВ (1), соединенную с реактором-смесителем с мешалкой (3), приемную емкость с моноэтиноламином МЭА (2), соединенную с реактором-смесителем (3), бак для приготовления раствора гидроксида натрия (5).
Новым в предлагаемом техническом решении является то, что расходная емкость с исходными боевыми отравляющими веществами (1) соединена с реактором-смесителем (3) через запорно-регулирующую арматуру и распределительную трубу, помещенную внутри реактора и опущенную ниже уровня мешалки под слой жидкости, реактор-смеситель (3) снабжен обогреваемой рубашкой и имеет соединения через запорно-регулирующую арматуру (4), расположенную на крышке реактора-смесителя (3) с баком для приготовления раствора, гидроксида натрия (5) и емкостью для бутилового спирта (6), выход из реактора-смесителя через нижний слив и запорную арматуру направлен в разделительную колонну (7), имеющую боковой отводящий патрубок (8), через который разделительная колонна (7) соединена со сборником органической фазы (9), нижний слив из которого имеет соединения с реактором-смесителем (3) и емкостями для бутилового
спирта (6) и моноэтаноламина (2), патрубок нижнего слива водной фазы из разделительной колонны (7) через запорную арматуру и трубопровод имеет соединения с реактором-осадителем (10), на крышке которого имеется патрубок (11), соединяющий реактор-осадитель с баком (12) для кальцийсодержащих реагентов (раствора и/или пульпы хлорида кальция, и/или известкового молока и т.п.), нижний слив из реактора-осадителя (10) направлен на фильтр-пресс (13), корыто (14) фильтр-пресса соединено через разгрузочный клапан (15) со сборником осадка (16).
Вышеуказанные отличительные конструктивные особенности предлагаемой технологической линии для обезвреживания и утилизации боевых отравляющих веществ в совокупности с известными ранее конструктивными элементами обеспечивают решение поставленной задачи заявляемой полезной модели с достижением при этом технического результата, заключающегося в упрощении технологии, обеспечении утилизации вторичных отходов и промпродуктов непосредственно в технологическом процессе обезвреживания БОВ.
Анализ уровня техники свидетельствует о том, что в книжной, журнальной и патентной литературе предлагаемая технологическая линия для обезвреживания и утилизации боевых отравляющих веществ ранее не описана, а предлагаемые конструктивные особенности заявляемой технологической линии (последовательность соединения отдельных узлов и аппаратов) из известных источников информации явным образом не вытекают и не следуют.
Реализация полезной модели
Исходные боевые отравляющие вещества, подлежащие обезвреживанию и утилизации, в частности зарин, зоман и др., помещают в расходную емкость (1), соединенную с реактором-смесителем (3) через запорно-регулирующую арматуру и распределительную трубу, помещенную внутри реактора-смесителя и опущенную ниже уровня мешалки.
Для обеспечения разрушения и обезвреживания БОВ в реактор-смеситель (3) заливают (закачивают, подают самотеком и т.п.) моноэтаноламин из емкости (2), раствор щелочи - гидроксида натрия - из бака (5) и бутиловый спирт из емкости (6). Затем при включенной мешалке и одновременной подаче острого пара в обогреваемую «рубашку» в реактор-смеситель подают - по распределяющей трубе исходные БОВ. Образующуюся композиционную жидкую смесь нагревают и перемешивают, при этом происходит разрушение и обезвреживание БОВ с переводом фторида натрия и фосфата натрия в водную фазу, а органических веществ - соответственно, в органическую фазу (моноэтанол-бутанол).
После проведения операции смешения жидкостей, разрушения и обезвреживания БОВ, образующуюся композиционную смесь через патрубок нижнего слива подают из реактора-смесителя (3) в разделительную колонну (7). Смесь жидкостей в колонне (7) выдерживают, в течение времени, необходимым для разделения-расслоения фаз, после чего органическую фазу сливают из колонны через боковой патрубок (8) в сборник (9), откуда органическую фазу направляют в реактор-смеситель (3) или в емкость для бутилового спирта (6) или в емкость для моноэтаноламина (2). Водную фазу - раствор фторида натрия и фосфата натрия сливают из разделительной колонны (7) через патрубок нижнего слива в реактор-осадитель (10), затем в этот реактор при включенной мешалке подают (заливают, закачивают) из бака (12) через патрубок (11) кальций-содержащие реагенты, в качестве которых могут быть использованы либо раствор, либо пульпа (суспензия) хлорида кальция, или известковое молоко (CaO-H 2O). Суспензию в реакторе (10) перемешивают, при этом происходит обезвреживание растворов от ионов F- и РО4-3 и их перевод в малорастворимые соединения - в осадок, содержащий СаF 2 и Са3(РO4 )2. суспензию затем подают (например закачивают насосом) на фильтр-прессе (13), осадок отделяют от маточного раствора, и выгружают с рам фильтр-пресса в корыто (14), откуда осадок через разгрузочный клапан (15) выгружают в сборник (16) осадка. Из
сборника осадок фасуют, погружают потребителям, в частности для стройиндустрии, для производства бетонных смесей и композиций.
Технологическая линия для обезвреживания и утилизации боевых отравляющих веществ, включающая расходную емкость с исходными боевыми отравляющими веществами, соединенную с реактором-смесителем, приемную емкость для моноэтаноламина, соединенную с реактором-смесителем, бак для приготовления раствора гидроксида натрия, отличающаяся тем, что расходная емкость соединена с реактором-смесителем через запорно-регулирующую арматуру и распределительную трубу, помещенную внутри реактора-смесителя и опущенную ниже уровня мешалки, под слой жидкости, реактор-смеситель снабжен обогреваемой рубашкой и имеет соединения через запорно-регулирующую арматуру, расположенную на крышке реактора-смесителя с баком для приготовления раствора гидроксида натрия и емкостью для бутилового спирта, выход из реактора-смесителя через нижний слив и запорную арматуру направлен в разделительную колонну, имеющую боковой отводящий патрубок, через который разделительная колонна соединена со сборником органической фазы, нижний слив из которого имеет соединения с реактором-смесителем, и емкостями для моноэтаноламина и бутилового спирта, патрубок нижнего слива водной фазы из разделительной колонны через запорную арматуру и трубопровод имеет соединения с реактором-осадителем, на крышке которого имеется патрубок, соединяющий реактор-осадитель с баком для кальцийсодержащих реагентов, нижний слив из реактора-осадителя направлен на фильтр-пресс, корыто фильтр-пресса соединено через разгрузочный клапан со сборником осадка.
