[go: up one dir, main page]

RU2005519C1 - Method for thermochemical decontamination of highly toxic substances and device for its realization - Google Patents

Method for thermochemical decontamination of highly toxic substances and device for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2005519C1
RU2005519C1 SU5050529A RU2005519C1 RU 2005519 C1 RU2005519 C1 RU 2005519C1 SU 5050529 A SU5050529 A SU 5050529A RU 2005519 C1 RU2005519 C1 RU 2005519C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reaction products
neutralization
chamber
final reaction
substance
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Иванович ПАПУША
Original Assignee
Анатолий Иванович ПАПУША
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Иванович ПАПУША filed Critical Анатолий Иванович ПАПУША
Priority to SU5050529 priority Critical patent/RU2005519C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2005519C1 publication Critical patent/RU2005519C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: ecology. SUBSTANCE: method includes thermal decomposition, oxidation and stage neutralization of reaction final products in high-velocity transonic flow of working gas with M number M≥ 1 at oxidizer-excess coefficient of α≅ 1.1. Device has combustion chamber of rocket engine and mixing supersonic jet devices. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к экологии для обезвреживания токсичных веществ высших классов опасности: химического оружия, пестицидов, полихлорбифенилов, цианидов и т. п. в снаряженном состоянии (в оболочке) или в текучем виде (жидком, порошкообразном и газообразном) и может быть эффективно использовано при осуществлении мер по защите окружающей среды от загрязнения, а также при создании ресурсосберегающих технологий. The invention relates to ecology for the neutralization of toxic substances of the highest hazard classes: chemical weapons, pesticides, polychlorinated biphenyls, cyanides, etc. in running order (in the shell) or in fluid form (liquid, powder and gaseous) and can be effectively used in the implementation measures to protect the environment from pollution, as well as the creation of resource-saving technologies.

Известны способ термохимического обезвреживания высокотоксичных веществ и устройство для его реализации, принятые в качестве прототипа. A known method of thermochemical neutralization of highly toxic substances and a device for its implementation, adopted as a prototype.

Известный способ основан на том, что обезвреживаемое вещество загружают в полость термической камеры, где с ним осуществляют ряд последовательных операций: разрушение оболочки контейнера, перемешивание обезвреживаемого вещества с высокотемпературным рабочим газом, его нагрев с последующим химическим превращением (обычно полное окисление - сжигание), далее продукты реакции, представляющие собой малотоксичные соединения или нетоксичные, разделяют на фракции и после окончательного обезвреживания утилизируют или выбрасывают в окружающую среду. The known method is based on the fact that the neutralized substance is loaded into the cavity of the thermal chamber, where a series of sequential operations are performed with it: destruction of the container shell, mixing of the neutralized substance with high-temperature working gas, its heating, followed by chemical conversion (usually complete oxidation - burning), then the reaction products, which are low-toxic compounds or non-toxic, are fractionated and, after final disposal, disposed of or discarded into the environment Wednesday.

Устройство для осуществления этого способа содержит манипулятор (приспособление для загрузки обезвреживаемого вещества), вспомогательный плазмотрон для разрезки оболочки контейнера, основной плазмотрон, малый плазмотрон, термическую камеру, центрифугу, окислительную камеру, систему эвакуации шлаков, выхлопную систему аэрозолей с утилизацией тепла, систему очистки газов, систему утилизации аэрозолей, выхлопную трубу рассеивания газовых выбросов. A device for implementing this method comprises a manipulator (device for loading the neutralized substance), an auxiliary plasmatron for cutting the container shell, a main plasmatron, a small plasmatron, a thermal chamber, a centrifuge, an oxidizing chamber, a slag evacuation system, an aerosol exhaust system with heat recovery, a gas purification system , aerosol utilization system, exhaust pipe for dispersing gas emissions.

Представляя собой уникальный объект в мировой практике промышленной экологии, известное устройство является сложным конструктивно и в эксплуатации. Монументальность обслуживания системы, в первую очередь электрической, создает серьезные препятствия в решении вопроса создания малогабаритных мобильных установок. Representing a unique object in the world practice of industrial ecology, the known device is structurally complex and in operation. The monumental service of the system, primarily the electric one, creates serious obstacles in solving the issue of creating small-sized mobile units.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является совершенствование и упрощение технологии и конструкции устройства для обезвреживания высокотоксичных веществ при снижении материальных, производственных и эксплуатационных затрат. The technical result achieved by using the invention is to improve and simplify the technology and design of the device for the disposal of highly toxic substances while reducing material, production and operating costs.

Технический результат достигается тем, что в способе перемешивание обезвреживаемого вещества с высокотемпературным газом осуществляют воздействием на обезвреживаемое вещество трансзвукового-сверхзвукового потока с числом Маха М = = 0,9-2,0 при ≥ 2000оС, после чего в реакционной камере дожигают полученную смесь при коэффициенте избытка окислителя α≅ 1,1 до образования конечных продуктов реакции, а затем ступенчато вводят химические реагенты, которые после перемешивания с конечными продуктами реакции вводят в объем с водным раствором поглотителя.The technical result is achieved in that in the method neutralizes the mixing substance with high-temperature gas is carried out on the influence of detoxifying agents transonic-supersonic flow Mach number M = 0.9-2.0 at ≥ 2000 ° C, followed by afterburning the resulting mixture in the reaction chamber when the coefficient of excess of the oxidizing agent is α≅ 1.1 until the formation of the final reaction products, and then chemicals are introduced stepwise, which, after mixing with the final reaction products, are introduced into the volume with an aqueous solution of Titel.

Устройство снабжено смесительной камерой в виде сверхзвукового эжектора, а источник высокотемпераурного газа выполнен в виде камеры сгорания ракетного двигателя, герметично соединенного соплом с узкой частью эжектора, выход которого скреплен с реакционной камерой, выполненной по форме сопла Лаваля, выходной торец которого соединен с входной частью многозвенной системы нейтрализации, а ее выходная часть выполнена с уменьшающимся по длине сечением и размещена внутри блока для улавливания конечных продуктов реакции, заполненного водным раствором поглотителя. The device is equipped with a mixing chamber in the form of a supersonic ejector, and the source of high-temperature gas is made in the form of a combustion chamber of a rocket engine, hermetically connected by a nozzle to a narrow part of the ejector, the output of which is fastened to a reaction chamber made in the form of a Laval nozzle, the output end of which is connected to the input part of a multi-link neutralization system, and its output part is made with a decreasing cross-section along the length and placed inside the unit for trapping the final reaction products filled with water m solution of the absorber.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.

Оно содержит источник 1 высокотемпературного газа, механический манипулятор ввода обезвреживаемого вещества в оболочке или гидравлическую систему 2 подачи в текучем виде, смесительное устройство 3, системы 4 ввода дополнительных химических реагентов, реакционную камеру 5, многозвенную систему 6 очистки, систему 7 улавливания, систему 8 нейтрализации и утилизации твердых веществ, газовую систему 9 выхлопа. It contains a source of high-temperature gas 1, a mechanical manipulator for introducing a neutralized substance into the shell or a fluid hydraulic system 2, a mixing device 3, additional chemical reagent input systems 4, a reaction chamber 5, a multi-link purification system 6, a capture system 7, a neutralization system 8 and disposal of solids, exhaust gas system 9.

Источником высокотемпературного газа служит камера сгорания ракетного двигателя. Высокотемпературный рабочий газ разгоняют в сопле до высоких трансзвуковых скоростей и направляют в смесительное устройство 3, на входе в которое заранее устанавливают емкость с обезвреживаемым веществом, либо вводят его в поток специальным приспособлением по определенному временному закону, либо обезвреживаемое вещество впрыскивают в поток рабочего газа. В смесительном устройстве перемешивают обезвреживаемое вещество с рабочим газом и направляют в реакционную камеру 5. В зависимости от конкретного химического состава смеси в реакционную камеру через систему подачи 4 вводят дополнительные химические реагенты в количестве, обеспечивающем полное протекание процессов окисления с образованием устойчивых веществ, которые при охлаждении не вступают в побочные реакции. Эти нетоксичные или малотоксичные соединения проходят многозвенную очистку в устройствах 6 и 7, затем газовая фаза отделяется от жидкой и твердой фазы, причем последняя также проходит многозвеннную систему 8 очистки и утилизации, а газовая фаза направляется в выхлопную систему 9. The source of high temperature gas is the combustion chamber of a rocket engine. The high-temperature working gas is accelerated in the nozzle to high transonic speeds and sent to a mixing device 3, at the inlet of which a container with a neutralized substance is pre-installed, or it is introduced into the stream with a special device according to a certain temporary law, or the neutralized substance is injected into the working gas stream. In the mixing device, the neutralized substance is mixed with the working gas and sent to the reaction chamber 5. Depending on the specific chemical composition of the mixture, additional chemical reagents are introduced into the reaction chamber through the supply system 4 in an amount that ensures complete oxidation processes with the formation of stable substances, which when cooled do not enter into adverse reactions. These non-toxic or low-toxic compounds undergo multi-stage cleaning in devices 6 and 7, then the gas phase is separated from the liquid and solid phases, the latter also passing through the multi-link cleaning and disposal system 8, and the gas phase is sent to the exhaust system 9.

Способ и устройство для его реализации позволяют существенно интенсифицировать выполнение всех операций технологического процесса. В частности, контейнер с обезвреживаемым веществом, вводимый в трансзвуковой поток рабочего глаза, в течение десятых долей секунды разрушается, а само вещество эффективно перемешивается с рабочим газом. Таким образом, отпадает необходимость в использовании вспомогательного плазмотрона и центрифуги для перемешивания обезвреживаемого вещества. При этом конструкция термической камеры существенно упрощается, а ее габариты резко сокращаются. С точки зрения экономного расходования энергии отпадает необходимость в создании температуры рабочего газа 20000оС, для этого достаточно уровня 3500оС при одинаковых условиях создания окончательного термического режима - температуры в реакционной зоне обезвреживания ≈ 2000оС.The method and device for its implementation can significantly intensify the implementation of all operations of the process. In particular, a container with a neutralized substance, introduced into the transonic flow of the working eye, is destroyed within tenths of a second, and the substance itself is effectively mixed with the working gas. Thus, there is no need to use an auxiliary plasmatron and centrifuge for mixing the neutralized substance. Moreover, the design of the thermal chamber is greatly simplified, and its dimensions are sharply reduced. From the viewpoint of economical energy consumption is no longer a need for an operating gas temperature of 20000 C, it is sufficient level of 3500 ° C under the same conditions create the final thermal regime - the temperature in the reaction zone neutralization ≈ 2000 ° C.

Указанный уровень температуры характеризует нижнюю границу ее значений, обеспечивающих полное термическое разрушение внутримолекулярных связей обезвреживаемого вещества. Другим принципиально важным обстоятельством является то, что рекомендуемый режим гарантирует предотвращение образования промежуточных высокотоксичных соединений типа диоксинов. The indicated temperature level characterizes the lower limit of its values, providing complete thermal destruction of the intramolecular bonds of the neutralized substance. Another fundamentally important fact is that the recommended regimen guarantees the prevention of the formation of intermediate highly toxic compounds such as dioxins.

С точки зрения тепломеханического воздействия на обезвреживаемое вещество, целью которого является разрушение оболочки контейнера и равномерное перемешивание рабочего газа с обезвреживаемым веществом, наиболее оптимальным режимом по числу М представляется диапазон трансзвуковых и сверхзвуковых скоростей с числом М = 0,9-2,0. Химический состав смеси в реакционной зоне должен обеспечить полное окисление горючих элементов, что соответствует суммарному коэффициенту избытка окислителя α≅ 1,1. From the point of view of the thermomechanical effect on the substance to be neutralized, the purpose of which is to destroy the container shell and uniformly mix the working gas with the substance to be neutralized, the most optimal mode for the number M is the range of transonic and supersonic speeds with the number M = 0.9-2.0. The chemical composition of the mixture in the reaction zone should ensure the complete oxidation of combustible elements, which corresponds to a total oxidant excess coefficient of α≅ 1.1.

При использовании в качестве источника рабочего газа камеры сгорания ракетного двигателя реальные возможности характеризуются верхним уровнем температуры 3200оС. Анализ показал, что для термического разрушения подавляющего большинства известных высокотоксичных химических веществ такой уровень достаточен. Таким образом, способ и устройство являются достаточно универсальными. Принципиально важным преимуществом такой схемы является возможность создания мобильной установки из-за существенного сокращения габаритов всех основных узлов. При этом производительность и экологическая безопасность установки не только не уступают, а по некоторым показателям превосходят характеристики прототипа. (56) "MGC-PLASMA Umwelttechnik Hofucker-strasse 24 CH-4132 Muttens Swizerland, Ab Oktober 1991", с. 8-9. When used as a source of working gas rocket engine combustor characterized by a real possibility the upper temperature level of 3200 ° C. Analysis showed that for the vast majority of thermal degradation known highly toxic chemicals such a level is sufficient. Thus, the method and device are quite versatile. A fundamentally important advantage of such a scheme is the ability to create a mobile installation due to a significant reduction in the dimensions of all the main nodes. At the same time, the performance and environmental safety of the installation are not only not inferior, but in some respects they surpass the characteristics of the prototype. (56) "MGC-PLASMA Umwelttechnik Hofucker-strasse 24 CH-4132 Muttens Swizerland, Ab Oktober 1991", p. 8-9.

Claims (2)

1. Способ термохимического обезвреживания высокотоксичных веществ, включающий подачу обезвреживаемого вещества в термическую камеру, перемешивание его с высокотемпературным рабочим газом с последующим химическим связыванием токсичных элементов, разделением конечных продуктов реакции на фракции и их обезвреживанием, отличающийся тем, что перемешивание обезвреживаемого вещества с высокотемпературным газом осуществляют воздействием на обезвреживаемое вещество трансзвукового сверхзвукового потока с числом Маха M = 0,9 α≅ 1,1 2,0 при температуре не менее 2000oС, после чего в реакционной камере дожигают полученную смесь при коэффициенте избытка окислителя α ≅ 1,1 до образования конечных продуктов реакции, а затем ступенчато вводят химические реагенты, которые после перемешивания с конечными продуктами реакции вводят в объем с водным раствором поглотителя.1. The method of thermochemical neutralization of highly toxic substances, including feeding the neutralized substance into the thermal chamber, mixing it with high-temperature working gas, followed by chemical bonding of toxic elements, separation of the final reaction products into fractions and neutralizing them, characterized in that the neutralization of the substance to be neutralized with high-temperature gas is carried out the action of a transonic supersonic flow with a Mach number M = 0.9 α≅ 1.1 2.0 at a temp a temperature of at least 2000 ° C, after which the resulting mixture is burned up at the oxidizer excess coefficient α ≅ 1.1 to form the final reaction products, and then chemical reagents are introduced stepwise, which, after mixing with the final reaction products, are introduced into the volume with an aqueous solution absorber. 2. Устройство для термохимического обезвреживания высокотоксичных веществ, содержащее источник высокотемпературного газа, систему подачи обезвреживаемого вещества, реакционную камеру, многозвенную систему нейтрализации продуктов реакции и блок для улавливания конечных продуктов реакции, отличающееся тем, что оно снабжено смесительной камерой в виде сверхзвукового эжектора, а источник высокотемпературного газа выполнен в виде камеры сгорания ракетного двигателя, герметично соединенного соплом с узкой частью эжектора, выход которого скреплен с реакционной камерой, выполненной по форме сопла Лаваля, выходной торец которого соединен с входной частью многозвенной системы нейтрализации, а ее выходная часть выполнена с уменьшающимся по длине сечением и размещена внутри блока для улавливания конечных продуктов реакции, заполненного водным раствором поглотителя.  2. Device for thermochemical neutralization of highly toxic substances, containing a source of high-temperature gas, a feed system of a neutralized substance, a reaction chamber, a multi-link system for neutralizing reaction products and a unit for trapping the final reaction products, characterized in that it is equipped with a mixing chamber in the form of a supersonic ejector, and the source high-temperature gas is made in the form of a combustion chamber of a rocket engine, hermetically connected by a nozzle to a narrow part of the ejector, the output of which o attached to the reaction chamber, made in the form of a Laval nozzle, the outlet end of which is connected to the inlet of the multi-link neutralization system, and its outlet is made with a section that decreases in length and is placed inside the unit to trap the final reaction products filled with an aqueous absorber solution.
SU5050529 1992-05-19 1992-05-19 Method for thermochemical decontamination of highly toxic substances and device for its realization RU2005519C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5050529 RU2005519C1 (en) 1992-05-19 1992-05-19 Method for thermochemical decontamination of highly toxic substances and device for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5050529 RU2005519C1 (en) 1992-05-19 1992-05-19 Method for thermochemical decontamination of highly toxic substances and device for its realization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2005519C1 true RU2005519C1 (en) 1994-01-15

Family

ID=21608429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5050529 RU2005519C1 (en) 1992-05-19 1992-05-19 Method for thermochemical decontamination of highly toxic substances and device for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2005519C1 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2156631C2 (en) * 1994-10-27 2000-09-27 Гезельшафт Фюр Кампфмительбезайтигунг Др.Инж.Келер Мбх, Method for processing of chemical agents
RU2163345C1 (en) * 2000-07-13 2001-02-20 Вершинин Николай Петрович Method for extermination of toxic agents and pesticides of fighting and commercial use
RU2181072C1 (en) * 2001-07-04 2002-04-10 Шишкин Зиновий Алексеевич Reactor for processing chloro-organic compound
RU2182505C1 (en) * 2001-04-18 2002-05-20 Федеральная ассоциация "Двойные технологии" Method of continuous detoxication of toxic agents and toxic chemical compounds
RU2200058C1 (en) * 2002-02-12 2003-03-10 Открытое акционерное общество "ТВЭЛ" Method of performing homogeneous and heterogeneous reactions by means of plasma
RU2221614C2 (en) * 2001-02-12 2004-01-20 Парсонз Корпорейшн Decontamination method for materials including hazardous substances of without combustion thereof (variants)
RU2239475C1 (en) * 2003-08-26 2004-11-10 Федеральная ассоциация "Двойные технологии" Method for chemical detoxifying of poisonous and toxic substances
RU2240850C1 (en) * 2004-01-30 2004-11-27 ПАПУША Анатолий Иванович Method for thermochemical detoxification of high-toxicity substances
RU2262369C1 (en) * 2004-10-14 2005-10-20 Федеральная ассоциация "Двойные технологии" Ejection installation
RU2630006C1 (en) * 2016-08-22 2017-09-05 Виталий Юрьевич Хатьков Method for utilising mixture of chlorobenzenes and polychlorobiphenyls
RU2805335C1 (en) * 2022-09-21 2023-10-16 Сергей Дмитриевич Добрынин Method for thermochemical treatment of sludge waste in a transonic flow

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2156631C2 (en) * 1994-10-27 2000-09-27 Гезельшафт Фюр Кампфмительбезайтигунг Др.Инж.Келер Мбх, Method for processing of chemical agents
RU2163345C1 (en) * 2000-07-13 2001-02-20 Вершинин Николай Петрович Method for extermination of toxic agents and pesticides of fighting and commercial use
RU2221614C2 (en) * 2001-02-12 2004-01-20 Парсонз Корпорейшн Decontamination method for materials including hazardous substances of without combustion thereof (variants)
RU2182505C1 (en) * 2001-04-18 2002-05-20 Федеральная ассоциация "Двойные технологии" Method of continuous detoxication of toxic agents and toxic chemical compounds
RU2181072C1 (en) * 2001-07-04 2002-04-10 Шишкин Зиновий Алексеевич Reactor for processing chloro-organic compound
RU2200058C1 (en) * 2002-02-12 2003-03-10 Открытое акционерное общество "ТВЭЛ" Method of performing homogeneous and heterogeneous reactions by means of plasma
RU2239475C1 (en) * 2003-08-26 2004-11-10 Федеральная ассоциация "Двойные технологии" Method for chemical detoxifying of poisonous and toxic substances
RU2240850C1 (en) * 2004-01-30 2004-11-27 ПАПУША Анатолий Иванович Method for thermochemical detoxification of high-toxicity substances
WO2005072828A1 (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Anatoliy Ivanovich Papusha Method for thermochemically neutrolising highly toxic agents
CN1938065B (en) * 2004-01-30 2010-12-08 安娜托利·伊万诺维奇·帕普沙 Method for thermochemically neutralizing highly toxic agents
RU2262369C1 (en) * 2004-10-14 2005-10-20 Федеральная ассоциация "Двойные технологии" Ejection installation
RU2630006C1 (en) * 2016-08-22 2017-09-05 Виталий Юрьевич Хатьков Method for utilising mixture of chlorobenzenes and polychlorobiphenyls
RU2805335C1 (en) * 2022-09-21 2023-10-16 Сергей Дмитриевич Добрынин Method for thermochemical treatment of sludge waste in a transonic flow

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2005519C1 (en) Method for thermochemical decontamination of highly toxic substances and device for its realization
CN1864031B (en) Outlet for a pyrolytic waste treatment system
CN102770708B (en) The fast-selling method and apparatus ruining organic compound is carried out by induction plasma
RU2095131C1 (en) Method for rendering harmless of effluent gases of waste burning units and device for its embodiment
FI880028A7 (en) NOX REDUCTION IN EXHAUST GASES.
JP2756505B2 (en) Waste pyrolysis method and apparatus
US5960026A (en) Organic waste disposal system
US5649324A (en) Plant and process for incinerating explosives
GB1492516A (en) Cyclone structure
CN203810419U (en) Incineration device
CN214370216U (en) Hazardous waste innocent treatment integrated system
EP0605041A1 (en) Arrangement and method for thermal destruction of acid substances in flue gases
RU2022590C1 (en) Method and device for rendering toxic agents harmless
RU2072477C1 (en) Method of destruction of supertoxic compounds
RU2246072C2 (en) Method and device for incinerating toxic industrial waste
US5491280A (en) Injector nozzle for molten salt destruction of energetic waste materials
RU2240850C1 (en) Method for thermochemical detoxification of high-toxicity substances
CN210694456U (en) Microwave plasma waste solid cracking device
KR20050020624A (en) Process for NOx-reduction in combustion chamber and device for carrying out said process
EP1071912B1 (en) Method and apparatus for the prevention of global warming, through elimination of hazardous exhaust gases of waste and/or fuel burners
RU2175743C2 (en) Method and device for gas-dynamic ignition
SU1564471A1 (en) Device for reburning waste gas
JPS56119415A (en) Waste incinerating furnace
RU2160475C1 (en) Device for high-temperature recovery of radioactive and toxic wastes
JPS5665619A (en) Gas mixing accelerating furnace