[go: up one dir, main page]

RU2209104C1 - Способ уничтожения токсичных галогеносодержащих органических соединений - Google Patents

Способ уничтожения токсичных галогеносодержащих органических соединений Download PDF

Info

Publication number
RU2209104C1
RU2209104C1 RU2002118589A RU2002118589A RU2209104C1 RU 2209104 C1 RU2209104 C1 RU 2209104C1 RU 2002118589 A RU2002118589 A RU 2002118589A RU 2002118589 A RU2002118589 A RU 2002118589A RU 2209104 C1 RU2209104 C1 RU 2209104C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
toxic
organic compounds
containing organic
reagents
Prior art date
Application number
RU2002118589A
Other languages
English (en)
Inventor
С.А. Гарелина
Н.Н. Васильева
И.И. Климовский
Original Assignee
Гарелина Светлана Александровна
Васильева Нонна Николаевна
Климовский Иван Иванович
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 Гарелина Светлана Александровна, Васильева Нонна Николаевна, Климовский Иван Иванович filed Critical Гарелина Светлана Александровна
Priority to RU2002118589A priority Critical patent/RU2209104C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2209104C1 publication Critical patent/RU2209104C1/ru

Links

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Fire-Extinguishing Compositions (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области дезактивации и утилизации токсичных галогеносодержащих органических соединений, в том числе и боевых отравляющих веществ. Способ уничтожения токсичных галогеносодержащих органических соединений включает заполнение реактора этими соединениями и реагентами в газообразном состоянии, энергетическое воздействие на молекулы токсичных галогеносодержащих органических соединений, приводящее к их разложению на атомы, молекулы и радикалы, связывание их между собой и с реагентами в нетоксичные газообразные вещества и в нетоксичные и токсичные конденсированные вещества и удаление из реактора газообразных и конденсированных продуктов реакции. Дополнительно к токсичным галогеносодержащим органическим соединениям и реагентам реактор заполняют инертным газом, в качестве реагентов в реактор вводят пары щелочного или щелочноземельного металла, а энергетическое воздействие осуществляют с помощью импульсно-периодического разряда, возбуждаемого в объеме реактора от внешнего источника питания. Изобретение позволяет создать универсальный, эффективно функционирующий, экологически и технологически безопасный способ уничтожения токсичных галогеносодержащих органических соединений.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области дезактивации и утилизации токсичных галогеносодержащих органических соединений, в том числе и боевых отравляющих веществ, и позволяет создать универсальный, эффективно функционирующий, экологически и технически безопасный способ дезактивации и утилизации токсичных галогеносодержащих органических соединений и боевых отравляющих веществ.
Известен способ уничтожения галогеносодержащих органических веществ, включающий в себя разложение молекул таких веществ и связывание продуктов разложения в реакциях с реагентами (ЕР 0257170, МПК А 62 D 3/00). В названном способе разложение молекул осуществляется с помощью ультрафиолетового излучения (например, волны диапазона 280-320 нм). В качестве реагентов используются смеси из соединений, образованных конденсацией окиси пропилена, окиси этилена, щелочью с окисляющим агентом или источником свободных радикалов и т.д.
Однако он обладает рядом существенных недостатков. Во-первых, в первую очередь он предназначен для очистки различных (в том числе и пористых) поверхностей от находящихся на них галогеносодержащих токсичных веществ. И хотя имеется возможность его использования для дезактивации в газовой фазе галогеносодержащих веществ путем помещения их в прокачиваемую газовую среду (например, углеводородную), способ не пригоден для уничтожения боевых отравляющих веществ (например, иприта и люизита). В процессе дезактивации таких веществ неконтролируемым образом могут образовываться токсичные соединения, требующие специальных способов утилизации. Во-вторых, для каждого вида или класса галогеносодержащих веществ требуется конкретный реагент, следовательно, этот способ не является универсальным способом. В-третьих, подбор компонентов реагента осуществляется для химически чистых веществ, а боевые отравляющие вещества после длительного хранения таковыми не являются.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ уничтожения высокотоксичных газообразных веществ, включающий осуществление реакций разложения молекул высокотоксичных газообразных веществ под действием нагрева и ультрафиолетового излучения, испускаемого поверхностным скользящим разрядом, и связывания продуктов реакции разложения с помощью реагента в безопасные и экологически безвредные вещества в реакторе, заполненном смесью газообразных высокотоксичных веществ, газов, способствующих осуществлению реакции разложения по всему реактору, и реагентов (RU пат. N 2152236 С1, А 62 D 3/00, прототип).
В этом способе реактор заполняется смесью газообразных высокотоксичных веществ, водорода и кислорода. Реакция разложения молекул газообразных отравляющих веществ осуществляется за счет теплоты реакции горения вводимой в реактор горючей смеси кислорода и водорода, а инициирование реакции горения по всему объему реактора осуществляется энергетическим импульсом от импульсного скользящего поверхностного разряда, сочетающим в себе энергию неравновесной плазмы разряда между электродами и жесткое ультрафиолетовое излучение с поверхности диэлектрика, на котором расположены электроды. В зависимости от того, какая среда (окислительная или восстановительная) нужна для связи образующихся в результате реакции разложения веществ, в горючую смесь вводят избыток кислорода или водорода по сравнению со стехиометрическим соотношением [H2]:[О2]=2:1. Этот избыток и выполняет роль реагента, переводящего продукты разложения молекул токсичных веществ в безопасные и экологически безвредные вещества.
Этот способ, как и все высокотемпературные способы с использованием кислорода, обладает следующими недостатками:
1) необходимость использования для реализации процесса сжигания сложных композитных материалов, стойких к химически активным веществам в условиях высоких температур (Капашин В.П. и др. Химическое разоружение. Технологии уничтожения отравляющих веществ. Саратов: Гос. учеб. - науч. Центр "Колледж", 2000, с.134);
2) возможность загрязнения образующихся реакционных масс примесями из конструкционных материалов реактора (Шантроха А.В., Гормай В.В. и др. Химико-технологические направления в проблеме уничтожения и утилизации кожно-нарывных отравляющих веществ. Российский химический журнал. Т. XXXVIII. М.: Наука, 1994, 2, с. 23) обуславливает необходимость в дополнительных мерах по определению химического состава и степени токсичности реакционных масс и в организации дополнительных стадий очистки веществ, которые найдут применение в дальнейшем;
3) возможность образования диоксинов и бензофуранов, которое связано с наличием свободного кислорода в реагирующей газовой смеси (Федоров В.А., Ефремов А. А. и др. Проблемы получения мышьяка и его соединений особой чистоты на основе люизита. Там же, с.26);
4) возможность образования окислов мышьяка, фосфора, серы и т.п.
5) при дезактивации люизита в восстановительной среде возможно образование хлоридов мышьяка, арсинов, хлорированных углеводородов (Федоров В.А., Ефремов А.А. и др. Проблемы получения мышьяка и его соединений особой чистоты на основе люизита. Там же, с.26).
Предлагаемое изобретение решает техническую задачу переработки без доступа кислорода токсичных галогеносодержащих органических соединений, в том числе и боевых отравляющих веществ, в безопасные и экологически безвредные вещества, либо в индивидуально чистые токсичные вещества (например, мышьяк), подлежащие дальнейшей утилизации или уничтожению.
Технический результат достигается за счет того, что в способе уничтожения токсичных галогеносодержащих органических соединений, включающем заполнение реактора этими соединениями и реагентами в газообразном состоянии, энергетическое воздействие на молекулы токсичных галогеносодержащих органических соединений, приводящее к их разложению на атомы, молекулы и радикалы, связывание их между собой и с реагентами в нетоксичные газообразные вещества и в нетоксичные или токсичные конденсированные вещества и удаление из реактора газообразных и конденсированных продуктов реакции, дополнительно к токсичным галогеносодержащим органическим соединениям и реагентам реактор заполняют инертным газом, в качестве реагентов в реактор вводят пары щелочного или щелочноземельного металла, а энергетическое воздействие осуществляют с помощью импульсно-периодического разряда, возбуждаемого в объеме реактора от внешнего источника питания.
В предлагаемом способе давление паров щелочных и щелочноземельных металлов изменяется в диапазоне от 0,01 до 10 мм рт. ст. Давление инертного газа - в диапазоне от 5 до 760 мм рт. ст.
Реакция разложение заключается в разрыве химических связей в молекулах отравляющих веществ, осуществляемом в соударениях этих молекул с электронами, нагретыми электрическим полем до энергий, достаточных для эффективного разрыва химических связей в молекуле уничтожаемого вещества. Образовавшиеся в результате реакции разложения молекул уничтожаемого вещества молекулы, атомы и радикалы вступают либо в реакцию соединения с атомами металлов, либо в реакцию соединения друг с другом, образуя в последнем случае чистые химические вещества.
Металлы выбирают таким образом, чтобы их энергии связи с атомами, молекулами и радикалами, образовавшимися в результате реакции разложения молекул отравляющих веществ электронами, были заметно выше энергий связи этих атомов, молекул и радикалов в молекуле отравляющего вещества. Поэтому атомы молекулы и радикалы, образовавшиеся в результате разложения молекул отравляющих веществ в обратную реакцию не вступают, а вступают в реакцию соединения с атомами металлов либо в реакцию соединения друг с другом, образуя в последнем случае чистые химические вещества. В некоторых случаях, когда энергия связи одинаковых атомов больше энергии связи этих атомов с атомами металлов, эти атомы могут образовывать молекулы индивидуально чистых веществ, например мышьяка или водорода.
Поскольку температура частиц, участвующих в реакциях соединения, низка, обратного разложения продуктов этих реакций происходить не будет.
Способ осуществляют следующим образом.
В реактор непрерывно или порциями поступает смесь инертного газа и уничтожаемого вещества в газовой фазе. Рабочее давление паров металла в реакторе создается с помощью генераторов паров металла, которыми снабжен реактор. Реактор снабжен электродами, соединенными с внешним источником питания, через которые осуществляется импульсно-периодический разряд, приводящий к образованию в реакторе электронов, осуществляющих разложение молекул токсичного вещества на молекулы, атомы, радикалы. Длительность разряда и напряженность электрического поля в разряде таковы, что во время его существования преобладающими процессами являются процессы возбуждения, диссоциации молекул токсичных веществ и процессы возбуждения и ионизации атомов реагента. В межимпульсный временной интервал молекулы, атомы и радикалы вступают в реакцию между собой и с атомами металла, в результате чего образуются газообразные (например, водород) или конденсированные (например, хлорид кальция) вещества, накапливаемые в сборниках конденсированных веществ, которыми снабжен реактор. После дезактивации определенного количества уничтожаемого вещества смесь, состоящую из образовавшихся конденсированных веществ, удаляют из сборников. Разделение конденсированных продуктов реакций, извлеченных из сборников реактора, осуществляется посредством специальной технологии.
Предлагаемый способ разложения отравляющих веществ осуществляется в бескислородной среде, следовательно, исключается образование диоксинов и бензофуранов.
Способ иллюстрируется примерами утилизации люизита и иприта.
При утилизации люизита ClCH=CH-AsCl2 в реактор порциями или непрерывно поступает люизит в газовой фазе, инертный газ (например, аргон) и пары кальция. Рабочее давление паров кальция в реакторе поддерживается генераторами паров кальция, которыми снабжен реактор. В реакторе, содержащем смесь люизита в газовой фазе, инертного газа и паров кальция, осуществляется импульсно-периодический разряд, приводящий к образованию в реакторе электронов, осуществляющих разрыв химических связей в молекулах люизита. В межимпульсный интервал времени образовавшиеся в результате разложения молекулы люизита атомы, молекулы и радикалы вступают в реакции соединения между собой и с атомами кальция, в результате чего образуются нетоксичные газообразные вещества и нетоксичные или токсичные вещества в твердой фазе.
Анализ значений энергии связей между элементами, входящими в состав смеси реактора, позволяет сделать вывод о химическом составе продуктов реакций, осуществляемых в реакторе. Вероятный состав продуктов уничтожения люизита: хлорид кальция (Тпл=782oС, Ткип=1960oС); карбид кальция (Тпл=2160oС); мышьяк (Тпл= 817oС, Твоз= 612oС); диводород (Ткип=-252,87oС); ацетилен (Ткип=-83,8oС).
Мышьяк, карбид кальция и хлорид кальция осаждаются в сборниках, которыми снабжен реактор. Разделение этих твердых продуктов реакций, протекающих в реакторе, осуществляется посредством специальной технологии. Водород и ацетилен собираются в соответствующих сборниках.
При утилизации иприта S(CH2CH2Cl)2 в реактор порциями или непрерывно поступает иприт в газовой фазе, инертный газ (например, аргон) и пары кальция. Рабочее давление паров кальция в реакторе поддерживается генераторами паров кальция, которыми снабжен реактор. В реакторе, содержащем смесь иприта в газовой фазе, инертного газа и паров кальция, осуществляется импульсно-периодический разряд, приводящий к образованию в реакторе электронов, осуществляющих разрыв химических связей в молекулах иприта. В межимпульсный интервал времени образовавшиеся в результате разложения молекулы иприта атомы, молекулы и радикалы вступают в реакции соединения между собой и с атомами кальция, в результате чего образуются нетоксичные газообразные вещества и нетоксичные вещества в твердой фазе.
Анализ значений энергии связей между элементами, входящими в состав смеси реактора, позволяет сделать вывод о химическом составе продуктов реакций, осуществляемых в реакторе. Вероятный состав продуктов уничтожения иприта: хлорид кальция (Тпл=782oС, Ткип=1960oС); карбид кальция (Тпл=2160oС); сера (Тпл= 119oС, Ткип=444oС); диводород (Ткип=-252,87oС); этилен (Ткип=-103,7oС).
Сера, карбид кальция и хлорид кальция осаждаются в сборниках, которыми снабжен реактор. Разделение этих твердых продуктов реакций, протекающих в реакторе, осуществляется посредством специальной технологии. Водород и этилен собираются в соответствующих сборниках.
Данный способ пригоден для дезактивации токсичных веществ, которые после длительных сроков хранения не являются химически чистыми веществами и, следовательно, не могут уничтожаться химическими способами, ориентированными на уничтожение химически чистых отравляющих веществ. После длительного хранения большинство отравляющих веществ таковыми не являются (Луганский И.Н, Шелученко В. В. и др. Основные технологические и экологические аспекты проблемы уничтожения иприта. Российский химический журнал. Т. XXXVIII. М.: Наука, 1994, 2, с.34).

Claims (1)

  1. Способ уничтожения токсичных галогеносодержащих органических соединений, включающий заполнение реактора этими соединениями и реагентами в газообразном состоянии, энергетическое воздействие на молекулы токсичных галогеносодержащих органических соединений, приводящее к их разложению на атомы, молекулы и радикалы, связывание их между собой и с реагентами в нетоксичные газообразные вещества и в нетоксичные и токсичные конденсированные вещества и удаление из реактора газообразных и конденсированных продуктов реакции, отличающийся тем, что дополнительно к токсичным галогеносодержащим органическим соединениям и реагентам реактор заполняют инертным газом, в качестве реагентов в реактор вводят пары щелочного или щелочноземельного металла, а энергетическое воздействие осуществляют с помощью импульсно-периодического разряда, возбуждаемого в объеме реактора от внешнего источника питания.
RU2002118589A 2002-07-12 2002-07-12 Способ уничтожения токсичных галогеносодержащих органических соединений RU2209104C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002118589A RU2209104C1 (ru) 2002-07-12 2002-07-12 Способ уничтожения токсичных галогеносодержащих органических соединений

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002118589A RU2209104C1 (ru) 2002-07-12 2002-07-12 Способ уничтожения токсичных галогеносодержащих органических соединений

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2209104C1 true RU2209104C1 (ru) 2003-07-27

Family

ID=29212148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002118589A RU2209104C1 (ru) 2002-07-12 2002-07-12 Способ уничтожения токсичных галогеносодержащих органических соединений

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2209104C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2288765C2 (ru) * 2004-06-03 2006-12-10 Саратовский военный институт радиационной, химической и биологической защиты (СВИРХБЗ) Способ уничтожения иприта

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0107404A1 (en) * 1982-09-30 1984-05-02 Calspan Corporation Removal of halogenated organic compounds from organic fluids
DE3410239A1 (de) * 1984-03-21 1985-10-03 Hivolin Gmbh Verfahren zur beseitigung von toxischen poly- oder perhalogenierten organischen verbindungen
FR2640148A1 (fr) * 1988-11-10 1990-06-15 Agency Ind Science Techn Procede et dispositif pour la decomposition d'un compose organique halogene et generateur de plasma a induction a y utiliser
DE4301639A1 (de) * 1993-01-22 1994-08-04 Udo Dr Hofmann Verfahren zur Beseitigung und Abkapselung halogenierte Aromaten oder Aliphate emitierende Schadstoffquellen
US5998691A (en) * 1995-11-07 1999-12-07 Commodore Applied Technologies, Inc. Method and apparatus to destroy chemical warfare agents
RU2149047C1 (ru) * 1995-03-22 2000-05-20 НКТ Ресеч Сентер А/С Способ обработки галогенсодержащих отходов
RU2152236C1 (ru) * 1999-02-17 2000-07-10 Костин Владимир Владимирович Способ быстрого уничтожения высокотоксичных газообразных веществ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0107404A1 (en) * 1982-09-30 1984-05-02 Calspan Corporation Removal of halogenated organic compounds from organic fluids
DE3410239A1 (de) * 1984-03-21 1985-10-03 Hivolin Gmbh Verfahren zur beseitigung von toxischen poly- oder perhalogenierten organischen verbindungen
FR2640148A1 (fr) * 1988-11-10 1990-06-15 Agency Ind Science Techn Procede et dispositif pour la decomposition d'un compose organique halogene et generateur de plasma a induction a y utiliser
DE4301639A1 (de) * 1993-01-22 1994-08-04 Udo Dr Hofmann Verfahren zur Beseitigung und Abkapselung halogenierte Aromaten oder Aliphate emitierende Schadstoffquellen
RU2149047C1 (ru) * 1995-03-22 2000-05-20 НКТ Ресеч Сентер А/С Способ обработки галогенсодержащих отходов
US5998691A (en) * 1995-11-07 1999-12-07 Commodore Applied Technologies, Inc. Method and apparatus to destroy chemical warfare agents
RU2152236C1 (ru) * 1999-02-17 2000-07-10 Костин Владимир Владимирович Способ быстрого уничтожения высокотоксичных газообразных веществ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2288765C2 (ru) * 2004-06-03 2006-12-10 Саратовский военный институт радиационной, химической и биологической защиты (СВИРХБЗ) Способ уничтожения иприта

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1114909A (zh) 分解化合物的方法和设备
CN102770708B (zh) 通过感应等离子体来热销毁有机化合物的方法和装置
EP0208592A1 (en) Process for the destruction of toxic organic products
Huang et al. A novel method to decompose two potent greenhouse gases: Photoreduction of SF6 and SF5CF3 in the presence of propene
EP0675748B1 (en) Process for the chemical decomposition of halogenated organic compounds
Bromberg et al. Decomposition of dilute concentrations of carbon tetrachloride in air by an electron-beam generated plasma
RU2209104C1 (ru) Способ уничтожения токсичных галогеносодержащих органических соединений
Itoh et al. A product study of the OH radical initiated oxidation of perchloroethylene and trichloroethylene
US6687279B2 (en) Integrated dual source recycling system for chemical oxygen-iodine laser weapon systems
WO2008002197A1 (fr) Procédé de production de chlore
US5944962A (en) Process for photochlorination
Vitale et al. The effect of a carbon-carbon double bond on electron beam-generated plasma decomposition of trichloroethylene and 1, 1, 1-trichloroethane
Wong et al. Organic pollutants degradation using plasma with simultaneous ammonification assisted by electrolytic two-cell system
US6714579B2 (en) Basic hydrogen peroxide recycling system for chemical oxygen-iodine lasers
Zhang et al. Novel process for recycling metallic elements from mixtures of metal oxide wastes and waste polyvinyl chloride
JP2642200B2 (ja) プラズマ反応法による有機ハロゲン化合物の分解装置
JPH084707B2 (ja) 有機ハロゲン化合物の分解方法
US8084662B2 (en) Method for degrading chemical warfare agents using Mn(VII) oxide with-and-without solid support
KR100189842B1 (ko) 플라스마 가스를 이용한 폐기물 처리장치 및 그 방법
RU2095105C1 (ru) Способ обезвреживания грунта и почвы от токсичных органических веществ
BE1031017B1 (nl) Werkwijze voor het verwerken van verontreinigd koolstofhoudend materiaal
RU2152236C1 (ru) Способ быстрого уничтожения высокотоксичных газообразных веществ
Radziemski Jr Laser‐induced photodestruction of the organo‐phosphates: DIMP and DMMP
JP3357911B2 (ja) 有機化合物の分解方法および装置
JP3408390B2 (ja) 芳香族ハロゲン化合物の分解方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100713