Главная страница
Сведения об авторах

МОБИЛЬНАЯ ПЛАЗМЕННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ УНИЧТОЖЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ГАЛОГЕНОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ

Моссэ А. Л., ООО «Плазмактор», Минск, Беларусь
Simon Y., E. S. T. Ecological Systems Ltd, Беер Шева, Израиль
Савчин В. В., Институт тепло- и массообмена имени А. В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси, Минск, Беларусь
Зиновенко И. Н., Международный государственный экологический
университет имени А. Д. Сахарова, Минск, Беларусь

Одной из наиболее серьезных экологических проблем, стоящих перед многими промышленно развитыми странами, является загрязнение окружающей среды бытовыми и промышленными отходами, которые в большинстве случаев обладают такими нежелательными свойствами, как токсичность, канцерогенность, мутагенностъ, коррозионная активность, реакционная способность и пожароопасность. Особое место в этом ряду занимают галогенорганические отходы. Размещение опасных отходов на свалках, полигонах, захоронение в земле и морских глубинах не может быть подходящим способом нейтрализации их вредного воздействия на окружающую среду, поскольку всегда имеется достаточно большой риск загрязнения опасными веществами почвы, грунтовых и поверхностных вод и воздуха, и риск этот может сохраняться в течение длительного времени. В результате создается серьезная угроза жизни людей, животных, растений, т. е. нормальному существованию всей экосистемы.
Наиболее широко используемые способы переработки жидких токсичных отходов — сжигание, пиролиз, термическое разложение. Их реализуют в промышленных печах и котлах при условии, что жидкие отходы имеют умеренную и высокую теплотворную способность и минимальное содержание хлора. Низкие экологические показатели, весьма узкий круг сжигаемых органических отходов при использовании промышленных печей привели к необходимости создания специальных технологий по переработке токсичных отходов. Часть из них уже применяется, а другие находятся на стадии исследований и разработки. Оборудование, используемое при этих технологиях, таково: камера сгорания с горелками для жидкой инжекции топлива, вращающиеся обжиговые печи, электрические инфракрасные печи, циркуляционные печи с псевдоожиженным слоем, камера сгорания с горелками, обогащенными кислородом.
К сожалению, все перечисленные и другие способы сжигания токсичных жидких отходов имеют существенный недостаток. Он заключается в том, что в процессе сжигания хлорорганики при недостаточно высоких температурах, помимо оксидов азота и углерода, возможно образование таких токсичных отходов, как фосген, дибензофураны, диоксины, бензопирены, и других ультратоксичных продуктов в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации (ПДК).
Как показано в ряде научных работ, альтернативой существующим технологиям низкотемпературного сжигания токсичных отходов является их сжигание с использованием термической плазмы, т. е. высокотемпературное сжигание. Использование электродуговой и других видов плазмы со среднемассовыми температурами 3500—5000 °К позволяет осуществлять деструкцию органических и неорганических соединений с очень большими скоростями и высокой степенью превращения.
Фирмой E. S. T. Ecological Systems Ltd совместно с ООО «Плазмактор» изготовлена и введена в эксплуатацию мобильная опытно-промышленная плазменная установка для утилизации токсичных химических отходов (рис. 1). Монтаж выполнен в 20-футовом транспортируемом автомобильном контейнере.

Рис. 1. Плазменная установка для утилизации токсичных химических отходов

Эта установка предназначена для обезвреживания широкого спектра органических и неорганических отходов, легко адаптируется к переработке различных видов сырья. Основными преимуществами данной системы являются ее мобильность, простота и безопасность при сборке и эксплуатации, незначительные эксплуатационные расходы. С целью достижения максимальной эффективности переработки отходов система управления позволяет регулировать рабочие параметры, такие как расход перерабатываемого сырья, степень перемешивания материала с плазменным потоком, время нахождения компонентов отходов в плазменном реакторе, достаточное для деструкции токсичных веществ.
Технологическая установка (рис. 2) включает в себя устройство для подачи химических отходов, плазменный реактор с электродуговым плазмотроном постоянного тока типа ПДС-3, систему закалки, основную адсорбционную систему, экологическую адсорбционную систему.

Рис. 2. Принципиальная схема мобильной опытно-промышленной плазменной установки по утилизации токсичных химических отходов, созданной в фирме E. S. T. Ecological Systems Ltd

Процесс переработки отходов является непрерывным. Расход подаваемого сырья регулируется от 20 до 40 л/ч. Исходное сырье — отходы химических производств — может быть газообразным, жидким или в виде суспензии. Плазмообразующий газ — воздух. Среднемассовая температура на выходе из сопла плазмотрона — 4000—5000 °К, температура в плазменном реакторе — 1500— 1700 °С, закалка в системе охлаждения обеспечивает снижение температуры до 300—400 °С. В основной адсорбционной системе происходит адсорбция галогенов из отходов хлора и брома с последующим охлаждением смеси отходящих газов до температуры 80 °С. Экологическая адсорбционная система предназначена для финишной очистки и охлаждения отходящих газов до температуры 50 °С.
В промышленном масштабе на предприятиях химической промышленности реализует процесс переработки хлористого метилена (CH₂Cl₂), метилхлорида (CH₃Cl), BU heavies (отх ды химического производства) и Rimon heavies (отходы химического производства). BU heavi и Rimon heavies представляют собой соединения, состоящие из молекул, содержащих углеро водород, фтор, хлор, азот и кислород.
Общий атомарный состав BU heavies: С = 90%, Cl = 0,1%, F = 0,12%, H = 9,4%, O = 0,1%, N = 0,1%. Растворителем является ксилен.
Общий атомарный состав Rimon heavies: С = 59%, Cl = 5,2%, F = 18,6%, H = 1,2%, O = 8,9%, N = 4,1%. Растворителем является толуол.
Некоторые результаты работы установки представлены в таблице.

Результаты обработки различных химических отходов

Анализ газовой фазы на выходе из системы газоочистки установки выполнялся независимой компанией Ecological laboratories A. P. Ltd.
Авторы проекта готовы рассмотреть любые предложения по расширению возможности использования разработанной технологии и изготовлению мобильной плазменной установки для обезвреживания токсичных отходов на конкретном промышленном предприятии.

MOBILE PLASMA INSTALLATION FOR DESTRUCTION OF TOXIC HALOGENATED ORGANIC WASTES

Mosse A. L., Plasmactor Ltd, Minsk, Belarus
Simon Y., E. S. T. Ecological Systems Ltd, Beer-Sheva, Israel
Savchin V. V., A. V. Lykov Institute of Heat and Mass Transfer, National Academy of Sciences of Belarus, Minsk, Belarus
Zinovenko I. N., A. D. Sakharov International State Ecological University, Minsk, Belarus

The theoretical and experimental study into recycling processes for toxic organic and chlorinated organic waste in plasma reactors has been undertaken. It involved the development of a mobile plasma treatment plant for wastes containing toxic halogens. The authors discuss the possibility of attracting sponsors willing to support the large-scale manufacture of treatment/recycling plants for various types of wastes.

Главная страница

Сведения об авторах

Моссэ Альфред Львович, д-р техн. наук, проф., директор, ООО «Плазмактор», ул. П. Бровки, 15, корп. 8, к. 302, Минск, 220072, Беларусь. Тел./факс (17) 284-13-56. E-mail₁, e-mail₂
Simon Y., E. S. T. Ecological Systems Ltd, Hachoresh, 20, Box 2046, Beer-Sheva, Israel
Савчин Василий Васильевич, аспирант, Институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова НАН Беларуси, ул. П. Бровки, 15, корп. 8, Минск, 220072, Беларусь. Тел. (17) 284-12-17, тел. моб. (29) 775-95-60. E-mail₁, e-mail₂

© Независимое агентство экологической информации

Последние изменения внесены 12.07.07