Главная страница
Сведения об авторах

Мобильная плазменная установка для уничтожения токсичных отходов

Моссэ А. Л., Институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси, Минск, Беларусь
Савченко Г. Э., ООО «ТехЭкоПлазма», Москва, Россия
Савчин В. В., Ложечник А. В., Институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси, Минск, Беларусь

Для обезвреживания токсичных отходов, в том числе пестицидов с истекшим сроком годности, полихлорированных бифенилов и других стойких органических загрязнителей, авторы разработали мобильную плазменную установку модульного исполнения по всей технологической схеме и отдельным элементам. В этом состоит главное отличие предложенного технического решения от аналогичных устройств, созданных и эксплуатируемых за рубежом. В соответствии с различными вариантами технологической схемы для уничтожения широкого спектра отходов установку компонуют на 20-футовом транспортном контейнере. Состав оборудования оптимизирован по производительности и габаритам.

Основные преимущества созданного устройства — простота монтажа, безопасность эксплуатации, возможность обезвреживать отходы в местах их образования и хранения.

Технические требования к установке сформированы в объеме, предусмотренном MP 2l.03-96 «Пособие по исходным требованиям к разработке оборудования индивидуального изготовления». Разрабатываемую установку следует отнести к сложному оборудованию с длительным циклом изготовления, собираемому на месте эксплуатации и разрабатываемому по техническому заданию в соответствии с ГОСТ l5.005-86 «Создание изделий единичного и мелкосерийного производства, собираемых на месте эксплуатации».

Технические характеристики установки:

—  среднемассовая температура плазменной струи на выходе из сопла плазмотрона 3 500–5 000 К;

—  температура в зоне сжигания (или пиролиза) отходов 1 200–1 800 °С (зависит от их состава);

—  время нахождения продуктов пиролиза в реакторной зоне более 2 с;

—  степень разложения отходов 99,98 %.

Технологическая схема установки показана на рис. l.

Рис. 1. Принципиальная схема мобильной плазменной установки для уничтожения отходов:

1 — воздушный компрессор; 2 — плазменный реактор; 3 — камера дожигания; 4 — плазмотрон; 5 — источник электропитания; 6 — центробежно-барботажный аппарат; 7 — ионообменный фильтр; 8 — вытяжной вентилятор и труба; 9 — бак с жидкостью для орошения центробежно-барботажного аппарата; 10 — калорифер с принудительным охлаждением; 11 — емкость для охлаждающей воды; 12 — емкость для жидких отходов

Установка оснащена устройствами и приборами, позволяющими регулировать следующие параметры: мощность плазмотрона; расход плазмообразующего газа; количество отходов; расход воздуха на закалку; количество продуктов процесса в закалочной камере; характеристики системы газоочистки (расход воздуха и поглощающего раствора в вихревом скруббере, орошающего раствора в ионообменном фильтре). Необходимое давление воздуха обеспечивается автономным воздушным компрессором с фильтром тонкой очистки от паров масла и блоком осушки. Для сглаживания пульсаций давления используют ресивер. Разрежение, создаваемое дымососом, регулируют специальным шибером. В случае необходимости дополнительный объем воздуха для дожигания и охлаждения потока отходящих газов можно подавать от внешней цеховой системы или специальной воздуходувки. Отходы подают и диспергируют пневматической форсункой. Дожигание и охлаждение отходящих газов происходит в закалочном 3-секционном модуле при подаче дополнительного объема воздуха. Температура отходящих газов на входе в систему газоочистки 150–520 °С.

Очистка отходящих газов осуществляется центробежно-барботажным аппаратом (вихревым скруббером) и ионообменным фильтром. Такое оригинальное сочетание устройств предложено, вероятно, впервые. Анализ выбрасываемых в атмосферу отходящих газов выполнен газоанализатором «Эксперт Универсал».

Модули (реакторный, газоочистки, систем обеспечения) и дополнительные устройства компонуют в цельнометаллическом контейнере. Конструкция установки обеспечивает удобство транспортировки, простоту монтажа, возможность гибкого изменения технологических параметров.

На рис. 2 и 3 показаны источник электроснабжения плазмотрона, компрессор и плазменный реактор с плазмотроном.

Регулирование параметров технологического процесса производят в ручном режиме. Необходимые характеристики установки поддерживаются системой управления, состоящей из пульта управления источником питания плазмотрона, датчиков температуры и расхода газа, воздуха и воды. Эти же элементы, а также дополнительные исполнительные механизмы обеспечивают безопасность функционирования установки.

Выполнены пусконаладочные работы и экспериментальные исследования по обезвреживанию отходов:

—   смеси дизельного топлива и воды в соотношении 3 : 2;

—   смеси изопропилового спирта и воды в соотношении 1 : 1;

—   сточных вод производства эпоксидных смол ООО «КОЛТЕК-спецреагенты» (табл. 1).

Таблица 1  

Характеристика сточных вод производства эпоксидных смол