Термическое обезвреживание высокотоксичных органических веществ
Ранский А. П., Прокопчук С. П., Петрук Р. В.,
Винницкий национальный технический университет, Винница, УкраинаВ Украине с каждым годом увеличивается количество неутилизированных высокотоксичных органических веществ, которые загрязняют окружающую среду. Наиболее токсичные из них:
— смешанные и неопознанные непригодные пестицидные препараты (86 % от общего количества накопленных пестицидов, или 18 582 т);
— гексахлорбензол (11 088 т), который складирован на полигоне токсичных отходов ЗАО «Ориан-Галев» (г. Калуш Ивано-Франковской обл.);
— полихлорированные бифенилы (250 т), которые рассредоточены по всем регионам Украины.
Эти вещества входят в группу стойких органических загрязнителей (СОЗ), переработка и обращение с которыми регламентируется нормами и правилами Стокгольмской конвенции 2001 г.
В апреле 2007 г. в Украине принят закон «Про ратифікацію Стокгольмської конвенції про стійкі органічні забруднювачі», что открывает для украинских ученых доступ к мировому Глобальному экологическому фонду и накладывает определенную ответственность за проведение исследований по обезвреживанию таких соединений и практическому внедрению полученных результатов.
Наибольше распространение получили термические, термоокислительные (прямое сжигание), пиролизные, плазменные методы обезвреживания, а также сжигание в тепловом потоке реактивного двигателя. Перечисленные методы должны отвечать нормативам Европейского союза.
• Рабочая температура в тепловом агрегате должна быть не ниже 800 оС. При более низкой температуре и недостатке кислорода образуется токсичный угарный газ СО (ПДК 0,03 мг/л), который очень трудно улавливается очистными устройствами и выбрасывается в атмосферу. В различных печах сжигания температура составляет 850—1 500 оС.
Точка зрения, что при более высоких температурах диоксины не образуются, ошибочна, так как при охлаждении («закалке») тепловых газов в котле-утилизаторе до температуры 320—350 оС или на электрофильтрах (катализатор - медь) происходит синтез de novo полихлорированных дибензо-n-диоксинов/полихлорированных дибензофуранов (ПXДД/ПXДФ). Таким образом, котел-утилизатор тепла отходящих газов можно условно считать идеальным реактором для образования вторичных диоксинов в температурном интервале 320—600 оС. Кроме того, при температурах выше 1 500 оС увеличивается выброс токсичных металлов, а также трудноутилизируемых оксидов NOx.
Время нахождения токсичных соединений в зоне с температурой 850—1 500 оС должно быть не менее 2 с (правило «двух секунд»). Предусматривается, что в этих условиях концентрация ПXДД/ПXДФ в отходящих газах будет приемлемой для очистки до 0,1 нг ТЭ/м3, а степень очистки составит 99,9999 %.
Концентрация кислорода по отношению к эквимолярному количеству сжигаемых пестицидов должна быть выше, так как при недостатке кислорода вероятность образования диоксинов значительно увеличивается. При сжигании концентрация кислорода должна быть не менее 6 об. %, а при очистке отходящих газов - до 11 об. %. Выдерживать такие жесткие требования можно, лишь используя специальное оборудование.
Рассмотрены возможности термического обезвреживания (прямого сжигания) СОЗ в печах и электроплавильных установках металлургической и цементной промышленности, плазменных установках (ООО ИНПП «Колорит», г. Днепропетровск), в условиях высокотемпературного пиролиза в расплаве шлака (1 250—1 450 оС, печь Ванюкова), а также многоструктурного пиролиза (ООО «Элга», г. Мостка Сумской обл.). Особое внимание уделено очистке отходящих газов и обезвреживанию вторичных твердых отходов (пыль, шлак, твердые осадки). Изучена технология термической деструкции технического гексахлорбензола в условиях теплового потока реактивного двигателя. Проведен хроматографический и масс-спектрометрический анализ образующихся отходящих газов.
Thermal Neutralization of High-Toxic Organic Substances
Ranskiy A. P., Prokopchyk S. P., Petruk R. V., Vinnitsa National Technical University, Vinnitsa, Ukraine
The European Council norms concerning thermal deactivation of the persistent organic pollutants in different technological processes have been considered. The technology of the thermal destruction of technical hexachlorobenzene under the influence of heat current in the jet engine has been researched.
Ранский Анатолий Петрович, д-р хим. наук, проф., зав. кафедрой химии и химической технологии, Винницкий национальный технический университет, Хмельницкое шоссе, 95, Винница, 21021, Украина. Тел. (0432) 51-21-20. E-mail
© Последние изменения внесены 03.06.09
© EcoInform