bakor.info

Home News

Transform.ru ::Опыт обезвреживания ПХБ из крупногабаритных силовых трансформаторов

12.11.2018

Обезвреживание полихлорированных бифенилов ПХБ (РСВ — лат.) является главным звеном в решении проблемы обезвреживания диоксинообразующих и диоксиносодержащих веществ, относящихся к классу стойких органических загрязнителей (СОЗ) I категории опасности. Импульсом к практическому решению проблемы явилось вступление в силу с 17 мая 2004 г. международной Стокгольмской конвенции по СОЗ. К настоящему времени проведена инвентаризация накоплений СОЗ, идёт разработка контролируемых ООН под эгидой ЮНЕП государственных программ по их уничтожению. Принципиальным вопросом в практическом выполнении национальной программы по Стокгольмской конвенции является рациональный выбор технологии и исполнительных технических средств.

В развитых странах основной практический опыт уничтожения ПХБ связан с их непосредственным сжиганием, требованием к исполнительным средствам является соблюдение высокой степени экологической безопасности, характеризуемой коэффициентом эффективности разложения и удаления (ЭРУ), уровень которого должен составлять не менее 99,99 %. Для соблюдения этого требования применяют модернизированные сжигательные печи (двухкаскадные, ротационные, с кипящим слоем и др.), которые на практике оказываются громоздкими, дорогостоящими (30—60 млн долларов США) и сложными в эксплуатации. При этом стоимость обезвреживания ПХБ колеблется в диапазоне 3—4,5 тыс. долл./т. Для подавляющего большинства стран применение такой техники представляется проблематичным.

Альтернативой этому является использование принципиально новой конверсионной разработки, осуществлённой в России [1, 2], новизна решения которой заключается в переходе от традиционного диффузионного горения в области умеренных дозвуковых скоростей пламён (десятки метров в секунду) к кинетическому горению в области трансзвуковых течений (со скоростями порядка 1000 м/с). Визуально этот процесс напоминает догорание в атмосферном воздухе реактивной струи, истекающей из сопла ракетного двигателя. Такое решение позволило на порядки повысить уровень экологической безопасности процесса сжигания и кардинальным образом изменить технический облик исполнительных средств и условий их эксплуатации.

Рис. 1. Принципиальная схема технологического процесса обезвреживания

Главным отличительным признаком реализованной разработки является организация процесса многостадийного горения в области трансзвуковых течений (рис. 1). С этой целью в специальном газогенераторе, в котором сжигается утилизируемое или обезвреживаемое вещество, генерируется окислительный рабочий газ, для получения которого используют в небольших количествах обычное углеводородное топливо. Его сжигание в реакционной камере осуществляется не в атмосферном воздухе, а в кислородной среде, содержащей до 50 % общего кислородного потенциала при обезвреживании. Массовый расход генераторного газа, его состав (стехиометрический коэффициент избытка окислителя, α) и параметры состояния (температура Т и давление р) всецело зависят от свойств утилизируемых или обезвреживаемых веществ. Температуру рабочего газа подбирают из условия, чтобы в дальнейшей стадии термохимического разложения сжигаемого вещества процесс горения носил кинетический характер. Обычно для этого необходимо превышение температуры на ΔT = 100...200° по сравнению со средней температурой диффузионного пламени. Коэффициент избытка окислителя в рабочем газе (его определяют из условия обеспечения устойчивости горения в газогенераторе) может составлять α ≤ 4. Газодинамические параметры истекающего газогенераторного газа должны обеспечить волновой характер течения при дальнейшем смешении со сжигаемым веществом. Следует подчеркнуть, что минимальный уровень полного давления может доходить до границы р ≥ 1,6 ата.

Далее в трансзвуковой высокотемпературный окислительный поток генераторного газа вводят сжигаемое вещество. С помощью геометрических, расходных и режимных факторов в рабочем канале реакционной камеры искусственно формируется система мостообразных скачков уплотнения. Попадая в спутный поток со скоростью около 1000 м/с, а затем тормозясь в волне уплотнения до 100 м/с, практически любое вещество (независимо от его физико-химических свойств) дробится и смешивается с генераторным газом вплоть до перехода в молекулярное состояние, с образованием гомогенной топливной смеси. При повышенном уровне температур термохимический процесс горения в образовавшейся смеси носит кинетический характер и происходит практически на длине свободного пробега молекул.

Такие условия являются фактически идеальными для качественного сжигания утилизируемых и обезвреживаемых веществ. В целях экономии окислителя образующиеся продукты реакции могут представлять топливную смесь (α

Важной особенностью выполненной разработки является возможность одновременной обработки различных композиций сжигаемых веществ, в частности, трансформаторных масел (совтола) и технологических растворов на их основе. Эти вещества можно без предварительной подготовки обособленно вводить в поток генераторного газа; после смешения гарантировано образование равномерно перемешанной топливной смеси.

Чтение RSS
rss