Название слайда

2 Технологии детоксикации и утилизации высокотоксичных соединений ННГУ 2000 г. Объект по уничтожению химического оружия в п. Горный Саратовской области Высокотемпературное аммиачное восстановление люизита до элементного мышьяка. Опытная установка 80 т/год 2007 г. ОАО Капролактам-Дзержинск тонн отходов Способ химической иммобилизации мышьяка непосредственно в отходах строительных материалов и цементном камне (бетоне) Промышленная установка т/год 2010 г. космодром Байконур Установки нейтрализации манометров от компонентов ракетного топлива (гептил и амил) «НЕГА» Метод критической взрывной десорбции вещества из капилляров 2012 г. Объект по уничтожению химического оружия «Леонидовка» Пензенской области Переработка водного раствора фторида калия, образовавшегося при выделении неорганических веществ из реакционной массы от уничтожения ВР-55 рецептурой РД-4М методом капсулирования с использованием гипса и цемента Опытная установка 700 кг/час

3 Научные основы процессов детоксикации и утилизации высокотоксичных соединений Необходимые условия -оригинальный подход к решению задачи -степень детоксикации не менее 99,99 % --обеспечение экологической безопасности: от супертоксиканта до малоопасных продуктов - lV класс опасности Алгоритм решения задачи -исследования термохимических и физико-химических свойств исходных, промежуточных и конечных продуктов, анализ моделирование технологических процессов - - – лабораторные – пилотные и опытные установки -опытные образцы -Государственная техническая и экологическая экспертиза проекта

4 4C 2 H 2 + n NH 3 ClC 2 H 2 + nNH бензонитрил 50% 1,2-бензоди­ пиридин­ карбонитрил 10% карбонитрил 10% +++ CH 4 + NH 4 Cl бензамин 5 % хинолин 25 % C 2 H 2 + 2NH 3 CH 4 + 1/2C 2 H 4 + N 2 + H 2 2C 2 H 2 +2H 2 CH 4 + C 2 H 4 + C Хлорвиниларсинимид (8) ClC 2 H 2 AsNH + NH 3 As + C 2 H 2 + NH 4 Cl + 1/2N 2 f H 0, кДж/моль -50,17 бис-хлорвиниларсинамид (9) (ClC 2 H 2 ) 2 AsNH 2 + 2NH 3 As + 2C 2 H 2 + 2NH 4 Cl + 1/2N 2 -69,52 брутто-реакция люизита (10) ClC 2 H 2 AsCl 2 + 4NH 3 As +C 2 H 2 + 3NH 4 Cl + 1/2N ,97 Хлорарсинимид (11) ClAsNH + NH 3 As + NH 4 Cl + 1/2N 2 брутто-реакция ТХМ (12) AsCl 3 + 4NH 3 As + 3NH 4 Cl + 1/2N , ,0 термораспад люизита (13) ClC 2 H 2 AsCl 2 AsCl 3 + 3/2C + 1/2CH ,88 Реакции восстановление люизита и ТХМ до элементного мышьяка Реакции аммонолиза ацетилена и хлорвинила Реальная реакция аммонолиза люизита ClC 2 H 2 AsCl 2 ClC 2 H 2 AsClNH 2 ClC 2 H 2 AsNH As + 3NH 4 Cl ClC 2 H 2 AsCl 2 + 5NH 3 As + 3NH 4 Cl + N 2 + 0,5CH ,25C 2 H 4 + 0,5C 2 H 2 + 5H 2 Состав газов (объ.%) азот - 43,8; метан - 18,5; ацетилен - 26,4; этилен - 10,6; водород - 0,7; ароматические углеводороды - 5

5 Испытательный стенд аммонолиза люизита ННГУ в 33 ЦНИИИ МО РФ. 1 – дозатор ОВ, 2 – форсуночная головка, 3 – реактор в сборе, 4 - адсорбер, 5 - холодильник абгазов, 6 – насадочный орошаемый скруббер, 7 – рабочая часть реактора из силицированного графита, 8 - камера конденсации реактора

6 Схема процесса аммонолиза люизита в проточном реакторе. I – зона жидкофазного аммонолиза и термораспада люизита; II – зона диффузионно- конвективного аммонолиза; III – зона охлаждения и конденсации продуктов аммонолиза. а) - модель процессов жидкофазного аммонолиза капли люизита. б) схема материальных потоков в реакторе. в) температурный профиль продуктов аммонолиза по длине реактора. Хлористый аммоний, мышьяк, углеводороды о С Люизит Раствор хлористого аммония Продукты аммонолиза Люизит Аммиак III II I Рис. а) Рис. б) Рис. в) Аммиак

Решение экологических проблем 4.1. Детоксикация бывших цехов производства люизита

в 310 Назначение корпусов: приемка и проверка корпусов боеприпасов; проверка состояния снаряженных боеприпасов приготовление смеси иприта с люизитом, наполнения боеприпасов приготовление и хранение смеси иприта с люизитом хранение люизита синтез треххлористого мышьяка производство люизита Расположение корпусов производства люизита на территории ОАО «Капролактам»

9 Загрязнение территории ОАО «Капролакта» мышьяком. 10 – ПДК1- 10 ПДКМеньше ПДК – 2 мг/кг Территория не обследована

10 к Синтез люизита. Содержание мышьяка в грунте на глубине 0,5м, в ПДК Синтез люизита Глубина грунта, м 00,51,02,03,04,05,0 Содержание мышьяка, в ПДК м 10м бетонный забор - граница с территорией «Сибур-Нефтехим»

11 ОбъектЛюизит и его соединенияНеорганический мышьяк Отходы строитель- ных материалов -люизит Хлорвинилсодержащие соединения мышьяка связанные со структурой строительных материалов Арсениты кальция, связанные со структурой строительных материалов Грунт -люизит Соли хлорвиниларсоно- вой кислоты Тетрахлор- винилдиарсин Неорганические соединения мышьяка Грунт. Образование арсоновых кислот ClC 2 H 2 AsCl 2 + 2H 2 O ClC 2 H 2 AsO(OH) 2 + 2HCl Природа соединений мышьяка в отходах строительных материалов и грунте Строительные отходы 1) Взаимодействие оксида люизита с алюмосиликатами кальция (кирпич) CaAl 2.Si 2 O 8.4H 2 O 2) Гидролиз хлорвиниларсенита кальция цементным раствором и получение арсенито- алюмосиликата кальция Са x (AsO 3 ) y (Al 2 O 3 ) z (CaO.SiO 2 ).4Н 2 О

12 1. Дробление строительных отходов на установке ДРО-703 в щебень с размером не более 40 мм. 2. Детоксикация строительных отходов цементным раствором в миксере АБС-7 в течение 2 часов. 3. Выгрузка бетонной смеси в карты хранения (переоборудованные подвальные помещения корпусов 315 и 305). 4. Определение класса опасности бетона для окружающей природной среды по результатам экспериментальных водно- миграционных показателей и интегральной токсичности методом биотестирования по двум тест-объектам. Формирование паспорта хранилища Стадии детоксикации отходов строительных материалов цементным раствором

13 Раствор фторида калия Осаждение фторида кальция Капсулирование фторида кальция ГипсЦемент Бетон Переработка водного раствора фторида калия, образовавшегося при выделении неорганических веществ из реакционной массы от уничтожения ВР-55 (вязкий зоман) рецептурой РД-4М (изобутилат калия) методом капсулирования с использованием гипса и цемента СаSO 4 + 2KF CaF 2 + K 2 SO ,2 кДж/моль Степень обезвреживания раствора от соединений фтора, мг/л Исходный раствор – Очищенный раствор - 8

14 Характеристика бетонных блоков Свойств о ПоказательСвойствоПоказатель 1Внешни й вид Твердое вещество серого цвета ВодопоглощениеМассовая доля, % не более 0,16 2Плотнос ть 1,7-1,9 т/м 3 5 3Раствор имость в воде Массовая доля, % не более 0,1 с поверхност и 6Состав: - фторид кальция - сульфат калия - кристаллогидраты силикатов и алюмо- ферросиликатов кальция Массовая доля, % Прочнос ть на сжатие 8,0-12,0 МПа ( кг/см 2 ) 7*Токсичность: - для окружающей природной среды - для человека IV - малоопасные отходы 3 - малоопасные отходы

15 Бункер компонента 1 гипс Бункер компонента 2 цемент Бункер-дозатор компонентов Поз. 1 Поз. 2 Поз. 4 Поз. 5Поз. 6 Поз. 7 Поз. 3

16

17 Установка нейтрализации манометров от компонентов ракетного топлива «НЕГА» Метод критической взрывной десорбции вещества из капилляров

18 Космический аппарат «СОЮЗ»