ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Алексей Лихачёв и министр внешнеэкономических связей и иностранных дел Венгрии Петер Сийярто обсудили прогресс по проекту АЭС «Пакш-2»

В рамках 66-й Генеральной конференции МАГАТЭ в Вене генеральный директор Госкорпорации «Росатом» Алексей Лихачёв и министр внешнеэкономических связей и иностранных дел Венгрии Петер Сийярто обсудили текущий статус и прогресс по проекту АЭС «Пакш-2» (Венгрия). Стороны отметили важность перехода проекта АЭС «Пакш-2» в фазу непосредственного сооружения после получения основных лицензий в конце авг...

Отечественные TLS-сертификаты доступны для установки на смартфоны, компьютеры и планшеты

На Госуслугах опубликованы инструкции по установке российских сертификатов безопасности на устройства пользователей. Такие сертификаты обеспечат доступность сайтов в любом браузере пользователям всех операционных систем. Кто еще может получить сертификат Сертификаты доступны также юридическим лицам – владельцам сайтов. Использование российского TLS-сертификата обеспечивает доступность ...

Россия осуществила важнейшую поставку оборудования для термоядерного реактора в Международную организацию ИТЭР

На площадку сооружения международного термоядерного экспериментального реактора ИТЭР во Франции отправлены первые российские гиротронные комплексы. Россия продолжает выполнение своих обязательств по натуральному вкладу в сооружение первого термоядерного реактора нового поколения. Три трейлера с уникальным российским оборудованием для термоядерной мега-установки, сооружаемой международным сообще...

О создании импортонезависимого программно-аппаратного комплекса (ПАК) для организаций и объектов критической информационной инфраструктуры (КИИ)

При участии Росатома будет создан программно-аппаратный комплекс для объектов КИИ на основе суверенной российской аппаратно-программной платформы с операционной системой «Альт» На полях форума «ИТОПК-2022» подписано соглашение Госкорпорации «Ростом», Российского федерального ядерного центра – Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики (ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», ...

В каждом регионе России созданы и функционируют штабы по борьбе с киберугрозами

На VII Восточном экономическом форуме заместитель председателя Правительства России Дмитрий Чернышенко провел сессию «Восток России 2.0! Региональные драйверы цифрового развития в новой реальности». На ней обсудили лучшие цифровые проекты регионов, импортозамещение промышленного ПО, а также кадровое развитие и переход на единую цифровую платформу «ГосТех». В мероприятии приняли участие губернат...

Утверждены новые правила использования ПО на значимых объектах критической информационной инфраструктуры

Правительство утвердило требования к программному обеспечению, используемому органами власти и госкомпаниями на значимых объектах критической информационной инфраструктуры, а также правила согласования закупок иностранного и перехода на отечественное ПО. Постановление подготовлено во исполнение Указа Президента о мерах по обеспечению технологической независимости и безопасности критической информа...

15 Марта 2010

Чистая планета

Чистая планета

Мазалoв Ю.А., Шoшмин А.Г., Григoрьев В.С.


Прoблемы экoлoгии вcе ocтрее вcтают перед челoвечеcтвoм. Онo cлишкoм пoзднo пoнялo, чтo нужнo не тoлькo прoизводить и cорить, но и убирать, а это не так проcто. Оcобую опаcноcть предcтавляют токcичные отходы, cпоcобные в любой момент вызвать экологичеcкую катаcтрофу и нанеcти cмертельный удар по человеку и природе. Чтобы этого не произошло, ученые поcтоянно разрабатывают различные методы детокcикации вредных веществ. Так, Всероссийский научно-исследовательский технологический институт (ГОСНИТИ) предложил промышленности свой метод. Это сверхкритическое водное окисление для обезвреживания высокотоксичных веществ, стойких органических загрязнителей и сельскохозяйственных сточных вод.


Предлагается высокоэффективная, экологически безопасная технология уничтожения высокотоксичных веществ (ВТВ), реализуемая в разработанных установках сверхкритического водного окисления (СКВО). Метод основан на использовании уникальных свойств воды при сверхкритических параметрах температуры и давления.


Применение СКВО позволяет существенно повысить эффективность процесса обезвреживания химически опасных веществ и отходов. По сравнению с традиционными методами (термическими, реагентной обработкой, микробиологическими, воздействия УФ-облучения, ультразвука, токов высокой частоты и др.) значительно сокращается время детоксикации, увеличивается полнота обезвреживания с образованием нетоксичных продуктов и исключается выброс вредных веществ в окружающую среду.


Потребность в использовании установок СКВО испытывают многочисленные организации и предприятия России. В настоящее время на промышленных предприятиях, арсеналах, базах и складах по ряду причин длительное время находится значительное количество ВТВ, не подлежащих применению по прямому назначению и представляющих экологическую опасность. Широкий класс высокотоксичных веществ, их сложный элементный и химический состав, высокая химическая и физическая стабильность предопределяют приоритетность использования технологии СКВО.


Сущность метода СКВО


При температуре выше 374,2ºС и давлении более 217,6 атм вода переходит в сверхкритическое состояние, которое называется флюидом. Приобретая в таких условиях особые свойства, отличные от свойств жидкой и газообразной фаз, из полярной жидкости она превращается в неполярную среду и становится способна растворять гидрофобные химические соединения, но при этом не растворяет многие неорганические соли. Сверхкритическая вода обладает неограниченной термодинамической совместимостью с органическими соединениями и кислородом, скорость диффузии возрастает, а ее окисляющая способность резко увеличивается.


Согласно имеющимся в литературе оценкам и проведенным патентным исследованиям, метод СКВО претендует на наиболее высокую экологическую и экономическую эффективность. При обработке водных смесей орга¬нических и неорганических соединений, содержащих вредные вещества, сверхкритической водой при избытке воздуха (или кислорода), температурах 400–650°С и давлении 220–250 атм (т.е. выше критической точки воды) не менее 99,99% органических соединений в исходной смеси превращаются в экологически безопасные воду и углекислый газ. Азотсодержащие органические соединения и аммонийные вещества разлагаются с выделением газообразного азота. Хлор, фтор, фосфор и сера из органических веществ образуют кислотные остатки и при добавлении в раствор соответствующих катионов легко выде¬ляются в виде неорганических кислот или солей. Металлы выделяются в виде неорганических солей или окислов. Большинство устойчивых в этих условиях неорганических соединений плохо растворимы в сверхкритической воде и выпадают в осадок или выделяются в виде газа при охлаждении и сбросе давления.

При сверхкритических параметрах водной среды скорость реакций соизмерима со скоростью аналогичных реакций, происходящих при горении топлив на воздухе с температурой во фронте горения 2300–2800? по Кельвину. При высокотемпературном сжигании образуется большое количество оксидов азота, требующих нейтрализации, в то время как при СКВО оксиды азота практически не образуются.


Полнота химических превращений и их высокие скорости в процессах СКВО связаны как с уникальными свойствами сверхкритической воды, так и с тем, что реакции протекают в условиях молекулярной дисперсности реагентов, находящихся в гомогенном высокотемпературном флюиде невысокой плотности. Реакции окисления органики экзотермичны, что позволяет эффективно использовать тепло самих реакций как для поддержания температурного режима процесса, так и для компенсации энергозатрат на разогрев реагентов.


В Российской Федерации технологии СКВО практически не разрабатывались. Согласно результатам сравнения различных технологий уничтожения токсичных веществ, метод СКВО:
•  обеспечивает полную деструкцию органической составляющей до оксида углерода, воды и молекулярного азота;
•  применим к широкому спектру органических соединений, в т.ч. трудноокисляемых, а также металла и элементорганических соединений;
•  наименее капиталоемок и дешев в эксплуатации;
•  способен утилизировать тепловую энергию, позволяя в ряде случаев добиваться не только полного самоэнергосбережения, но и выработки дополнительной энергии;
•  переводит присутствующие неорганические элементы в оксиды и соли, которые могут быть утилизированы.


Наиболее распространенными и широко используемыми классами пестицидов остаются хлор- и фосфорорганические соединения. Основные недостатки существующих методов уничтожения галогенсодержащих пестицидов (химические, плазмохимические, с применением ультразвука и энергии СВЧ-поля, электрохимические и др.) – многостадийностъ, необходимость дополнительной очистки образующихся газовых смесей и шламов, а также большая вероятность образования энергетически наиболее выгодных диоксинов и бензофуранов, являющихся суперэкотоксикантами. С помощью многочисленных исследований удалось подтвердить, что в настоящее время этих недостатков лишен лишь метод сверхкритического водного окисления высокотоксичных веществ.


Однако в России исследования процессов разложения опасных химических веществ и отходов часто носят фундаментальный и фрагментарный характеры. Разработанные технологии уничтожения высокотоксичных веществ в сверхкритических средах отсутствуют. За последние 5 лет на установках лабораторного типа проведены экспериментальные исследования, с помощью которых выявлены основные факторы и технологические особенности, позволяющие реализовать автоматизированный технологический процесс СКВО на отечественном оборудовании.


Планируется, что в 2011 г. на рынке появится новая продукция – установка СКВО для уничтожения высокотоксичных веществ и отходов, которая будет иметь следующие основные технические параметры и характеристики:
Рабочее давление в реакторе – более 250 атм.
Рабочая температура в реакторе – свыше 500 ?С.
Обезвреживаемые ВТВ – широкая номенклатура ВТВ и отходов в виде раствора, суспензии, эмульсии.
Габариты установки СКВО – не более 2×2,5?2,5 м.
Вес установки СКВО – не более 4000 кг.
Производительность установки – до 5 м3/сутки (1 т/сутки для двух реакторов по 25 л).
Варианты исполнения установки – стационарная и мобильная (на прицепе автомобиля).


Управление технологическим процессом на установке СКВО осуществляется автоматизированной системой контроля и управления (АСКУ). При необходимости предусмотрено ручное управление установкой СКВО.


При сравнении с существующими способами уничтожения ВТВ рынок сбыта разрабатываемой продукции в Российской Федерации определяется преимуществами метода СКВО:
– способностью одностадийного экологически безопасного процесса уничтожения ВТВ;
–  сравнительно меньшими экономическими затратами на реализацию задач по уничтожению ВТВ;
–  возможностью исполнения установки СКВО в мобильном варианте, что позволяет уничтожать ВТВ на местах их сбора и хранения с исключением необходимости транспортировки опасных грузов по территории населенных мест.


В зависимости от производительности реактора (его объема) и конкретного типа перерабатываемых токсичных веществ стоимость их утилизации в сверхкритической водной среде примерно в 5 раз дешевле, чем при переработке с помощью традиционных технологий сжигания (стоимость термического уничтожения ВТВ составляет 100 руб./кг; сжигание в сверхкритической водной среде – 20–30 руб./кг).


Срок окупаемости – 1,5–2 года.

В настоящее время установки СКВО на отечественном рынке  отсутствуют.

Кол-во просмотров: 11849
Другие статьи по теме
На правах рекламы