Спосіб знешкодження непридатних пестицидів та хлор-, фосфор-, сірко-, нітроорганічних речовин

Реферат: Спосіб знешкодження непридатних пестицидів та хлор-, фосфор-, сірко-, нітроорганічних речовин шляхом термоокисної обробки при високих температурах. Непридатні пестициди та непридатні органічні продукти, які вміщують карбон, гідроген, фосфор, сірку, азот та інші компоненти, спалюють в атмосфері хлору при температурах вище 300 °С і продукти спалювання через каталізаторну ємкість подають в реактор карусельного, обертового чи іншого типу, куди прямотоком вводять сольові системи - фосфати, карбонати, сульфати та інші, в стехіометричному співвідношенні, якими абсорбують при температурі 300-600 °С хлорангідриди карбону. З газової фази конденсують хлорангідриди фосфору, сірки та інших елементів. Газову фазу промивають содовим розчином і викидають в атмосферу. UA 77966 U (12) UA 77966 U UA 77966 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до галузей хімії і екології, може бути використана для знешкодження хлор-, азот-, сірко- та фосфорорганічних отрутохімікатів та хімічних продуктів органічного походження, що стали непридатними чи забороненими до застосування. Відомий спосіб утилізації пестицидів [Вайсман Я.М. Утилизация хлорорганических пестицидов// Экология и промышленность России. 2002. Декабрь. - С. 34-35] в 2 стадії. В першій стадії пестициди завантажують в піролізний блок, де відбувається деструкція отрутохімікатів без доступу кисню при нагріванні до 950-1000 °С. Газоподібні продукти, що утворилися в 1 стадії, направляють в плазмохімічний реактор, де при температурі 4000-5000 °С у присутності гідрокарбонату натрію відбувається повна нейтралізація пестициду (2 стадія). Недоліками відомого способу утилізації пестицидів є технологічна складність процесу, велика енергоємність, що пов'язана з піролізом отрутохімікатів при 950-1000 °С і нагріванням одержаних газофазних продуктів до 4000-5000 °С. 5 Відомий спосіб знешкодження токсичних речовин [А. с. 1585623 СССР, МКИ F23С7/00. Способ обезвреживания отходов, содержащих натрий и/или калий, и/или литий / Ю.М. Архаров и др. № 44858984/22-33; заявлено 22.09.88; опубл. 15.08.90, бюл. № 38. - 2 с.], який полягає в тому, що токсичні речовини попередньо змішують з діоксидом кремнію в інертному середовищі. Ємкість з приготовленою сумішшю герметизується і з боксу направляється в зону спалювання, де ємкість розкривається і її вміст спалюється. Недоліками відомого способу є технічна і технологічна складність. Що вимагає спеціального герметичного боксу, а також значних енерговитрат на спалювання токсичних речовин. Найближчим за технічною суттю способу, що заявляється, є спосіб знешкодження токсичних 5 речовин [А. с. 1768875 А1 СССР, MKи F23G7/00. Способ уничтожения токсичных веществ /Б.И. Но, Ю.Я. Зотов и др. - № 4921290/33; заявлено 21.01.91; опубл. 15.10.92, Бюл. № 38. - 3 с.], який полягає в тому, що токсичні речовини вводять в спеціальну шихту, що містить діоксид кремнію і карбонат чи гідроксид натрію. Шихту піддають термообробці в муфельній печі при температурі 1000-5000 °С протягом 1-8 годин. Газоподібні продукти направляються в смолоскипову піч допалювання з робочою температурою 900-1100 °С і скидаються в атмосферу. Недоліками відомого способу є його технічна і технологічна складність, висока енергоємність технології, втрата значної кількості компонентів вихідних продуктів, відсутність можливості використання одержуваних продуктів. В основу корисної моделі поставлена задача створення способу знешкодження непридатних пестицидів та хлор-, фосфор-, сірко-, нітроорганічних речовин за рахунок спалювання їх в атмосфері хлору при температурах вище 300 °С і поглинанні одержаних хлорангідридів сольовими системами - фосфоритами, вапняками чи іншими реагентами. Поставлена задача вирішується тим, що в способі знешкодження непридатних пестицидів та хлор-, фосфор-, сірко-, нітроорганічних речовин пестициди спалюють при 300-600 °С в атмосфері хлору наприклад гексахлорциклогексан, ДДТ, цінеб, хлорофос (реакції 1-4) і продукти згоряння - одержані хлорангідриди поглинають сольовими системами - фосфоритами, вапняками чи іншими реагентами при температурі 300-600 °С. С6Н6Сl6 + 12Сl2  6CCl4 + 6НСl (1) (СlС6H4)2СН-ССl3 + 30Сl2  14ССl4 + 9НСl (2) S - CS - NH - CH2 Zn + 20Cl2 ZnCl2 + 4SCl4 + 6HCl + N2 + 4CCl4 S - CS - NH - CH2 45 50 55 (3) 2(CH3O)2PO-CHOH-CCl3 + 18Cl2  5CCl4 + 16HCl + 2POCl3 + 3CO2. (4) На кресленні показано технологічну схему знешкодження пестицидів, яка містить бункер пестициду 1, дозатор пестицидів 2, топку спалювання пестицидів 3, каталізаторну ємкість 4, реактор 5, бункер фосфориту 6, електрофільтр 7; конденсатор трихлороксиду фосфору 8; ємкість для зрошування конденсаторів 9; ємкість трихлороксиду фосфору 10; насоси 11, 16; теплообмінник 12; ємкості содового розчину 13; конденсатор кислих газів 14; відстійник кислих газів 15. Спосіб здійснюється наступним чином: пестициди з бункера 1 через дозатор 2 надходять в топку 3, де спалюють в топці хлору і продукти спалювання, що вміщують хлороводень, хлорангідриди карбону та хлорангідриди інших елементів з каталізаторної ємкості 4 надходять на поглинання хлорангідридів в реактор обертового, карусельного чи іншого типу 5, куди із бункера 6 подають прямотоком фосфорити, карбонати або інші реагенти, леткі продукти, що вміщують трихлороксид фосфору очищають в електрофільтрі 7 від пилу і подають на конденсацію РОС13 в конденсатори 8, які зрошують охолодженим розчином трихлороксиду 1 UA 77966 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фосфору, кислі гази після конденсації трихлороксиду фосфору надходять в абсорбер 14 де відбувається поглинання кислих газів содовим розчином, яким зрошується абсорбер. Після поглинання кислих газів газові продукти направляються в атмосферу. Хлоридні солі концентрують і направляють на електроліз для одержання хлору. В реакторі при температурі 300-600 °С відбуваються обмінні процеси між солями і хлорангідридами, згідно, наприклад, зі схемою реакцій: Са3(РО4)2 + 3CCl4  3СаСl2 + 2РОСl3 + 3СО2 (5) СаСО3 + ССl4  2СаСl2 + 3СО2 (6) Na2SO4 + ССl4  2NaCl + SO2Cl2 + 2СО2. (7) Твердофазні продукти, що вміщують хлориди металів, вилуговують із твердого залишку і направляють на електроліз для одержання елементного хлору. Установка може компонуватися, як в стаціонарному режимі, так і на платформах автомобілів МАЗ, КАМАЗ та інших габаритних вантажівок. Приклад 1. 5 г ДДТ - (ClC6Н4)2СН-ССl3 завантажують в скляний (кварцовий) реактор - трубку - випарювач, ДДТ випаровують - переводять в пароподібний стан і током хлору переганяють пари в каталізаторну ємкість (активоване вугілля або інші), де відбувається згоряння ДДТ з утворенням ССl4 і НСl. Одержані продукти пропускають через наважку Са3(РО4)2 при 300-600 °С. Із газової фази конденсують РОСl3, леткі гази пропускають через поглинач кислих газів содовий розчин. Після поглинання кислих газів залишкові гази, що вміщують СО2 викидають в атмосферу. При такій переробці ДДТ всі технологічні процеси є екзотермічними. При спалюванні ДДТ в атмосфері хлору виділяється значна кількість енергії, екзотермічним процесом є і взаємодія Са3(РО4)2 з ССl4. В цій схемі крім знешкодження ДДТ додатково одержують цінний продукт - РОСl3 в кількості 20,2 г. Приклад 2. 10 г хлорофосу завантажують у випарювач, нагрівають до температури пароутворення і переганяють пари хлором в каталізаторну ємкість, де відбувається його доокислення при температурі вище 300 °С згідно з рівнянням 4. Продукти згоряння надходять в реактор з фосфоритом. В реакційній зоні при 300-600 °С відбувається нейтралізація хлорангідридів карбону. В результаті-конденсації продуктів одержують 15,9 г РОСl3. Газові продукти очищають від кислих газів і викидають в атмосферу. З твердих продуктів вилуговують СаСl2. Приклад 3. 10 г цінебу завантажують у випарювач і в атмосфері хлору при температурі вище 300 °С переганяють пари в каталізаторну ємкість. Продукти допалюють і направляють в реактор де при температурі 300-600 °С леткі продукти переганяють через реакційну зону із сульфатом натрію. За рахунок взаємодії ССl4 з Na2SO4 згідно з рівнянням реакції одержують 19,6 г SO2Cl2: Na2SO4 + СС14  2NaCl + SO2Cl2 + 2CO2. (8) Приклад 4. 100 кг гексахлорциклогексану (С6Н6Сl6) спалюють в каталізаторній ємкості хлором при температурі вище 300 °С. Продукти спалювання подають прямотоком в шнековий реактор, куди подається і концентрат незвиського фосфориту із вмістом Р2О5 21 %. З газових продуктів конденсують 421 кг РОСl3. З твердих продуктів вилуговують хлорид кальцію і подають на електроліз для одержання хлору. Поглинання хлорангідридів при температурах нижче 300 °С недоцільно внаслідок можливої їх конденсації в газоходах та в твердофазних продуктах. Поглинання галоїдоангідридів карбону при температурах вище 600 °С теж недоцільно внаслідок можливої їх дисоціації (розпаду). Запропонований спосіб знешкодження непридатних пестицидів та хлор-, фосфор-, сірко-, нітроорганічних речовин дає можливість спростити технологію, зменшити енергоємність хімічних перетворень, додатково одержати значну кількість енергії від спалювання пестицидів та утилізації продуктів спалювання, дає можливість використати непридатні пестициди для одержання вторинних цінних продуктів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб знешкодження непридатних пестицидів та хлор-, фосфор-, сірко-, нітроорганічних речовин шляхом термоокисної обробки при високих температурах, який відрізняється тим, що непридатні пестициди та непридатні органічні продукти, які вміщують карбон, гідроген, фосфор, сірку, азот та інші компоненти, спалюють в атмосфері хлору при температурах вище 300 °С, і продукти спалювання через каталізаторну ємкість подають в реактор карусельного, обертового чи іншого типу, куди прямотоком вводять сольові системи - фосфати, карбонати, сульфати та інші, в стехіометричному співвідношенні, якими абсорбують при температурі 300-600 °С хлорангідриди карбону, з газової фази конденсують хлорангідриди фосфору, сірки та інших елементів, газову фазу промивають содовим розчином і викидають в атмосферу. 2 UA 77966 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3