PL174262B1 - Sposób niszczenia substancji wybuchowych - Google Patents

Abstract

1. Sposób niszczenia substancji wybuchowych poprzez spalanie, znamienny tym, ze rozpuszcza sie wzglednie tworzy zawiesine czastek substancji wybuchowej w palnym plynie, który nie ma dostepnego tlenu lub ma jedynie niewielka ilosc dostepnego tlenu, przy czym proporcja uzytego palnego plynu jest rzedu umozliwiajacego zredukowanie zawartosci energii tej mieszaniny do 1 MJ/kg lub mniej w warunkach wyizolowania dostepu tlenu atmosferycznego, dostarcza sie te mieszanine do urzadzenia spalajacego poprzez palnik dla paliwa plynnego lub palnik dla zawiesin paliwo stale/paliwo pl yn ni e, po czym spala sie te mieszanine w urzadzeniu spalajacym. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób niszczenia substancji wybuchowych.

Powszechnie dotychczas stosowanym sposobem niszczenia przestarzałych i wadliwych funkcjonalnie lub z innych względów nieużytkowalnych środków, zawierających substancje wybuchowe, było zatapianie ich w jeziorach lub oceanach, czy też detonowanie lub palenie na otwartym powietrzu na poligonach itp. Obecnie jednak nie zezwala się na zatapianie środków bojowych w jeziorach lub oceanach, natomiast niszczenie substancji wybuchowych w procesach wybuchowych na wielką skalę wymaga zachowania dużych odległości dla spełnienia wymogów bezpieczeństwa, między innymi s powodu uciążliwego hałasu. Ponadto spalanie substancji wybuchowych na otwartym powietrzu uwalnia produkty reakcji, takie jak tlenek węgla i tlenki azotu, które są szkodliwe dla środowiska.

Znany jest również sposób niszczenia substancji wybuchowych prsez spopielenie substancji wybuchowych w formie stałej (bryły) w piecach, takich jak piece do wypalania klinkieru cementowego, który jednakże jest niewskazany z powodu ryzyka wybuchu se względu na skupienie substancji wybuchowych. Co więcej, gdy substancje wybuchowe ładuje się do pieca w stanie stałym, wówczas trudno jest sterować przepływem substancji wybuchowych w sposób, który umożliwi efektywne oczyszczenie gazów spalinowych,

174 262 natomiast przenoszenie stałych substancji wybuchowych w formie proszku lub brył również łączy się z ryzykiem eksplozji.

Z polskiego opisu patentowego nr 166 867 jest znany sposób niszczenia palnych odpadów stałych wyładowywanych z zakładu chemicznego wytwarzającego kwas tereftalowy, w którym doprowadza się zawiesinę tych palnych odpadów stałych w oleju do palnika pieca do spalania.

Sposób niszczenia substancji wybuchowych poprzez spalanie, według wynalazku charakteryzuje się tym, że rozpuszcza się względnie tworzy zawiesinę cząstek substancji wybuchowej w palnym płynie, który nie ma dostępnego tlenu lub ma jedynie niewielką ilość dostępnego tlenu, przy czym proporcja użytego palnego płynu jest rzędu umożliwiającego zredukowanie zawartości energii tej mieszaniny do 1 MJ/kg lub mniej w warunkach wyizolowania dostępu tlenu atmosferycznego, dostarcza się tę mieszaninę do urządzenia spalającego poprzez palnik dla paliwa płynnego lub palnik dla zawiesin paliwo stałe/paliwa płynne, po czym spala się tę mieszaninę w urządzeniu spalającym.

Palny płyn wybiera się z grupy złożonej z węglowodorów, alkoholi, ketonów, estrów i ich mieszanin.

Jako palny płyn stosuje się olej opałowy, zwłaszcza ciężki olej opałowy.

Dobiera się rozmiar cząsteczek substancji wybuchowej z zakresu, w którym każda indywidualna cząsteczka ulega spopieleniu podczas pobytu w płomieniu palnika.

Korzystnie stosuje się rozmiar cząsteczek wynoszący 0,05-0,5 mm.

Urządzenie spalające korzystnie podłącza się do kotła produkującego energię, względnie do instalacji oczyszczającej gaz spalinowy.

W instalacji oczyszczającej gaz spalinowy prowadzi się katalityczną przemianę tlenków azotu, względnie katalityczną przemianę tlenku węgla.

Sposób według wynalazku pozwala na bezpieczne niszczenie substancji wybuchowych przez spopielenie w urządzeniu spalającym, i jednocześnie umożliwia efektywne oczyszczenie gazów spalinowych oraz wykorzystanie zawartości energetycznej tych substancji wybuchowych.

Mieszaninę dostarcza się przez palnik do komory spalania urządzenia spalającego w stanie rozdrobnionym i spala się, tworząc kontrolowany płomień. Mieszaninę taką można zatem wykorzystać jako paliwo dla tego typu palnika, a substancja wybuchowa jest spopielana jako integralna część paliwa.

Sposób według wynalazku, dotyczący spopielania substancji wybuchowej w formie fluidalnej za pomocą palnika na płyn lub zawiesinę umożliwia monitorowanie i sterowanie w sposób efektywny przepływem substancji wybuchowych w strefie spalania, co ma zasadnicze znaczenie zarówno z punktu widzenia bezpieczeństwa, jak i z punktu widzenia ochrony środowiska. Procesem spalania można sterować, zwracając uwagę na wydzielanie szkodliwych produktów spalania pod względem możliwości następującego potem oczyszczania gazów spalinowych w katalitycznej redukcji tlenków azotu. Jeden ze znanych sposobów chemicznej redukcji tlenków azotu w przemysłowych gazach spalinowych obejmuje dodawanie czynnika redukującego (amoniak) do gazów spalinowych i kontaktowanie tej mieszaniny ze złożem katalizatora. W sposobie według wynalazku substancje wybuchowe przekształca się w niedetonowalny palny płyn, który można bezpiecznie spalić w konwencjonalnych kotłach do produkcji energii, co umożliwia odzyskanie i wykorzystanie energii zawartej w tych substancjach wybuchowych (substancje wybuchowe spalane w powietrzu mają energię spalania między około 5 a 15 MJ/kg.).

Palniki stosowane w sposobie według wynalazku mogą stanowić konwencjonalne palniki, takie jak palniki dla oleju opałowego lub palniki dla płynnych zawiesin paliwowych, na przykład zawiesin sproszkowanego węgla, tj. palniki, które wstrzykują subtelnie rozdrobnione paliwo do komory spalającej. Dla tego typu palnika znane są różne sposoby subtelnego rozdrabniania paliwa, na przykład poprzez rozpylanie pary, podawanie powietrza pod wysokim ciśnieniem, podawanie powietrza pod niskim ciśnie4

174 262 niem, lub za pomocą dysz rozpylających względnie obrotowych rozpylaczy mechanicznych.

Jako palny płyn do rozpuszczania lub tworzenia zawiesiny substancji wybuchowej można wykorzystać dowolny typ palnego płynu, który nie zawiera dostępnego tlenu lub zawiera jedynie niewielką ilość dostępnego tlenu. Zdolność substancji wybuchowej do eksplodowania jest determinowana przede wszystkim przez jej równowagę pomiędzy tlenem a innymi pierwiastkami. Dzięki dodaniu odpowiednio dużej ilości innych pierwiastków , które wystarczająco preesuwają równowagą lleoową subttancji wybuchowej w kierunku niedostatku tlenu, otrzymana mieszanina nie jest już zdolna do detonacji. Substancje takie obejmują na przykład palne płyny, które nie mają wewnętrznie dostępnego tlenu. W tego rodzaju substancjach nie występują zatem wiązania tlenowe w postaci nadtlenku, grupy nitrowej, grupy azotanowej, grupy nitraminowej itd. Odpowiednimi palnymi płynami są węglowodory, alkohole, ketony, estry i ich mieszaniny. Szczególnie zalecany jest olej opałowy, przy czym można wykorzystać zarówno lekki jak i ciężki olej opałowy. Do palnika doprowadza się jednorodną mieszaninę substancji wybuchowej c palnym płynem, który rozpuszcza tę substancję wybuchową lub z którym ta substancja wybuchowa może tworzyć zawiesinę. W przypadku płynnych zawiesin konieczne jest aby cząsteczki substancji wybuchowej były wystarczająco małe i aby utrzymywać je w stanie zawiesiny, np. przez wstrząsanie lub zagęszccanie płynu. Do wytwarzania zawiesin szczególnie nadaje się ciężki olej opałowy lub tzw. olej cagęszccony z uwagi na jego lepkość.

Według wynalazku stwierdzono, że odpowiednim stosunkiem ilości substancji wybuchowej do palnego płynu jest taki, w którym zawartość energii mieszaniny wynosi 1 MJ/kg lub mniej w nieobecności dostępnego tlenu atmosferycznego. W przypadku trotylu (trinitrotoluenu) i oleju opałowego, tę zawartość energii otrzymuje się dla mieszaniny zawierającej przynajmniej 65% wag. oleju opałowego.

Przy spalaniu zawiesiny wybiera się tak mały rozmiar największych cząsteczek substancji wybuchowych, by każda indywidualna cząsteczka uległa spopieleniu w płomieniu, tj. rozmiar cząsteczek dostosowuje się do czasu pobytu cząsteczek substancji wybuchowej w płomieniu, który zdeterminowany jest rozmiarem palnika i prędkością deflagracji specyficznej substancji wybuchowej przy ciśnieniu atmosferycznym. Na przykład w przypadku trotylu czas pobytu rzędu 0,1 sekundy wymaga stosowania rozmiaru największych cząsteczek około 0,2 mm.

Dla większości substancji wybuchowych odpowiedni jest rozmiar cząsteczek 0,05-0,5 mm.

Roztwór lub zawiesinę substancji wybuchowej spala się w urządzeniu spalającym z regulowaną ilością powietrza. Według jednego wykonania sposobu według wynalazku wykorzystuje się urządzenie spalające, które jest podłączone do kotła produkującego energię, najlepiej do kotła o wysokiej mocy tj. kotła stosowanego najczęściej w kotłowniach regionalnych systemów ciepłowniczych itp. wyposażonego w palnik oleju opałowego, palnik zawiesiny węglowej itp. Tego rodzaju kotły są zwykle zaopatrzone w instalacje do oczyszczania gazu spalinowego, które umożliwiają spopielanie substancji wybuchowych w sposób bezpieczny dla środowiska.

Substancje wybuchowe, które można niszczyć sposobem według wynalazku, obejmują materiały miotające, ładunki minerskie i mieszanki pirotechniczne, które zawierają takie pierwiastki jak węgiel, wodór, tlen i azot. Niektóre ładunki minerskie zawierają również metaliczny proszek, głównie glin. Produktami spalania są dwutlenek węgla, woda, gazowy azot i dla materiałów wybuchowych zawierających glin, tlenek glinu. Otrzymuje się również mniejsze ilości tlenku azotu, tlenku węgla i węgla (sadzy).

Substancje stałe zawarte w garach spalinowych (tlenek glinu i sadza) są usuwane za pomocą filtrów pyłowych, np. filtrów gruboziarnistych i elektrofiltrów. Składniki skraplające się i rozpuszczalne w wodzie można oddzielić od otrzymanych gazów przez całkowite skroplenie i przemycie w płuczkach wieżowych. Powtórne skroplenie pary wodnej umożliwia uzyskanie wyższej wydajności cieplnej i pozwala na otrzymywanie

174 262 wody do przemywania gazu. Tlenki azotu i tlenek węgla przekształca się odpowiednie w gazowy azot i dwutlenek węgla na złożach katalizatora. W niektórych przypadkach, mieszanki pirotechniczne zawarte w środkach bojowych wytwarzających dym, rozpoznawczych bombach oświetlających i zapalających środkach bojowych zawierają związki, które wymagają podjęcia specjalnych środków przy oczyszczaniu otrzymywanych gazów spalinowych. Przykładowo przy spopielaniu dymnych środków bojowych, które zawierają heksachloroetan/cynk może okazać się konieczne sterowanie temperaturą spalania połączone z obserwacją tworzenia się dioksyny.

174 262

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób niszczenia substancji wybuchowych poprzez spalanie, znamienny tym, że rozpuszcza się względnie tworzy zawiesinę cząstek substancji wybuchowej w palnym płynie, który nie ma dostępnego tlenu lub ma jedynie niewielką ilość dostępnego tlenu, przy czym proporcja użytego palnego płynu jest rzędu umożliwiającego zredukowanie zawartości energii tej mieszaniny do 1 MJ/kg lub mniej w warunkach wyizolowania dostępu tlenu atmosferycznego, dostarcza się tę mieszaninę do urządzenia spalającego poprzez palnik dla paliwa płynnego lub palnik dla zawiesin paliwo stałe/paliwo płynne, po czym spala się tę mieszaninę w urządzeniu spalającym.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że palny płyn wybiera się z grupy złożonej z węglowodorów, alkoholi, ketonów, estrów i ich mieszanin.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako palny płyn stosuje się olej opałowy.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że jako olej opałowy stosuje się ciężki olej opałowy.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dobiera się rozmiar cząsteczek substancji wybuchowej z zakresu, w którym każda indywidualna cząsteczka ulega spopieleniu podczas pobytu w płomieniu palnika.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się rozmiar cząsteczek wynoszący 0,05-0,5 mm.
7. 7. Sposób według zasttz. 1, znamienny tym, że urządzenie spalające ptoiłłąc^z^a się do kotła produkującego energię.
8. 8. Sposób wwó^g ζηιΡζ. 1, znamienny tym, że urządzenie spalajj¾ce poddącca się do instalacji gaz spalinowy.
9. 9. Sposób wwdhig zaanz. 8, znamienny tym, że w instalacji oczysczzającej gaz spalinowy prowadzi się katalityczną przemianę tlenków asotu.
10. 10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że w instalacji oczyszczającej gaz spalinowy prowadzi się katalityczną przemianę tlenku węgla.