RU2221108C2

RU2221108C2 - Method of localization of spillage of toxic fluids

Info

Publication number: RU2221108C2
Application number: RU2002104502/13A
Authority: RU
Inventors: А.А. Гришкевич; П.А. Стрельников; С.Н. Таранченко; А.П. Хрюкин; Л.Н. Шадрин
Original assignee: Гришкевич Анатолий Александрович; Шадрин Леонид Николаевич
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2004-01-10

Abstract

FIELD: ecology, environmental control, technology of elimination of accidental spillage of liquid chemically-dangerous substances. SUBSTANCE: method of localization of spillage of toxic fluids includes application of solid substance displaying positive buoyancy on to surface f fluid. Solidifying foam of polymer composition based on carbamide-formaldehyde resin with positive buoyancy is utilized as solid substance. It includes, per cent by mass: carbamide-formaldehyde resin 30.0-60.0; acidic solidification catalyst 2.0-6.0; surface-active substance 2.0-6.0; plasticizing additive 0.2-5.0; high-molecular additive 0.5-10.0; water being the balance. Composition is foamed with compressed air and is applied in liquid state in reciprocating parallel strips imposed one on another in horizontal plane to 5-50% of area of their projection on to surface of fluid. EFFECT: increased screening efficiency due to diminished evaporation of toxic substances thanks to formation of flawless screening layer. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области экологии, охраны окружающей природной среды, а более конкретно к технологии ликвидации аварийных проливов жидких аварийно опасных химически опасных веществ. Изобретение может быть использовано для локализации и экранирования проливов жидкого хлора, аммиачной воды, горюче-смазочных материалов, а также для очистки поверхности открытых водоемов от нефти и мало растворимых в воде жидкостей. The invention relates to the field of ecology, environmental protection, and more particularly to a technology for the elimination of emergency spills of liquid hazardous chemically hazardous substances. The invention can be used to localize and screen spills of liquid chlorine, ammonia water, fuels and lubricants, as well as to clean the surface of open water from oil and low water soluble liquids.

Уровень техники. The level of technology.

Известен способ локализации пятен нефти на поверхности береговой линии, периодически накрываемой прибойной волной. Согласно известному способу на поверхность береговой линии наносят полимерную пену посредством генераторов или в виде плит. В состав полимерной пены раздельно или совместно вводят адсорбент и другой наполнитель с отрицательной плавучестью [1]. Изобретение обеспечивает закрепление адсорбента на заданной площади грунта и защиту береговой линии от загрязнения нефтепродуктами. There is a method of localizing oil stains on the surface of the coastline periodically covered by a breaking wave. According to the known method, polymer foam is applied to the surface of the coastline by means of generators or in the form of plates. An adsorbent and another filler with negative buoyancy are introduced separately or jointly into the composition of the polymer foam [1]. The invention provides for fixing the adsorbent on a given area of soil and protecting the coastline from oil pollution.

Недостатком известного способа является невозможность получения сплошного защитного слоя, обеспечивающего достаточную защиту окружающей природной среды от испарений пролитых токсичных веществ, а также проведения экстренных аварийно-восстановительных работ при проливах легковоспламеняющихся продуктов. The disadvantage of this method is the impossibility of obtaining a continuous protective layer that provides sufficient protection of the environment from the evaporation of spilled toxic substances, as well as emergency emergency repairs during spills of flammable products.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ локализации нефти на поверхности водоема путем нанесения на поверхность слоя адсорбента с положительной плавучестью [2]. Closest to the proposed invention in technical essence is a method of localizing oil on the surface of a reservoir by applying an adsorbent layer with positive buoyancy to the surface [2].

Согласно [2] осуществляют нанесение на поверхность жидкости (водоема) твердого вещества - адсорбента с положительной плавучестью в виде полосы при поступательном движении подающего устройства. According to [2], a solid substance — an adsorbent with positive buoyancy in the form of a strip — is applied to the surface of a liquid (reservoir) with a translational movement of the feeding device.

Недостатком известного способа является низкая эффективность экранирования токсичных веществ, невозможность получения сплошного защитного слоя, обеспечивающего полную локализацию пролива токсичного вещества, достаточную для защиты окружающей природной среды от испарений пролитых токсичных веществ во время проведения аварийных работ и мероприятий по их сбору, удалению или детоксикации на месте пролива. The disadvantage of this method is the low efficiency of the shielding of toxic substances, the inability to obtain a continuous protective layer that provides complete localization of the spill of toxic substances, sufficient to protect the environment from evaporation of spilled toxic substances during emergency operations and measures for their collection, removal or detoxification in place the strait.

Сущность изобретения. SUMMARY OF THE INVENTION

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности экранирования токсичных веществ и обеспечение снижения скорости испарения пролитых аварийно опасных химических веществ. The task of the invention is to increase the efficiency of shielding toxic substances and to reduce the evaporation rate of spilled hazardous chemicals.

Эта задача решается описанной ниже совокупностью признаков предлагаемого способа. Как и известный, способ предполагает нанесение на поверхность пролитой жидкости слоя твердого вещества с положительной плавучестью, но согласно изобретению в качестве твердого вещества с положительной плавучестью используют твердеющую пену из полимерной композиции на основе карбамидоформальдегидной смолы состава, мас.%:
Карбамидоформальдегидная смола - 30-60
Кислотный катализатор отверждения - 2-6
Поверхностно-активное вещество - 2-6
Пластифицирующая добавка - 0,2-5
Высокомолекулярная добавка - 0,5-10
Вода - Остальное до 100
композицию вспенивают сжатым воздухом и наносят в жидком состоянии возвратно-поступательными параллельными движениями пеновода с наложением полос пены друг на друга в горизонтальной плоскости на 15-40% площади их проекции на поверхность жидкости.This problem is solved by the following set of features of the proposed method. As known, the method involves applying a layer of a solid with positive buoyancy to the surface of the spilled liquid, but according to the invention, a hardening foam from a polymer composition based on a urea-formaldehyde resin composition, wt.%: Is used as a solid with positive buoyancy.
Urea-formaldehyde resin - 30-60
Acid Curing Catalyst - 2-6
Surfactant - 2-6
Plasticizing additive - 0.2-5
High molecular weight additive - 0.5-10
Water - The rest is up to 100
the composition is foamed with compressed air and applied in a liquid state by reciprocating parallel motions of the foam with superposition of foam strips on each other in a horizontal plane for 15-40% of their projection area on the liquid surface.

В качестве кислотного катализатора отверждения используют орто- или метафосфорную кислоту или технический продукт, представляющий их смесь, в качестве поверхностно-активного вещества: смесь триэтаноламиновых солей алкилсульфатов первичных жирных спиртов фракции С₁₀-C₁₈ и триэтаноламиновых солей сульфатов алкиламидов синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₆ при массовом соотношении 9:1 или композицию состава, мас.%:
Алкилсульфонат натрия (фракция C₁₁-C₁₇) - 27
Фенол - 40
Спирт этиловый или этиленгликоль - 7
Вода - Остальное до 100
В качестве пластифицирующей добавки используют глицерин, этиленгликоль или полиэтиленгликоль, а в качестве высокомолекулярной добавки используют поливиниловый спирт или оксиэтилцеллюлозу.As the acid curing catalyst, ortho or metaphosphoric acid or a technical product representing their mixture is used as a surfactant: a mixture of triethanolamine salts of primary sulphates of fatty alcohols of the C ₁₀ -C ₁₈ fraction and triethanolamine salts of sulphates of synthetic alkylamides of the C ₁₀ synthetic fatty acids -C ₁₆ when the mass ratio of 9: 1 or composition composition, wt.%:
Sodium alkyl sulfonate (fraction C ₁₁ -C ₁₇ ) - 27
Phenol - 40
Ethyl alcohol or ethylene glycol - 7
Water - The rest is up to 100
Glycerin, ethylene glycol or polyethylene glycol are used as plasticizing additives, and polyvinyl alcohol or hydroxyethyl cellulose is used as a high molecular weight additive.

Использование композиции на основе карбамидоформальдегидной смолы в жидком состоянии и возвратно-поступательное наложение параллельных полос друг на друга позволяют сформировать бездефектный экранирующий слой, снижающий скорость испарения пролитого токсичного вещества на два-три десятичных порядка и снизить концентрацию его паров до ПДК, т.е. существенно повысить эффективность его полной локализации. The use of a urea-formaldehyde resin-based composition in a liquid state and the reciprocating overlapping parallel strips on top of each other make it possible to form a defect-free shielding layer that reduces the rate of evaporation of spilled toxic substances by two to three decimal orders and reduces its vapor concentration to MAC, i.e. significantly increase the effectiveness of its full localization.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Information confirming the possibility of carrying out the invention.

Пример 1. Производят локализацию пролива сырой нефти. В котлован с нефтешламом площадью 120 м² выливают 300 л сырой нефти. С помощью измерителя концентрации углеводородов определяют концентрацию летучих фракций нефти над поверхностью пролива на высоте 1 см. Концентрация углеводородов над поверхностью пролива нефти до проведения локализации составляет 380 мг/ м³. Затем на поверхность пролитой нефти наносят пену из полимерной композиции на основе карбамидоформальдегидной смолы состава, мас.%:
Карбамидоформальдегидная смола - 60
Катализатор отверждения смесь орто- и метафосфорных кислот - 6
Поверхностно-активное вещество - 3
Глицерин - 2
Поливиниловый спирт - 1
Вода - Остальное до 100
Композицию вспенивают сжатым воздухом до кратности 15 и наносят в жидком состоянии возвратно-поступательными параллельными движениями пеновода с наложением полос пены друг на друга в горизонтальной плоскости на 20% площади их проекции на поверхность жидкости и покрытием береговой части котлована на 0,5 м для получения слоя пены толщиной 5-7 см. С помощью измерителя концентрации углеводородов определяют концентрацию летучих фракций нефти над поверхностью пролива на высоте 1 см сразу после формирования пенного экрана, через 2 и 24 часа. Концентрация паров углеводородов над поверхностью пролива нефти после проведения локализации по изобретению составляет 2 мг/м³, что соответствует снижению скорости испарения углеводородов в 200 раз.Example 1. Localization of a strait of crude oil. The oil sludge pit with an area of 120 m ² was poured 300 liters of crude oil. Using a hydrocarbon concentration meter, the concentration of volatile oil fractions above the strait surface is determined at a height of 1 cm. The hydrocarbon concentration above the surface of the oil strait before localization is 380 mg / m ³ . Then, foam from a polymer composition based on a urea-formaldehyde resin composition, wt.%: Is applied to the surface of the spilled oil.
Urea-formaldehyde resin - 60
Curing catalyst a mixture of ortho and metaphosphoric acids - 6
Surfactant - 3
Glycerin - 2
Polyvinyl alcohol - 1
Water - The rest is up to 100
The composition is foamed with compressed air up to a factor of 15 and applied in a liquid state by reciprocating parallel movements of the foam conduit with the foam strips overlapping in the horizontal plane for 20% of their projection area onto the liquid surface and covering the coastal part of the foundation pit by 0.5 m to obtain a layer foam with a thickness of 5-7 cm. Using a hydrocarbon concentration meter, the concentration of volatile oil fractions above the strait surface is determined at a height of 1 cm immediately after the formation of the foam screen, after 2 and 24 hours. The concentration of hydrocarbon vapors above the surface of the oil spill after localization according to the invention is 2 mg / m ³ , which corresponds to a 200-fold reduction in the rate of hydrocarbon evaporation.

Пример 2-3. Производят локализацию аммиака и хлора по примеру 1, но в качестве источника токсичного вещества используют 25% аммиачную воду и суспензию гипохлорита кальция в соляной кислоте соответственно. Example 2-3. Ammonia and chlorine are localized in accordance with Example 1, but 25% ammonia water and a suspension of calcium hypochlorite in hydrochloric acid are used as the source of the toxic substance, respectively.

На поверхность пролитой аммиачной воды наносят пену из полимерной композиции на основе карбамидоформальдегидной смолы состава, мас.%:
Карбамидоформальдегидная смола - 50
Катализатор отверждения ортофосфорная кислота - 5
Поверхностно-активное вещество - 3
Полиэтиленгликоль - 0,5
Оксиэтилцеллюлоза - 2
Вода - Остальное до 100
Композицию вспенивают сжатым воздухом до кратности 20 и наносят в жидком состоянии возвратно-поступательными параллельными движениями пеновода с наложением полос пены друг на друга в горизонтальной плоскости на 30% площади их проекции на поверхность жидкости для получения слоя пены толщиной 5-7 см. Периодически в течение суток определяют количество десорбировавшегося аммиака. Отбор проб осуществляют аспирационным устройством с расстояния 1 см от поверхности пены. Пробы анализируют с помощью реактива Несслера. Результаты измерений приведены в таблице 1.On the surface of the spilled ammonia water, foam is applied from a polymer composition based on a urea-formaldehyde resin composition, wt.%:
Urea-formaldehyde resin - 50
Phosphoric Acid Curing Catalyst - 5
Surfactant - 3
Polyethylene glycol - 0.5
Oxyethyl cellulose - 2
Water - The rest is up to 100
The composition is foamed with compressed air up to a factor of 20 and applied in a liquid state by reciprocating parallel movements of the foam conduit with the foam strips overlapping in the horizontal plane for 30% of their projection area on the liquid surface to obtain a foam layer 5-7 cm thick. Periodically for days determine the amount of desorbed ammonia. Sampling is carried out by an aspiration device from a distance of 1 cm from the surface of the foam. Samples are analyzed using Nessler's reagent. The measurement results are shown in table 1.

На поверхность источника хлора (концентрированная суспензия гипохлорита кальция) сразу после добавления концентрированной соляной кислоты наносят пену из полимерной композиции на основе карбамидоформальдегидной смолы состава, мас.%:
Карбамидоформальдегидная смола - 30
Катализатор отверждения метафосфорная кислота - 5
Поверхностно-активное вещество - 3
Этиленгликоль - 2,5
Оксиэтилцеллюлоза - 8
Вода - Остальное до 100
Композицию вспенивают сжатым воздухом до кратности 15 и наносят в жидком состоянии возвратно-поступательными параллельными движениями пеновода с наложением полос пены друг на друга в горизонтальной плоскости на 40% площади их проекции на поверхность суспензии для получения слоя пены толщиной 5 см. Периодически в течение суток определяют количество десорбировавшегося хлора. Отбор проб осуществляют аспирационным устройством с расстояния 1 см от поверхности пены. Пробы анализируют на наличие активного хлора. Результаты измерений приведены в таблице.On the surface of the chlorine source (concentrated suspension of calcium hypochlorite) immediately after the addition of concentrated hydrochloric acid, a foam is applied from a polymer composition based on a urea-formaldehyde resin composition, wt.%:
Urea-formaldehyde resin - 30
Metaphosphoric Acid Curing Catalyst - 5
Surfactant - 3
Ethylene glycol - 2.5
Oxyethyl cellulose - 8
Water - The rest is up to 100
The composition is foamed with compressed air up to a factor of 15 and applied in a liquid state by reciprocating parallel movements of the foam conduit with the foam strips overlapping in the horizontal plane for 40% of their projection area on the surface of the suspension to obtain a foam layer 5 cm thick. Periodically during the day, determine the amount of desorbed chlorine. Sampling is carried out by an aspiration device from a distance of 1 cm from the surface of the foam. Samples are analyzed for the presence of active chlorine. The measurement results are shown in the table.

Источники информации
1. Патент РФ 2158334, Е 02 В 15/04, опублик. 10.03.2000.Sources of information
1. RF patent 2158334, E 02 B 15/04, published. 03/10/2000.

2. Патент Франции 2036706, Е 02 В 15/04, опублик. 31.12.1970. 2. French Patent 2036706, E 02 B 15/04, published. 12/31/1970.

Claims

A method of localizing spills of toxic liquids by applying a layer of a solid with positive buoyancy to their surface, characterized in that a hardening foam from a polymer composition based on a urea-formaldehyde resin composition, wt.%: Is used as a solid with positive buoyancy.

Urea-formaldehyde resin 30-60

Acid Curing Catalyst 2-6

Surfactant 2-6

Plasticizing additive 0.2-5

High molecular weight additive 0.5-10

Water The rest is up to 100

the composition is foamed with compressed air and applied in a liquid state by reciprocating parallel motions of the foam with the imposition of foam strips on each other in a horizontal plane for 15-40% of their projection area on the liquid surface.