RU2221614C2 - Способ обеззараживания без сжигания материалов, содержащих опасные вещества (варианты) - Google Patents

Способ обеззараживания без сжигания материалов, содержащих опасные вещества (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2221614C2
RU2221614C2 RU2002103812/06A RU2002103812A RU2221614C2 RU 2221614 C2 RU2221614 C2 RU 2221614C2 RU 2002103812/06 A RU2002103812/06 A RU 2002103812/06A RU 2002103812 A RU2002103812 A RU 2002103812A RU 2221614 C2 RU2221614 C2 RU 2221614C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exhaust gas
vessel
chemical
warfare agents
steam
Prior art date
Application number
RU2002103812/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2002103812A (ru
Inventor
Джон А. СКОТТ (US)
Джон А. СКОТТ
Джеймс Д. ОСТЕРЛО (US)
Джеймс Д. ОСТЕРЛО
Original Assignee
Парсонз Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Парсонз Корпорейшн filed Critical Парсонз Корпорейшн
Publication of RU2002103812A publication Critical patent/RU2002103812A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2221614C2 publication Critical patent/RU2221614C2/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/20—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by hydropyrolysis or destructive steam gasification, e.g. using water and heat or supercritical water, to effect chemical change
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/30—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
    • A62D3/38—Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents by oxidation; by combustion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00—Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/02—Chemical warfare substances, e.g. cholinesterase inhibitors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2203/00—Aspects of processes for making harmful chemical substances harmless, or less harmful, by effecting chemical change in the substances
    • A62D2203/02—Combined processes involving two or more distinct steps covered by groups A62D3/10 - A62D3/40

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способам обеззараживания загрязненных материалов. Сущность изобретения: способ низкотемпературного без сжигания обеззараживания загрязненных материалов, содержащих опасные вещества, заключается в том, что приводят в контакт с паром загрязненные материалы и опасные вещества при давлении окружающей среды в сухом первом нагреваемом сосуде в течение около, по меньшей мере, 15 мин, пар находится при температуре, по меньшей мере, около 560oС, при этом все опасные вещества удаляют из загрязненных материалов. Удаляют первый поток газообразного выпускаемого пара, содержащего опасные вещества, из первого нагреваемого сосуда, причем первый газообразный выпускаемый пар содержит конденсируемый остаток и неконденсируемый остаток. Затем нагревают первый поток выпускаемого газа при давлении окружающей среды в сухом втором сосуде, по меньшей мере, до около 500oС и выдерживают первый поток выпускаемого газа во втором сосуде при температуре, по меньшей мере, около 500oС в течение, по меньшей мере, около одной секунды в атмосфере, содержащей пар при концентрации более высокой чем около 150% от стехиометрической, при этом, по меньшей мере, около 99 мас.% опасных веществ в первом потоке выпускаемого газа преобразуются в неопасные вещества. Удаляют из второго сосуда второй поток выпускаемого газа, содержащего конденсируемый остаток и неконденсируемый остаток. При этом получают концентрацию опасных веществ, меньшую чем около 100 мг/л. Затем увеличивают рН конденсата, по меньшей мере, до около 8,0 для понижения концентрации опасных веществ в конденсате до величины, меньшей чем около 1,0 мг/л. Далее осуществляют каталитическую обработку неконденсируемого остатка второго потока выпускаемого газа в присутствии кислорода для того, чтобы концентрация опасных веществ в неконденсируемом остатке второго потока выпускаемого газа понизилась до величины, меньшей чем около 1,0 мг/м3, при обычной температуре и давлении. Преимущества изобретения заключаются в том, что оно является эффективным, недорогим и позволяет исключить стадию выжигания. 3 с. и 26 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способам обеззараживания загрязненных материалов, таких как компоненты химического оружия, а более точно к способам обеззараживания загрязненных материалов без сжигания.
Предшествующий уровень техники
Обеззараживание загрязненного материала может быть затруднено в случае вывода из эксплуатации компонентов химического оружия, содержащих боевые химические отравляющие вещества. Главной проблемой является безопасное удаление, нейтрализация и переработка исключительно токсичных боевых химических отравляющих веществ, используемых в химическом оружии. Современные технологии позволяют нейтрализовать боевые химические отравляющие вещества, как только эти вещества удаляются из оболочки химического оружия. Однако после того как основной объем боевых химических отравляющих веществ удален из оболочек химического оружия, оболочки и их различные элементы, как правило, остаются загрязненными остаточными количествами боевых химических отравляющих веществ. Обеззараживание этих остаточных количеств элементов химического оружия является сложной проблемой.
В большинстве известных способов обеззараживания компонентов химического оружия используют двухстадийный процесс. На первой стадии компоненты подвергаются воздействию жидких химикатов или высоких температур для удаления и разложения по существу всех боевых химических отравляющих веществ, прилипших к элементам оболочки химического оружия. На второй стадии остаточные пары после первой стадии выжигаются для устранения всех остатков боевых химических отравляющих веществ или любого из них в этих парах.
Однако в настоящее время стадия выжигания рассматривается как возможный источник токсичных продуктов горения, которые должны выпускаться в атмосферу. Соответственно стадия выжигания является недопустимой во многих промышленно развитых странах, включая Соединенные Штаты Америки.
Известен способ, в котором почвы, загрязненные ртутью или органическими компонентами, продуваются паром при температуре до 600oС (см., например, Umvelt, том 24, 1994 год, 10, стр. 502-504, D1). Этот способ может применяться для удаления органических компонентов из почв или ликвидируемых боеприпасов. Из использованной воды удаляют пыль. Затем основную часть использованного пара подают на рециркуляцию, а оставшуюся часть пара конденсируют в конденсаторе. Оставшийся использованный воздух обрабатывают в газопромывателе и активированными угольными фильтрами.
В указанном способе не раскрыта повторная тепловая обработка пара в отдельной камере, а также повышение рН среды и каталитическая обработка удаляемого воздуха, как предложено в заявленном изобретении
В патенте DE 4303722 C1 (D2) раскрыт способ отделения вредных (губительных) субстанций из материалов, подобных загрязненным почвам или твердым агрегатам, посредством водяного пара при температуре до 700oС. Загрязненный материал обрабатывают оксидантами при нагреве. Из использованного пара удаляют пыль. Затем от 80 до 90% пара подают обратно в печь, а оставшуюся часть конденсируют. Конденсат подвергают влажной очистке химическим и физическим способом.
В указанном способе не указано, каким образом проводится очистка. Кроме того, не указано, что используется второй поток пара для обработки или каталитическая обработка несконденсировавшейся части воздуха.
В патенте ЕР 0715902 A1 (D3) раскрыт способ, в котором загрязненный материал обрабатывают паром при температуре более 700oС, при этом загрязненный материал перемещается на подвижном основании. Из использованного пара удаляют пыль и конденсируют. Затем конденсат обрабатывают в трехфазном сепараторе и разделяют на твердые остатки, масла и воду.
Как и в ссылках D1 и D2, в ссылке D3 не указано, что используется второй поток пара для обработки. Кроме того, не указано, что при обработке изменяют рН среды или что используют каталитическое окисление использованного пара.
В ссылке DE 3429346 С2 (D4) раскрыт способ, в котором загрязненную одежду или военное снаряжение обрабатывают перегретым паром при температуре около 550oС или выше. Дальнейшая обработка не указана.
В ссылке DE 4208591 А2 (D5) раскрыт способ удаления органических загрязнителей из почвы посредством обработки паром при температуре до 500oС и давлении от 0,1 до 7 бар для химического крекинга опасных агентов. При дальнейшей обработке отделенные опасные агенты превращают посредством кислорода или воздуха в, по существу, неопасные материалы. Как и в ссылках D1-D4, в ссылке D5 ничего не говориться о вторичной обработке паром. Кроме того, в ней не раскрыт шаг конденсации или рН обработки конденсированного материала.
В ссылке ЕР 0524463 А2 (D5) предлагается другой способ термической обработки загрязненных почв, в котором удаленный пар конденсируют и затем отделяют опасные субстанции. Несконденсировавшиеся газы затем охлаждают и обрабатывают органическими растворителями. В указанной ссылке не раскрыта дальнейшая обработка удаленного пара другим потоком пара. Также не раскрыто увеличение рН среды или каталитическое окисление остаточного воздуха.
Краткое изложение сущности изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание нового способа очистки компонентов химического оружия, который полностью устраняет все следы боевых химических отравляющих веществ эффективным и недорогим способом и без использования стадии выжигания.
Поставленная задача решается путем создания способа низкотемпературного без сжигания обеззараживания загрязненных материалов, содержащих опасные вещества, который содержит следующие операции - приведение в контакт загрязненных материалов и опасных веществ с паром при давлении окружающей среды в первом сухом нагреваемом сосуде, в течение времени, по меньшей мере, около 15 минут, причем пар находится при температуре по меньшей мере около 560oС, при этом все опасные вещества удаляются из загрязненных материалов, удаление первого потока выпускаемого газа, содержащего опасные вещества, из первого нагреваемого сосуда, первый поток выпускаемого газа содержит конденсируемый остаток и неконденсируемый остаток, нагревание первого потока выпускаемого газа при давлении окружающей среды во втором сухом сосуде по меньшей мере до около 500oС и выдерживание первого выпускаемого потока газа во втором сосуде с температурой по меньшей мере около 500oС в течение времени по меньшей мере около одной секунды в атмосфере, содержащей пар при концентрации более высокой чем около 150% от стехиометрической, при этом по меньшей мере около 99% мас. опасных веществ в первом выпускаемом потоке газа преобразуются в неопасные вещества, удаление второго потока выпускаемого газа, содержащего пониженную концентрацию опасных веществ, из второго сосуда второй выпускаемый поток газа содержит конденсируемый остаток и неконденсируемый остаток, получение концентрации опасных веществ, меньшей чем около 100 мг/л, увеличение рН конденсата по меньше мере до около 8,0, чтобы понизить концентрацию опасных веществ в конденсате до меньшей чем около 1,0 мг/л, и каталитическую обработку неконденсируемого остатка второго выпускного потока газа в присутствии кислорода для понижения концентрации опасных веществ в неконденсируемом остатке второго выпускного потока газа до величины, меньшей чем около 1,0 мг/м3, при стандартной температуре и давлении.
Настоящий способ является особенно полезным, когда загрязненные материалы представляют собой компоненты химического оружия и опасные вещества представляют собой боевые химические отравляющие вещества.
Краткое описание чертежей.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает блок-схему установки для осуществления способа дезактивации без сжигания материалов, содержащих опасные вещества, согласно изобретению;
фиг.2 - устройство для промывки согласно изобретению;
фиг.3 - первый нагреваемый сосуд согласно изобретению;
фиг.4А - второй нагреваемый сосуд согласно изобретению;
фиг.4В - разрез по линии 4В-4В на фигуре 4А согласно изобретению;
фиг.5 - третий нагреваемый сосуд согласно изобретению;
фиг.6 - общий вид в сборе шнека согласно изобретению.
Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения.
Способ для низкотемпературной без сжигания дезактивации загрязненных материалов, содержащих опасные вещества. В качестве "опасных веществ" имеется в виду любое химическое соединение или материал, который рассматривается как вредный для людей и/или других форм жизни. Опасные вещества, как правило, являются органическими по природе, но могут также существовать токсичные металлы или соединения металлов, которые испаряются при температуре в пределах 560oС-750oС. Такие металлы включают ртуть и свинец.
Настоящее изобретение является особенно полезно для дезактивации компонентов химического оружия, где опасные вещества являются боевыми химическими отравляющими веществами. Под термином "боевые химические отравляющие вещества" подразумевается любой химикат, который при химическом воздействии на жизненные процессы может вызвать смерть, временную нетрудоспособность или нанести ущерб людям или животным.
Согласно заявленному способу элементы химического оружия 10 (фиг.1), такие как боеголовки ракет или бомбы, открывают и вымывают боевые химические отравляющие вещества, содержащиеся в них. Та часть боевых химических отравляющих веществ, которая вымывается из химического оружия 10, затем удаляется в отдельное устройство для обработки (не показано) для переработки.
После промывки элементы химического оружия 10 загрязнены остаточными количествами боевых химических отравляющих веществ. Промытые, но загрязненные элементы химического оружия 10 помещают в сухой первый нагреваемый сосуд 12 и герметизируют. Внутри первого нагреваемого сосуда 12 боевые химические отравляющие вещества контактируют с паром при давлении окружающей среды в течение по меньшей мере 15 минут и предпочтительно в течение времени в пределах от около 15 минут до около 4 часов, более предпочтительно в течение времени от около 15 минут до около 2 часов. Под "давлением окружающей среды" понимают давление в пределах от около 14,5 фунтов/кв. дюйм и до 14,7 фунтов/кв. дюйм. Температура пара, находящегося в контакте с боевыми химическими отравляющими веществами внутри первого нагреваемого сосуда 12, составляет по меньшей мере около 560oС и находится обычно в пределах от около 560oС до около 750oС. На этой стадии по существу все боевые химические отравляющие вещества, находящиеся внутри компонентов химического оружия 10 и прилипшие к ним, удаляются из компонентов химического оружия 10 и переносятся в газообразную фазу, содержащую пар.
Газообразная фаза в первом нагреваемом сосуде 12, содержащая пар и боевые химические отравляющие вещества, удаляется из первого нагреваемого сосуда 12 через первый выпускной трубопровод 16 в виде первого выпускаемого потока газа. Этот первый выпускаемый поток газа содержит конденсируемый остаток и неконденсируемый остаток.
После удаления из первого нагреваемого сосуда 12 первый выпускаемый поток газа нагревается в сухом втором сосуде 18 при давлении окружающей среды по меньшей мере до около 500oС, предпочтительно в пределах от около 500oС до около 700oС. Внутри второго сосуда 18 первый выпускаемый поток газа поддерживается пои температуре по меньшей мере около 500oС в течение по меньшей мере одной секунды в атмосфере, содержащей пар при концентрации в пределах от около 150% до около 350% от стехиометрического, предпочтительно от около 250% до около 300% от стехиометрического, а наиболее предпочтительно от около 225% до около 275% от стехиометрического. Как правило, первый выпускаемый поток газа удерживается внутри второго сосуда в течение от 1 до 10 секунд, точнее от 1 до 5 секунд. Под термином "стехиометрический" понимается количество пара, теоретически способное к взаимодействию со всеми боевыми химическими отравляющими веществами в первом выпускаемом потоке газа, их преобразованием в вещества, не являющиеся боевыми химическими отравляющими веществами. На этой стадии по меньшей мере около 99% мас., предпочтительно по меньшей мере около 99,9% мас. и более предпочтительно по меньшей мере около 99,99% мас. боевых химических отравляющих веществ в первом выпускаемом потоке газа преобразуются в вещества, не являющиеся боевыми химическими отравляющими веществами.
Газообразная смесь во втором сосуде 18 удаляется из второго сосуда 18 через второй трубопровод для выпуска газов 20 в виде второго выпускаемого потока газа. Второй выпускаемый поток газа также содержит конденсируемый остаток и неконденсируемый остаток. Второй выпускаемый поток газа проходит через конденсатор 22, где конденсируемый остаток второго выпускаемого потока конденсируется в конденсат. Концентрация боевых химических отравляющих веществ в этом конденсате составляет меньше чем около 100 мг/л.
Затем рН конденсата увеличивается по меньшей мере примерно до 8,0, как правило в сосуде 24 для обработки конденсата, чтобы понизить концентрацию боевых химических отравляющих веществ в конденсате до меньше чем около 1,0 мг/л.
Неконденсируемый остаток из второго выпускаемого потока удаляется из конденсатора 22 через верхний трубопровод 26 в реактор 28, где он каталитически обрабатывается в присутствии кислорода, чтобы уменьшить концентрацию боевых химических отравляющих веществ в неконденсируемом остатке до меньшем чем около 1,0 мг/м3 при стандартном давлении и температуре. Эта стадия каталитической обработки может быть осуществлена любым из известных способов каталитического окисления, известных в данной области, таких как Thermatrix Blameless Oxidation Process, Thermatrix, Inc. of California, Edge IIТМ Alzeta Corporation of California and Econ-Abator Catalytic Oxidation Systems, of Intington Environmental Systems of Illinois. Процесс САТОХ (Honey well, Inc. of Morristown, New Jersey), как обнаружено, особенно эффективен при окислении боевых химических отравляющих веществ в неконденсируемом остатке второго выпускаемого потока до веществ, не являющихся боевыми химическими отравляющими веществами. Этот способ подробно описан в патенте США 6080906.
Компоненты химического оружия 10 (фиг.2) могут промываться с использованием устройства 30 для промывки, содержащего первичный сосуд 32 для промывки и вторичный сосуд 34 для промывки. В первичном сосуде 32 для промывки элементы химического оружия 10 сначала открываются, и мобильные боевые химические отравляющие вещества, содержащиеся в них, сливаются на дно первичного сосуда 32 для промывки для удаления в отдельное устройство 36 для обработки. После того как все боевые химические отравляющие вещества удаляются под действием силы тяжести из каждого элемента химического оружия 10, этот элемент химического оружия 10 помещается во вторичный сосуд 34 для промывки.
Вторичный сосуд 34 для промывки содержит вращающуюся карусель 38, которая частично погружена в некоторое количество жидкого вещества 40 для промывки, например в воду или другой растворитель. Карусель 38 погружает при вращении элементы химического оружия 10 в жидкое вещество для промывки и извлекает из него. Как выше, так и ниже уровня жидкости 42 распылители высокого давления 44 распыляют жидкое вещество для промывки через открытые торцы 46 элементов химического оружия 10 для отмывки дополнительного количества боевых химических отравляющих веществ от стенок элементов.
Карусель 38 предназначена для удерживания каждого элемента химического оружия 10 под углом в пределах от около 30o до около 90o по отношению к горизонтали, так что открытый торец 46 каждого элемента химического оружия 10 направлен вниз, когда этот элемент расположен на верху карусели 38, и направлен вверх, когда он перемещается при вращении в нижнюю часть карусели 38. Элементы химического оружия 10, находящиеся в карусели 38, автоматически осушаются, когда перемещаются при вращении на верх карусели 38, и автоматически набирают жидкость в каждый элемент, когда перемещаются при вращении в нижнюю часть карусели 38.
После того как они покидают вторичный сосуд 34 для промывки, элементы помещаются в первый нагреваемый сосуд 12, где приводятся в контакт с паром, как описано выше. Первый нагреваемый сосуд 12 снабжен катушками электрических нагревателей 47, так что первый нагреваемый сосуд 12 может нагреваться путем индукционного нагрева.
Работа первого нагреваемого сосуда 12 может осуществляться в периодическом режиме или в полупериодическом, полуавтоматическом или полностью автоматическом режимах. На фиг.3 показана работа первого нагреваемого сосуда 12 в полуавтоматическом режиме. В первый нагреваемый сосуд 12 загружается пара отдельных связок 48 элементов химического оружия 10. Каждая связка 48 представляет собой множество расположенных на стеллаже элементов химического оружия 10. Каждую связку 48 два раза обрабатывают нагретым паром. После каждой обработки находящаяся первой спереди связка 48а удаляется с торца 50 первого нагреваемого сосуда 12, задняя связка 48b передвигается вперед внутри первого нагреваемого сосуда 12, и новая связка 48с размещается внутри первого нагреваемого сосуда 12 через входной торец 52 первого нагреваемого сосуда 12.
В другом варианте воплощения (не показан) элементы химического оружия 10 загружаются на один или более поддонов, которые продвигаются через первый нагреваемый сосуд 12 примерно таким же образом, как и связки 48.
На фиг. 4А и 4В показана работа в полуавтоматическом режиме. В этом варианте множество вытянутых в длину стеллажей 54 размещаются внутри первого нагреваемого сосуда 12. Каждый стеллаж 54 предназначен для размещения от одного конца до другого множества индивидуальных элементов химического оружия 10. Загрузочный механизм (не показан) расположен на входном торце 52 первого нагреваемого сосуда для загрузки по одному элементу химического оружия 10 через входной торец 56 на один из стеллажей 54. Когда один элемент химического оружия 10 загружается через входной торец 56 стеллажа 54, полностью дезактивированный элемент химического оружия 10 удаляется через выходной торец 58 этого же стеллажа 54 с помощью механизма выгрузки (не показан). Либо механизмы для разгрузки и выгрузки, либо стеллажи 54 вращаются вокруг продольной оси 59 первого нагреваемого сосуда 12, так что загрузочный механизм загружает элемент химического оружия 10 на каждый из стеллажей 54 последовательно повторяющимся образом. Все стеллажи 54 по очереди загружаются и разгружаются.
На фиг.5 представлен еще один вариант воплощения настоящего изобретения, когда работа осуществляется либо в полуавтоматическом, либо в автоматическом режиме. Шнек 60 расположен внутри первого нагреваемого сосуда 12. Эта конфигурация пригодна для использования в случае, когда элементы химического оружия 10 и имеют относительно небольшой размер, например предварительно измельченные элементы химического оружия 10. Когда шнек 60 медленно вращается, элементы химического оружия 10 медленно перемещаются от входного торца 52 первого нагреваемого сосуда 12 по направлению к выходному торцу 50.
Во многих случаях работа облегчается путем загрузки элементов химического оружия 10 внутрь первого нагреваемого сосуда 12 вместе с наполнителем, таким как измельченный известняк, силикат алюминия или гранулированный древесный уголь. Как правило, наполнитель состоит из комков, имеющих размер в пределах от около 1/4 дюйма до около 1 дюйма, предпочтительно от около 1/4 дюйма до около 1/2 дюйма. Наполнитель занимает от около одной трети до около двух третей объема сыпучего материала внутри первого нагреваемого сосуда 12. Наполнитель удаляется на выходном торце 50 первого нагреваемого сосуда 12 вместе с полностью счищенными элементами химического оружия. Затем наполнитель отделяется от элементов химического оружия 10, например, путем просеивания или отвешивания. После этого наполнитель может быть рециклирован для повторного использования.
На фиг. 6 показан шнек 60, состоящий из вращающегося вокруг своей оси центрального элемента 62, к которому прикреплено множество выступающих наружу вспомогательных элементов 64. Вспомогательные элементы 64 расположены по спирали вокруг центрального элемента 62. На дальнем конце каждого вспомогательного элемента 62 находится лопатка шнека 66. Каждая лопатка шнека 66 имеет Г-образную форму с латеральным элементом 68 и вертикальным элементом 70. Лопатки шнека 66 прикреплены к вспомогательным элементам 64 таким образом, что они могут сниматься и их положение может изменяться, например, с помощью болта и гайки 72. Угол индивидуальных лопаток шнека 66 может быть выставлен оптимально для равномерного движения сыпучего материала через первый нагреваемый сосуд 12.
Для многих материалов было обнаружено, что целесообразно изменять угол лопаток шнека 66 вдоль его длины. В некоторых случаях выгодно располагать некоторые из лопаток шнека 66 под таким углом, чтобы проталкивать материал назад в первый нагреваемый сосуд 12, в то время как оставшиеся лопатки шнека 66 располагаются под таким углом, чтобы проталкивать материал вперед. Такая конфигурация целесообразна при поддержании равномерного потока материалов через первый нагреваемый сосуд 12.
Настоящее изобретение обеспечивает исключительно эффективный способ дезактивации элементов химического оружия без сжигания. Поскольку способ осуществляется при давлении окружающей среды, денежные средства на строительство, работу и обслуживание оборудования сводятся к минимуму. Настоящее изобретение может также обеспечить эффективный способ для минимизации общего количества "смешанных" отходов, содержащих органические загрязнения и радиоактивные загрязнения. Нерадиоактивная часть таких смешанных отходов может быть по существу устранена при использовании настоящего изобретения, минимизируя общее количество отходов, которые должны быть переработаны. Кроме того, согласно настоящему изобретению можно осуществлять дезактивацию других загрязненных материалов, содержащих опасные вещества, таких как загрязненные почвы.

Claims (29)

1. Способ низкотемпературной без сжигания обеззараживания загрязненных материалов, содержащих опасные вещества, заключающийся в тoм, что приводят в контакт с паром загрязненные материалы и опасные вещества при давлении окружающей среды в сухом первом нагреваемом сосуде в течение около по меньшей мере 15 мин, пар находится при температуре по меньшей мере около 560°С, при этом по существу все опасные вещества удаляют из загрязненных материалов, удаляют первый поток газообразного выпускаемого пара, содержащего опасные вещества, из первого нагреваемого сосуда, причем первый газообразный выпускаемый пар содержит конденсируемый остаток и неконденсируемый остаток, нагревают первый поток выпускаемого газа при давлении окружающей среды в сухом втором сосуде по меньшей мере до около 500°С и выдерживают первый поток выпускаемого газа во втором сосуде при температуре по меньшей мере около 500°С в течение по меньшей мере около одной секунды в атмосфере, содержащей пар при концентрации, более высокой, чем около 150% от стехиометрической, при этом по меньшей мере около 99 мас.% опасных веществ в первом потоке выпускаемого газа преобразуются в неопасные вещества, удаляют из второго сосуда второй поток выпускаемого газа, содержащего пониженную концентрацию опасных веществ, второй поток выпускаемого газа содержит конденсируемый остаток и неконденсируемый остаток, получают концентрацию опасных веществ меньшую, чем около 100 мг/л, увеличивают рН конденсата, по меньшей мере, до около 8,0, чтобы понизить концентрацию опасных веществ в конденсате до величины, меньшей, чем около 1,0 мг/л, осуществляют каталитическую обработку неконденсируемого остатка второго потока выпускаемого газа в присутствии кислорода, чтобы концентрация опасных веществ в неконденсируемом остатке второго потока выпускаемого газа понизилась до величины, меньшей, чем около 1,0 мг/м3, при обычной температуре и давлении.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что приводят в контакт с паром загрязненные материалы и опасные вещества, причем используют пар при температуре от около 560 до около 750°С.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что приводят в контакт с паром загрязненные материалы и опасные вещества в течение времени от около 15 мин до около 4 ч.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что приводят в контакт с паром загрязненные материалы и опасные вещества в течение времени от около 15 до около 120 мин.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что выдерживают первый поток выпускаемого газа при температуре более высокой, чем около 500°С, в пределах от около 500 до около 700°С.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что выдерживают первый поток выпускаемого газа при температуре более высокой, чем около 500°С, в течение времени от 1 до около 10 с.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что выдерживают первый поток выпускаемого газа при температуре более высокой, чем 500°С, в течение времени от 1 до около 5 с.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что при нагревании и поддержании первого потока выпускаемого газа при температуре более высокой, чем 500°С преобразуют по меньшей мере около 99,99% боевых химических отравляющих веществ в первом потоке выпускаемого газа в вещества, не являющиеся боевыми химическими отравляющими веществами.
9. Способ низкотемпературного без сжигания обеззараживания загрязненных материалов, содержащих опасные вещества, заключающийся в том, что приводят в контакт с паром элементы химического оружия и боевые химические отравляющие вещества при давлении окружающей среды в сухом первом нагреваемом сосуде в течение времени, по меньшей мере, около 15 мин, при этом пар находится при температуре, по меньшей мере, около 560°С, и удаляют все боевые химические отравляющие вещества из элементов химического оружия, удаляют первый поток выпускаемого газа, содержащего боевые химические отравляющие вещества, из первого нагреваемого сосуда, причем первый выпускаемый поток газа содержит конденсируемый остаток и неконденсируемый остаток, нагревают первый поток выпускаемого газа при давлении окружающей среды в сухом втором сосуде, по меньшей мере, до около 500°С и выдерживают первый поток выпускаемого газа во втором сосуде с температурой, по меньшей мере, около 500°С, в течение времени, по меньшей мере, около одной секунды в атмосфере, содержащей пар при концентрации, более высокой, чем около 250% от стехиометрической, при этом, по меньшей мере, около 99 мас.% боевых химических отравляющих веществ в первом потоке выпускаемого газа преобразуются в вещества, не являющиеся боевыми химическими отравляющими веществами, удаляют второй поток выпускаемого газа, содержащего пониженную концентрацию боевых химических отравляющих веществ, из второго сосуда, причем второй поток выпускаемого газа содержит конденсируемый остаток и неконденсируемый остаток, пропускают второй поток выпускаемого газа через конденсатор, где остаток из второго потока выпускаемого газа концентрируется в конденсат, имеющий концентрацию боевых химических отравляющих веществ, меньшую, чем около 100 мг/л, увеличивают рН конденсата, по меньшей мере, до около 8,0, чтобы понизить концентрацию боевых химических отравляющих веществ в конденсате до величины, меньшей, чем около 1,0 мг/л, осуществляют каталитическую обработку неконденсируемого остатка второго потока выпускаемого газа в присутствии кислорода, чтобы концентрация боевых химических отравляющих веществ в неконденсируемом остатке второго потока выпускаемого газа понизилась до величины, меньшей, чем около 1,0 мг/м3, при обычной температуре и давлении.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что приводят в контакт с паром элементы химического оружия и боевых химических отравляющих веществ, используют пар при температуре в пределах от около 560 до около 750°С.
11. Способ по п.9, отличающийся тем, что приводят в контакт с паром элементы химического оружия и боевых химических отравляющих веществ в течение времени от около 15 мин до около 4 ч.
12. Способ по п.9, отличающийся тем, что приводят в контакт с паром элементы химического оружия и боевых химических отравляющих веществ в течение времени от около 15 до около 120 мин.
13. Способ по п.9, отличающийся тем, что поддерживают первый поток выпускаемого газа при температуре более высокой, чем около 500°С, и в пределах от около 500 до около 700°С.
14. Способ по п.9, отличающийся тем, что поддерживают первый поток выпускаемого газа при температуре более высокой, чем около 500°С, в течение времени от около 1 до около 10 с.
15. Способ по п.9, отличающийся тем, что поддерживают первый поток выпускаемого газа при температуре более высокой, чем около 500°С, в течение времени от около 1 до около 5 с.
16. Способ по п.9, отличающийся тем, что при нагреве и поддержании первого потока выпускаемого газа при температуре более высокой, чем 500°С, преобразуют, по меньшей мере, около 99,99% боевых химических отравляющих веществ в первом выпускаемом потоке газа в вещества, не являющиеся боевыми химическими отравляющими веществами.
17. Способ по п.9, в котором перед приведением в контакт с паром элементов химического оружия и боевых химических отравляющих веществ, элементы химического оружия промывают с помощью жидкого вещества для промывки в сосуде для промывки, используют сосуд для промывки, содержащий некоторый уровень жидкости для промывки и расположенную внутри карусель для перемещения путем вращения множества элементов химического оружия в жидкость для промывки и из нее.
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что используют сосуд для промывки, который дополнительно содержит множество распылительных сопел для распыления вещества для промывки на элементы химического оружия.
19. Способ по п.19, отличающийся тем, что распылительные сопла содержат, по меньшей мере, одно распылительное сопло, расположенное выше уровня промывочной жидкости внутри сосуда для промывки, и, по меньшей мере одно, распылительное сопло, расположенное ниже уровня промывочной жидкости.
20. Способ по п.9, отличающийся тем, что для приведения в контакт с паром элементов химического оружия и боевых химических отравляющих веществ, используют первый сосуд, содержащий множество отдельных связок элементов химического оружия, а каждая связка содержит множество элементов химического оружия.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что каждую связку элементов химического оружия приводят в контакт с паром при температуре по меньшей мере около 560°С в течение, по меньшей мере, двух отдельных периодов по меньшей мере по 15 мин каждый.
22. Способ по п.9, отличающийся тем, что используют первый сосуд, содержащий множество вытянутых в длину стеллажей, каждый из которых имеет форму и размер для удержания множества элементов химического оружия.
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что первый сосуд имеет продольную ось, а вытянутые в длину стеллажи вращаются вокруг продольной оси.
24. Способ по п.9, отличающийся тем, что приведение в контакт с паром элементов химического оружия и боевых химических отравляющих веществ осуществляют с помощью шнека, расположенного внутри первого сосуда, для перемещения элементов химического оружия от входного торца первого сосуда к выходному торцу первого сосуда.
25. Способ по п.24, отличающийся тем, что шнек содержит множество регулируемых лопаток.
26. Способ по п.25, отличающийся тем, что во время приведения в контакт с паром элементов химического оружия и боевых химических отравляющих веществ, материал наполнителя смешивают с элементами химического оружия внутри первого сосуда.
27. Способ низкотемпературной без сжигания обеззараживания загрязненных материалов, содержащих опасные вещества, заключающийся в том, что приводят в контакт с паром элементы химического оружия и боевые химические отравляющие вещества при давлении окружающей среды в сухом первом нагреваемом сосуде в течение времени от около 15 до около 120 мин, причем пар находится при температуре от около 560 до около 750°С, при этом все боевые химические отравляющие вещества удаляют из элементов химического оружия, удаляют первый поток выпускаемого газа, содержащего боевые химические отравляющие вещества, из первого нагреваемого сосуда, при этом первый поток выпускаемого газа содержит конденсируемый остаток и неконденсируемый остаток, нагревают первый поток выпускаемого газа при давлении окружающей среды в сухом втором сосуде, по меньшей мере, до около 500°С и выдерживают первый поток выпускаемого газа во втором сосуде при температуре, находящейся в пределах от около 500 до около 700°С, в течение времени от около 1 до около 5 с в атмосфере, содержащей пар при концентрации более высокой, чем около 250% от стехиометрической, при этом, по меньшей мере, около 99 мас.% боевых химических отравляющих веществ в первом газообразном выпускаемом паре преобразуют в вещества, не являющиеся боевыми химическими отравляющими веществами, удаляют второй поток выпускаемого газа, содержащего пониженную концентрацию боевых химических отравляющих веществ, из второго сосуда, причем второй поток выпускаемого газа содержит конденсируемый остаток и неконденсируемый остаток, пропускают второй поток выпускаемого газа через конденсатор, причем конденсируемый остаток из второго потока выпускаемого газа переходит в конденсат, имеющий концентрацию боевых химических отравляющих веществ меньшую, чем около 100 мг/л, увеличивают рН конденсата, по меньшей мере, до около 8,0, чтобы понизить концентрацию боевых химических отравляющих веществ в конденсате до величины, меньшей чем около 1,0 мг/л, осуществляют каталитическую обработку неконденсируемого остатка второго потока выпускаемого газа в присутствии кислорода, чтобы концентрация боевых химических отравляющих веществ в неконденсируемом остатке второго потока выпускаемого газа понизилась до величины, меньшей, чем около 1,0 мг/м3, при обычной температуре и давлении.
28. Способ по п.27, отличающийся тем, что в качестве первого сосуда используют электрический нагреваемый сосуд.
29. Способ по п.28, отличающийся тем, что первый сосуд нагревают с помощью электрической индукции.
RU2002103812/06A 2001-02-12 2002-02-11 Способ обеззараживания без сжигания материалов, содержащих опасные вещества (варианты) RU2221614C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/781,818 US6462249B2 (en) 2001-02-12 2001-02-12 Process for the non-incineration decontamination of materials containing hazardous agents
US09/781,818 2001-02-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002103812A RU2002103812A (ru) 2003-08-20
RU2221614C2 true RU2221614C2 (ru) 2004-01-20

Family

ID=25124035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002103812/06A RU2221614C2 (ru) 2001-02-12 2002-02-11 Способ обеззараживания без сжигания материалов, содержащих опасные вещества (варианты)

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6462249B2 (ru)
JP (1) JP3669964B2 (ru)
DE (1) DE10160566B4 (ru)
FR (1) FR2820642B1 (ru)
GB (1) GB2373244B (ru)
RU (1) RU2221614C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715033C1 (ru) * 2019-07-25 2020-02-21 Илья Моисеевич Островкин Способ обработки твердых коммунальных отходов и установка для его осуществления

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6958428B2 (en) 2001-02-12 2005-10-25 Parsons Corporation Process for the non-incineration decontamination of materials containing hazardous agents
US7309808B1 (en) * 2001-02-12 2007-12-18 Parsons Corporation Process for non-incineration decontamination of hazardous agents
GB2407569B (en) * 2003-10-01 2008-03-19 Parsons Corp Steam treatment of contaminated material
US20080260575A1 (en) * 2007-04-17 2008-10-23 Honeywell International Inc. Two-stage catox apparatus and process
CN109529249A (zh) * 2018-12-07 2019-03-29 北京欣迪康泰科技有限公司 一种消除封闭环境中v类化学毒剂的方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3440096A (en) 1962-07-16 1969-04-22 Byron Jackson Inc Method of removing solid propellant
US3810788A (en) 1966-02-15 1974-05-14 P Steyermark Method for decontaminating chemical warfare agents
DE3429346A1 (de) * 1984-08-09 1986-02-20 Bundesrep Deutschland Dekontaminationsverfahren
DE4124277A1 (de) * 1991-07-22 1993-01-28 Linde Ag Verfahren zur dekontamination von verunreinigten boeden
US5370845A (en) 1991-08-30 1994-12-06 Alliant Techsystems Process and apparatus for photolytic degradation of explosives
DE4208591C2 (de) * 1992-03-18 1995-04-20 Bonnenberg & Drescher Ing Gmbh Verfahren zum Reinigen von kontaminiertem Erdreich
DE4303722C1 (de) * 1993-02-10 1994-05-05 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur thermischen Abtrennung von organischen und/oder anorganischen Stoffen aus kontaminiertem Material
CA2157776C (en) 1993-03-08 2006-06-06 Terry Randolph Galloway Method and system for steam-reforming of liquid or slurry feed materials
EP0715902A1 (de) * 1994-10-27 1996-06-12 Franz Dipl.-Ing Kettenbauer Verfahren und Anlage zur thermischen Abtrennung von Schadstoffen aus kontaminiertem Behandlungsgut
AU4642796A (en) 1994-12-29 1996-07-24 Michael S Cypher High pressure washout of explosive agents
US5562834A (en) * 1995-02-14 1996-10-08 The Standard Oil Company Waste concentration and destruction process
TR199800822T2 (xx) * 1995-11-07 1998-08-21 Commodore Applied Technologies, Inc. Kimyasal sava� maddelerini imha y�ntemi ve cihaz�.
US5689038A (en) * 1996-06-28 1997-11-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Decontamination of chemical warfare agents using activated aluminum oxide
US5970420A (en) 1997-09-11 1999-10-19 Parsons Infrastructure & Technology Group, Inc. Method for decontaminating hazardous material containers
US6080906A (en) * 1997-09-18 2000-06-27 Alliedsignal, Inc. Demilitarization of chemical munitions

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715033C1 (ru) * 2019-07-25 2020-02-21 Илья Моисеевич Островкин Способ обработки твердых коммунальных отходов и установка для его осуществления

Also Published As

Publication number Publication date
DE10160566A1 (de) 2002-08-22
DE10160566B4 (de) 2010-04-22
FR2820642A1 (fr) 2002-08-16
JP3669964B2 (ja) 2005-07-13
US6462249B2 (en) 2002-10-08
US20020137980A1 (en) 2002-09-26
GB0130664D0 (en) 2002-02-06
GB2373244A (en) 2002-09-18
JP2002316122A (ja) 2002-10-29
FR2820642B1 (fr) 2004-06-18
GB2373244B (en) 2003-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1337481C (en) Process and apparatus for separating organic contaminants from contaminated inert materials
US4977839A (en) Process and apparatus for separating organic contaminants from contaminated inert materials
JP5099326B2 (ja) 揮発性有機化合物の排出、回収、処理方法、タンクコンテナ内の洗浄処理方法及びタンクコンテナ内の洗浄処理装置表示具保持装置
RU2221614C2 (ru) Способ обеззараживания без сжигания материалов, содержащих опасные вещества (варианты)
JP2007268424A (ja) Ｐｃｂ汚染物の分離処理方法
JP4733525B2 (ja) Ｐｃｂ廃棄物の処理方法
US6660900B2 (en) Process for the non-incineration decontamination of materials containing hazardous agents
JP5889170B2 (ja) Ｐｃｂ汚染素子の処理装置
GB2167056A (en) Tool decontamination unit for the removal of radioactive, chemical and biological contaminants
EP1015143B1 (en) Treatment of contaminated soil
US7309808B1 (en) Process for non-incineration decontamination of hazardous agents
KR950700105A (ko) 과열증기 건조 도중의 개선된 배출 베이퍼 처리방법(improved exhaust vapour disposal process during overheated steam drying)
US6958428B2 (en) Process for the non-incineration decontamination of materials containing hazardous agents
JP3692325B2 (ja) 土壌浄化装置
JP2014108408A (ja) Ｐｃｂ汚染汚泥又は残渣類の脱水処理装置及びそれを用いたｐｃｂ処理システム
JPH11510733A (ja) 有害物質及び水分を含む懸濁液を除染する方法
EP4011485A1 (en) Exhaust gas treatment method and treatment equipment
JP2005103307A (ja) 有害薬品を含む物質の非焼却浄化のための改良方法
JPH07108249A (ja) ダイオキシン・水銀含有灰の処理方法及び装置
WO2009110071A1 (ja) 有機ハロゲン化合物等の有害物質を含有する固体の処理装置
JP3685373B2 (ja) 脱塩素化分解プロセス副生成物の処理方法
JP2011143406A (ja) Ｐｃｂ廃棄物の処理方法
JPH11158319A (ja) ポリ塩化ビニル含有廃プラスチック処理装置およびその処理方法
JP2004283819A (ja) ダイオキシンで汚染された焼却灰の処理法
JP2008272571A (ja) 有害有機物質含有排ガスの処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180212