Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

transform.ru ::Опыт обезвреживания ПХБ из крупногабаритных силовых трансформаторов
 

Опыт обезвреживания ПХБ из крупногабаритных силовых трансформаторов

Н.П. Аршинов, А.В. Васин, А.И. Папуша, И.А. Папуша, О.В. Тюрин
 
ООО "ЭЛФА", ОАО "Северсталь"


 

 

Обезвреживание полихлорированных бифенилов ПХБ (РСВ — лат.) является главным звеном в решении проблемы обезвреживания диоксинообразующих и диоксиносодержащих веществ, относящихся к классу стойких органических загрязнителей (СОЗ) I категории опасности. Импульсом к практическому решению проблемы явилось вступление в силу с 17 мая 2004 г. международной Стокгольмской конвенции по СОЗ. К настоящему времени проведена инвентаризация накоплений СОЗ, идёт разработка контролируемых ООН под эгидой ЮНЕП государственных программ по их уничтожению. Принципиальным вопросом в практическом выполнении национальной программы по Стокгольмской конвенции является рациональный выбор технологии и исполнительных технических средств.

В развитых странах основной практический опыт уничтожения ПХБ связан с их непосредственным сжиганием, требованием к исполнительным средствам является соблюдение высокой степени экологической безопасности, характеризуемой коэффициентом эффективности разложения и удаления (ЭРУ), уровень которого должен составлять не менее 99,99 %. Для соблюдения этого требования применяют модернизированные сжигательные печи (двухкаскадные, ротационные, с кипящим слоем и др.), которые на практике оказываются громоздкими, дорогостоящими (30—60 млн долларов США) и сложными в эксплуатации. При этом стоимость обезвреживания ПХБ колеблется в диапазоне 3—4,5 тыс. долл./т. Для подавляющего большинства стран применение такой техники представляется проблематичным.

Альтернативой этому является использование принципиально новой конверсионной разработки, осуществлённой в России [1, 2], новизна решения которой заключается в переходе от традиционного диффузионного горения в области умеренных дозвуковых скоростей пламён (десятки метров в секунду) к кинетическому горению в области трансзвуковых течений (со скоростями порядка 1000 м/с). Визуально этот процесс напоминает догорание в атмосферном воздухе реактивной струи, истекающей из сопла ракетного двигателя. Такое решение позволило на порядки повысить уровень экологической безопасности процесса сжигания и кардинальным образом изменить технический облик исполнительных средств и условий их эксплуатации.

Рис. 1. Принципиальная схема технологического процесса обезвреживания

Главным отличительным признаком реализованной разработки является организация процесса многостадийного горения в области трансзвуковых течений (рис. 1). С этой целью в специальном газогенераторе, в котором сжигается утилизируемое или обезвреживаемое вещество, генерируется окислительный рабочий газ, для получения которого используют в небольших количествах обычное углеводородное топливо. Его сжигание в реакционной камере осуществляется не в атмосферном воздухе, а в кислородной среде, содержащей до 50 % общего кислородного потенциала при обезвреживании. Массовый расход генераторного газа, его состав (стехиометрический коэффициент избытка окислителя, α) и параметры состояния (температура Т и давление р) всецело зависят от свойств утилизируемых или обезвреживаемых веществ. Температуру рабочего газа подбирают из условия, чтобы в дальнейшей стадии термохимического разложения сжигаемого вещества процесс горения носил кинетический характер. Обычно для этого необходимо превышение температуры на ΔT = 100...200° по сравнению со средней температурой диффузионного пламени. Коэффициент избытка окислителя в рабочем газе (его определяют из условия обеспечения устойчивости горения в газогенераторе) может составлять α ≤ 4. Газодинамические параметры истекающего газогенераторного газа должны обеспечить волновой характер течения при дальнейшем смешении со сжигаемым веществом. Следует подчеркнуть, что минимальный уровень полного давления может доходить до границы р ≥ 1,6 ата.

Далее в трансзвуковой высокотемпературный окислительный поток генераторного газа вводят сжигаемое вещество. С помощью геометрических, расходных и режимных факторов в рабочем канале реакционной камеры искусственно формируется система мостообразных скачков уплотнения. Попадая в спутный поток со скоростью около 1000 м/с, а затем тормозясь в волне уплотнения до 100 м/с, практически любое вещество (независимо от его физико-химических свойств) дробится и смешивается с генераторным газом вплоть до перехода в молекулярное состояние, с образованием гомогенной топливной смеси. При повышенном уровне температур термохимический процесс горения в образовавшейся смеси носит кинетический характер и происходит практически на длине свободного пробега молекул.

Такие условия являются фактически идеальными для качественного сжигания утилизируемых и обезвреживаемых веществ. В целях экономии окислителя образующиеся продукты реакции могут представлять топливную смесь (α < 1), которая затем доокисляется в атмосферном воздухе, эжектируемом из внешней среды. Процесс горения в области трансзвуковых течений приобретает новый характер устойчивости, так как оказывается практически изолированным от внешнего воздействия. Высокие скорости и динамизм изменения параметров, в частности — реально достижимый темп охлаждения рабочего газа (порядка миллиона градусов в секунду) на заключительной стадии процесса позволяют практически полностью избежать образования вторичных диоксинов. Последующий процесс обработки продуктов полного сгорания с вводом соответствующих связующих реагентов, очисткой отходящих газов и утилизацией тепла принципиально не отличается от традиционных решений.

Важной особенностью выполненной разработки является возможность одновременной обработки различных композиций сжигаемых веществ, в частности, трансформаторных масел (совтола) и технологических растворов на их основе. Эти вещества можно без предварительной подготовки обособленно вводить в поток генераторного газа; после смешения гарантировано образование равномерно перемешанной топливной смеси.

 

 

  Полное содержание материала Вы можете найти в первоисточнике
Источник:  ©  Электрика. - 2006, № 3. - С. 28 - 32.
Материал размещен на www.transform.ru31.05.2006 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика ??????????? ????