Защита окружающей среды в производстве порохов и твердых ракетных топ

ведена на рис. 6.7. Исходным сырьем для регенера­ ции окислителя (перхлората аммония) служат из­ мельченное смесевое топливо и рабочая жидкость, содержащая примерно 10 % растворенного окисли­ теля, с гидромониторной установки.

Технологией регенерации окислителя предусмат­ риваются следующие операции: выщелачивание окислителя из измельченного топлива водой, фильт­ рация раствора, очистка раствора активированным углем, выпаривание воды, кристаллизация окислите­ ля и укупорка его после прохождения через вакуумфильтр. Кроме регенерированного окислителя на установке получаются шлам после выщелачивания топлива и дистиллированная вода.

При гидроразмыве СРТТ газовые выбросы в ат­ мосферу незначительны. Экология этого процесса связана с образующейся технологической водой, которая насыщается растворимыми компонентами топлива, и использованием или ликвидацией измель­ ченного топлива. Для обеспечения экологической безопасности технологии гидроразмыва топлива крупных РДТТ необходимо:

организовать замкнутый оборот технологичес­ ких вод с очисткой от взвешенных и растворенных веществ;

использовать измельченное топливо для изготов­ ления промышленных ВВ или для регенерации ис­ ходных компонентов топлива (с утилизацией или сжиганием на специальных установках шлама, ос­ тающегося после удаления отдельных компонентов топлива);

исключить аварийные случаи с разливом загряз­ ненных технологических вод и выбросом вредных веществ в окружающую среду.

6.4. СЖИГАНИЕ РДТГ НА ПОЛУЗАКРЫТЫХ СТЕНДАХ

с уловом в р е д н ы х продуктов

СГОРАНИЯ

Горение топлива на открытых стендах и полиго­ нах, а также при запусках ракет, сопровождается выделением в окружающую среду значительного ко­ личества продуктов сгорания, в том числе вредных.

Например, продукты сгорания одного из видов смесевого топлива, используемого для двигателей ракет стратегического назначения, имеет следую­ щий состав (табл 6.4).

Как видно из таблицы, продукты сгорания СРТТ содержат такие вредные вещества, как хлористый водород, оксид углерода, хлор, оксиды алюминия идр.

С целью защиты окружающей среды разработа­ ны технологические процессы и оборудование, ко­ торые позволяют улавливать и обезвреживать вред­ ные продукты сгорания зарядов РДТТ, сжигаемых в полузакрытом боксе (камере).

Предложены и реализованы две схемы сжигания РДТТ на полузакрытых стендах с уловом и нейтра­ лизацией вредных выбросов:

1. Сжигание РДТТ с соплом при высоком давле­ нии (рис. 6.8).

2. Сжигание РДТТ без сопла при низком давле­ нии (рис. 6.9).

Экологически чистый закрытый стенд для сжига­ ния РДТТ с соплом предусматривает охлаждение и обезвреживание продуктов сгорания в газожидко­ стном эжекторе, в который под давлением поступа­ ет нейтрализующая жидкость (водный раствор ще­ лочи). РДТТ устанавливается в огневом боксе и пристыковывается с газожидкостным эжектором, в который направляются продукты горения топлива. В процессе работы двигателя в газожидкостный эжек­ тор подается орошающая жидкость под давлением, создаваемым в аккумуляторе сжатого газа. При этом происходит охлаждение горячих газов и нейт­ рализация хлористого водорода и других кислых продуктов.

Модуль впрыска нейтрализующего раствора в га­ зовый поток обеспечивает подачу до 10 кг жидкос­ ти на 1 кг газов. Продукты сгорания из газожидко­ стного эжектора поступают в сборник-резервуар, где происходит отделение и выхлоп газов, а также осаждение твердых отходов. Жидкие отходы из ре­ зервуара перекачиваются в здание переработки твердых отходов и очистки сточных вод. При ути­ лизации продуктов сгорания получаются оксид алюминия и хлорид натрия.

Эффективность системы улова и очистки про­ дуктов сгорания СРТТ закрытого стенда может быть достигнута по хлористому водороду до 98 %, — по оксиду алюминия до 99 %.

Одновременно на стенде при сжигании РДТТ обеспечивается шумоглушение и факелогашение.

Рис. 6.9. Схема сжи­ гания РДТТ в закры­ той камере с уловом вредных продуктов сгорания, предложен­ ная фирмой "Локхид

Мартин" (США):

1 — камера сжига­ ния, 2 — сжигаемый РДТТ, 3 — емкость для щелочного рас­ твора, 4 — скруббер для охлаждения га­ зов и очистки от ме­ ханических приме­ сей, 5 — скруббер для очистки газов от кис­ лых веществ, 6 — ем­ кость для регенера­ ционного щелочного раствора, 7 — насосы системы циркуляции,

8—узел очистки жид­ ких отходов (фильтр),

9— узел извлече­ ния соли, 10 — узел

извлечения оксида алюминия

Жидкие и твердые отходы из камеры сжигания и скрубберов подаются в систему очистки жидких и твердых отходов. Из твердых отходов извлекаются утилизируемые продукты — оксид алюминия и хло­ рид натрия.

Щелочной раствор, подаваемый в камеру сжига­ ния и скрубберы, обеспечивает нейтрализацию до 95 % хлористого водорода, образующегося при сжи­ гании СРТТ.

Внедрение закрытых стендов с уловом и нейтра­ лизацией вредных продуктов сгорания СРТТ значи­ тельно сокращает выброс в атмосферу хлористого водорода и хлора.

В связи с тем, что для нейтрализации вредных продуктов сгорания топлива в процессе использу­ ются дополнительные ингредиенты, в результате ликвидации РДТТ методом сжигания газообразных и твердых отходов образуется больше, чем масса сжигаемого топлива [53]. Примерно 50 % отходов представляют собой газообразные вещества, кото­ рые попадают в атмосферу. Остальные отходы — твердые вещества, в основном оксид алюминия и хлорид натрия, которые могут быть утилизированы (например, оксид алюминия — для получения ко­ рунда, хлорид натрия — для производства гипохло­ рита натрия). Однако для этого требуется создание технологических процессов очистки и переработки их в коммерческую продукцию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Пороховые предприятия представляют потенци­ альную опасность для окружающей среды. Это вы­ звано тем, что в производствах используются ток­ сичные химические компоненты, на отдельных фа­ зах производства физико-химические процессы со­ провождаются выделением газообразных вредных веществ; при проведении некоторых процессов об­ разуется значительное количество сточных вод, за­ грязненных вредными ингредиентами; в процессе производства возникают отходы сырья, полуфабри­ катов и специальной продукции, при уничтожении которых также выделяются вредные вещества. Предприятия могут нанести ощутимый вред окру­ жающей среде в аварийных случаях и при залповых выбросах неочищенных отходящих газов, разливе жидких вредных веществ.

Поэтому в пороховой промышленности всегда большое внимание уделялось природоохранным ме­ роприятиям. Предприятия строились и эксплуатиро­ вались с учетом специально разработанных правил, предусматривающих меры по обеспечению техни­ ческой и экологической безопасности производства, соблюдению санитарных норм.

Наряду с совершенствованием технологии основ­ ных производств, разрабатывались и внедрялись специальные процессы и оборудование с целью уло­ ва, нейтрализации вредных выбросов и утилизации ценных компонентов. Разработаны оригинальные установки для улова паров и тумана азотной и сер­ ной кислот, оксидов азота и серы на производствах

нитратов целлюлозы, рекуперационные установки для улова спирто-эфирной смеси на производстве пироксилиновых порохов, оборудование и техноло­ гии для локальной и общей очистки сточных вод пороховых производств и др.

В данной книге в основном описаны типовые процессы по очистке отходящих газов и сбрасывае­ мых сточных вод, внедренные на ряде предприя­ тий отрасли с положительным эффектом. В то же время в книге не нашли отражения некоторые раз­ работки и действующие установки, имеющиеся на предприятиях, по очистке выбросов отдельных про­ цессов.

В целом экологические проблемы для ряда поро­ ховых предприятий остаются актуальными. С уче­ том фона, создаваемого деятельностью других пред­ приятий региона, задача обеспечения ПДК и ПДВ по отдельным веществам для некоторых пороховых предприятий, особенно в случае их полной загруз­ ки, остается не до конца решенной.

С принятием в последние годы новых законода­ тельных актов — водного кодекса и Федеральных законов, направленных на защиту окружающей среды, актуальность экологических вопросов возра­ стает. В связи с введением платы за загрязнение окружающей среды выбросы вредных производст­ венных отходов становятся экономически не выгод­ ными. Предприятиям необходимо внедрять установ­ ки по очистке газообразных выбросов, сточных вод с организацией водооборота, максимально утилизи­ ровать отходы, используя новые разработки и до­ стижения в этой области, имеющиеся в пороховой отрасли и смежных отраслях. Улов, нейтрализация и утилизация содержащихся в отходящих газах, сточ­ ных водах и твердых отходах токсичных веществ в ряде случаев может быть экономически выгодным, так как при этом, не только предотвращается за-