Екологічні аспекти утилізації некондиційних продуктів військово-промислового комплексу

Abstract

Дисертація присвячена підвищенню рівня екологічної безпеки за рахунок розроблення технології утилізації окисника ракетного палива шляхом перероблення його на азотне добриво, з використанням екологічно безпечних процесів. Здійснено оцінку ризиків, можливих при аварійних ситуаціях у місцях зберігання окисника, та міри негативного впливу на навколишнє середовище під час перероблення компонентів азотнокислих окисників відповідно до розробленої технології. Експериментально визначено умови ефективного вилучення токсичного діоксиду азоту та його димеру – тетраоксиду динітрогену N2O4 з азотнокислих окисників у розчинах карбаміду, також установлено кінетичні та термодинамічні особливості взаємодії цих речовин. Експериментально встановлені гідродинамічні особливості процесів взаємодії компонентів азотнокислого окисника (АО) з водними розчинами та запропонована методика інженерного розрахунку раціональних робочих параметрів реактора в умовах ідеального змішування, яка дозволяє розрахувати режимні параметри реактора для досягнення максимального виходу продукту реакції, що відповідає екологічним нормативам. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/36687

Диссертация посвящена повышению уровня экологической безопасности за счет разработки технологии утилизации окислителя ракетного топлива путем переработки его в азотное удобрение с использованием экологически безопасных процессов. Определена экологическая проблематика воздействия объектов накопления и складирования окислителей ракетного топлива на здоровье человека и окружающую среду. Исследованы отечественные и зарубежные технологии обезвреживания и утилизации окислителей. Обоснован выбор наиболее эффективного способа утилизации меланжей. Экспериментально определены механизм процесса взаимодействия в системе «окислитель – раствор карбамида», и условия эффективного извлечения токсического N2O4 из азотнокислых окислителей. Установлено, что процесс взаимодействия состоит из нескольких параллельных и стадийных реакций, о чем свидетельствует дробный порядок реакции, равный 1,68. Доказано, что в системе протекают параллельно две реакции: одна – с образованием продукта реакции – азотной кислоты, другая – с образованием смеси нетоксичных газов (N2 и CO2). Полученные значения энергии активации (100,1 кДж / моль) свидетельствуют о том, что данный процесс проходит достаточно активно уже при комнатных температурах. Показано, что оптимальными режимными параметрами являются температура не выше 298 К, содержание карбамида в растворе на уровне 5–6 %, и внутриобъёмный способ введения окислителя в реактор. Теоретически рассчитана и экспериментально подтверждена интенсивность смешивания в реакционной среде, составляющая Rem = 1,8∙104 – 2,5∙104. Разработанная методика инженерного расчёта реактора позволяет рассчитать его конструктивно-технологические параметры. Универсальность алгоритма расчёта позволяет получить оптимальные технологические параметры проведения процесса окисления и размеры аппарата для достижения максимального выхода продукта реакции. Разработана аппаратурно-технологическая схема процесса экологически безопасной технологии утилизации компонентов азотнокислого окислителя путём переработки его в минеральное азотное удобрение. Проведены опытно-промышленные испытания технологии переработки токсичных компонентов окислителя в минеральное удобрение «Удобрение азотное жидкое (КАС)». Осуществлена оценка экологических рисков при хранении и переработке компонентов азотнокислых окислителей ракетного топлива, степени негативного воздействия на окружающую среду. На основании анализа аварийной ситуации при длительном хранении токсического окислителя установлено, что индекс риска для здоровья человека равен 1,08, поэтому не может быть приемлемым. В работе предлагается использование мобильных передвижных установок по переработке меланжа в азотные удобрения. Доказано, что данный технологический процесс полностью безопасен, концентрации загрязняющих веществ не превышают предельно допустимых концентраций (ПДК), поэтому риск приближается к нулю. Определено, что при применении предложенной технологии переработки меланжа отвлеченный эколого-экономический ущерб составляет 268,8 тыс. грн на каждые утилизированные 15 тонн меланжа. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/36687

The thesis is dedicated to improving the environmental safety through the development of technology utilization oxidizer propellant by processing it into nitrogen fertilizer, using environmentally friendly processes. The estimation of risks in possible emergency situations in storage oxidant and extent of the negative impact on the environment during processing components of nitric oxidants in accordance with the technology. Experimentally determined conditions for effective removal of toxic nitrogen dioxide and its dimer - dynitrohenu tetraoxide N2O4 in nitric oxidants in solutions of urea and determined kinetic and thermodynamic features of the interaction of these substances. Experimentally hydrodynamic peculiarities of interaction of components nitrate oxidant (AO) from aqueous solutions, and the method of calculating rational engineering of operating parameters of the reactor under conditions of ideal mixing, which allows to calculate the parameters of the reactor regime to achieve the maximum yield of the reaction product that meets environmental standards. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/36687