Vegyi fegyverek megsemmisítése

A vegyi fegyverek megsemmisítése a vegyi fegyverek olyan anyagokká finomításának folyamata, amelyek használata nem veszélyes.

A vegyi fegyverek megsemmisítésére használt fő módszerek az égetés és a semlegesítés , amelyek kombinálhatók más módszerekkel a teljes újrahasznosítás érdekében.

Feldolgozási módszerek

Égő

Az újrahasznosítás koncepciója négy szakaszból áll:

folyékony vegyi anyagok felszabadulása és elégetése;
a visszamaradt robbanóanyag-mennyiség elkülönítése és kemencében történő hevítése a nyomok elpusztítása érdekében;
vegyi lövedékek fémalkatrészeinek gáztalanítása ;
égetés és hulladékkezelés.

Kezdetben a vegyi lövedékeket 540 °C-os hőmérsékletre melegítik, hogy a folyékony vegyi anyag és a robbanóanyagok túlnyomó többsége kiszabaduljon belőlük. A robbanóanyagokat feldolgozásra küldik, a héjakból felszabaduló folyékony anyagokat 1480 °C-on elégetik, az égéstermékeket pedig tisztításra küldik. A visszamaradó anyagokat, beleértve a zselészerű anyagokat is, további 40 percig elválasztják a lövedékektől, majd az égéstérbe is betáplálják, ahol 1090 ° C-on lebomlanak, majd az emisszió tisztítási szakaszába táplálják. A lövedékeket egy kamrában fertőtlenítik, ahol legalább 10 percig 1600 °C-ra hevítik őket.

A gáztisztítás eredménye egy bizonyos mennyiségű sóoldat, valamint a légkörbe történő kibocsátás az összetétellel: 43-48% nitrogén , 39-45% víz, 5-7% oxigén, majdnem 6% szén-dioxid és kevesebb, mint 0,01% egyéb anyagok [1] .

Semlegesítés

A legtöbb katonai mérgező anyag instabil a hidrolízisre , különösen a lúgos . Így a szarin közönséges idegkárosító anyag semleges pH - n stabil , azonban vizes nátrium-hidroxid-oldattal kezelve gyorsan lebomlik - félhidrolízis 7-es pH-n és 300 °C-on 146 óráig tart, míg gyengén lúgos állapotban. közepes pH 9 csak 0,4 óra:

{\mathsf {CH_{3}P(O)(OC_{3}H_{7})F+2NaOH\rightarrow CH_{3}P(O)(OC_{3}H_{7})ONa+ NaF }}

Megállapították, hogy kis mennyiségű orto -jód- benzol felgyorsíthatja a bomlási folyamatot. Ennek a módszernek a nehézsége a fordított reakció lehetősége. Ennek megakadályozására pH-szabályozást és enyhe hőmérséklet-csökkentést hajtanak végre.

Sok esetben a semlegesítés üteme sokkal lassabb volt a vártnál. Ezenkívül a reakció során bizonyos mennyiségű szennyeződés és melléktermék keletkezhet, ami megnehezíti a semlegesítés teljességének ellenőrzését. Az égetési módszerhez képest a semlegesítés több sóhulladékot termel, és maga az eljárás is drágább.

A semlegesítési módszer jelentős módosítása a hulladék biorecycling szakaszának (ún . eleveniszap felhasználásának ) kiegészítése volt. A különféle baktériumok használata lehetővé teszi a veszélyes termékek teljesebb feldolgozását. Például a mustárgáz hidrolízise során keletkező tiodiglikolok baktériumok általi elfogyasztása után csak szén-dioxid kerül a légkörbe. Hasonlóan lehet feldolgozni az olyan anyagokat, mint a VX : a Methylobacterium radiotolerans , Agrobacterium tumefaciens , Klebsiella oxytoca baktériumok poliuretánra rögzített alkalmazásával szennyvíztisztításhoz a szerves foszformérgek 99%-os lebomlását érhetjük el 8 nap alatt [2] .

Egyéb módszerek

Szuperkritikus vízoxidáció

A szuperkritikus vízoxidáció a mérgező anyagok lebomlását jelenti a víz kritikus pontja feletti körülmények között - 314 ° C-on és 218 atm-en. Ilyen körülmények között minden szerves vegyület és gáz feloldódik benne, amelyeket aztán a levegő oxidál. Ennek a módszernek jelentős előnye van az égetéssel szemben, mivel alacsonyabb hőmérsékleten hajtják végre, és minden reakciótermék oldatban van, így azok megvizsgálhatók, elkülöníthetők és további feldolgozásra (például semlegesítésre) küldhetők. Ennek a módszernek a műszaki hátránya a környezet jelentős korrozív agresszivitása, ami a gyári létesítmények gondos tervezését igényli.

Plazma pirolízis

Ígéretes módszer a plazmapirolízis, amelyben ha egy anyagot 1000-20 000 °C hőmérsékletű plazmán vezetnek át, minden anyag atomokra bomlik .

A módszernek van egy jelentős korlátja - csak folyékony anyagokat lehet feldolgozni, vagyis nem alkalmas lövedékek deaktiválására.

Oxidálás ezüstsókkal

Azok a vegyületek , amelyek erős oxidálószerek, felhasználhatók vegyi fegyverek lebontására. A tipikus oxidációt 90 ° C hőmérsékleten 8 mol / l koncentrációjú salétromsavban hajtják végre: $Ag^{+2}$

szarin:

{\mathsf {C_{4}H_{10}PFO_{2}+10H_{2}O+26Ag^{2+}\rightarrow H_{3}PO_{4}+HF+26H^{+} +26Ag^{+}}}

mustárgáz:

{\mathsf {C_{4}H_{8}SCl_{2}+12H_{2}O+28Ag^{2+}\jobbra 4CO_{2}+H_{2}SO_{4}+2Cl^ {-}+30H^{-}+28Ag^{+}}}

VX:

{\mathsf {C_{11}H_{26}SNPO_{2}+31H_{2}O+82Ag^{2+}\rightarrow 11CO_{2}+H_{3}PO_{4}+H_{ 2}SO_{4}+HNO_{3}+82H^{+}+82Ag^{+}}}

Erős oxidáló képességüknek köszönhetően a vegyületek meglehetősen enyhe körülmények között nagyszámú anyagot képesek lebontani (ez fontos feltétel a klórozott dioxinok képződésének elkerülése érdekében ). Az eljárás hátránya, hogy a klórszármazékok oxidációja során további sót kell bevinni - az ezüst-klorid kiválása miatt , valamint speciális kémiai reaktorok létrehozásának szükségessége , amelyekre nem hatnak oxidálószerek. $Ag^{+2}$

Gázfázisú kémiai redukció

Az ECO LOGIC (Rockwood, Ontario ) egy gázfázisú redukciós módszert javasolt magas hőmérsékleten (850 °C-ig) és normál nyomáson hidrogénsugárral. Ennek a kezelésnek az eredménye kevésbé mérgező anyagok, mint például a hidrogén-klorid , metán és más könnyű szénhidrogének . Ugyanakkor a redukció során nemkívánatos termékek keletkezhetnek: korom , aromás és policiklusos szénhidrogének. A jelentős mennyiségű heteroatomot tartalmazó szerves vegyületek esetében a bomlástermékek nagyszámú szervetlen vegyületből állnak.

Kriofrakcionálás

A General Atomics által javasolt kriofrakcionálás lényege abban áll, hogy a megtöltött vegyi lövedékeket folyékony nitrogénnel ultraalacsony hőmérsékletre (-196 °C-ig) hűtik, majd nyomás alatt összetörik . A fémhüvely és a vegyi anyag is instabillá válik ilyen hőmérsékleten, és könnyen eltörik. A megmunkálás után minden alkatrészt égetésre küldenek, csak az újrahasznosításra vagy ártalmatlanításra alkalmas fém alkatrészek maradnak meg [3] .

Ennek a módszernek jelentős előnye, hogy nincs szükség a lövedékek előzetes szétszerelésére, ami növeli a folyamat biztonságát, valamint a robbanó lőszerek feldolgozásának lehetősége [4] .

Jegyzetek

↑ US Army Chemical Materials Agency – Incineration Technology archiválva : 2017. július 1. a Wayback Machine -nél . (Angol)
↑ Efremenko E. N., Zavyalova N. V., Gudkov D. A., Lyagin I. V., Senko O. V., Gladchenko M. A., Sirotkina M. S., Kholstov A. V., Varfolomeev SD, Kholstov VI . - Russian Chemical Journal, 2010. - T. LIV , 4. szám . - S. 19-24 . — ISSN 0373-0247 .
↑ Demilitarizálás - Kriotörés . Általános atomok. Letöltve: 2016. szeptember 14. Az eredetiből archiválva : 2016. április 17..
↑ General Atomics - The Cryofracture Demilitarization Process: An Evolving Technology // 2007 Global Demilitarization Symposium & Exhibition Archived 2013. július 19. a Wayback Machine -nél . (Angol)

Irodalom

Filimonov I. V. et al. Biotechnical módszerek a mérgező anyagok és méregtelenítő termékek megsemmisítésére / Szerzők: I. V. Filimonov, A. A. Yankovskaya, N. V. Zavyalova, A. N. Golipad, D. P. Kolesnikov , V. A. Kovtun, V. I. Kholstov , E. NCB, E. Bullefremenko Csapatok. - 2017. - T. 1. - 1. szám - S. 4-14.

Haralampiev, Mihail S. A vegyi fegyverek megsemmisítésének technológiáinak rövid áttekintése (angol) . — Eastern Academic Journal, 2015. — No. 2 . - P. 46-52 . — ISSN 2367–7384 . (nem elérhető link)
Vegyi fegyverek ártalmatlanítása: Alternatív technológiák / Amerikai Kongresszus, Technológiai Értékelési Hivatal . - Washington. DC : Amerikai Egyesült Államok Kormányzati Nyomdahivatala , 1992. - ISBN 0-16-037951-2 .
Az anyagokhoz kötődő vegyi és biológiai anyagok termikus megsemmisítési technológiáinak áttekintése / Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége. - 2015. - 103 p.

Linkek

Megsemmisítési technológiák . Vegyifegyver-tilalmi Szervezet. Letöltve: 2016. szeptember 14. Az eredetiből archiválva : 2016. április 17..