ПРОБЛЕМАТИКА
Во второй половине ХХ века было произведено порядка 1,8 млрд. тонн дихлор-дифенил-трихлорэтана (ДДТ – пестицид, широко использовавшийся в 1950-1960 г) и 600 тыс. тонн линдана (инсектицид для сельского хозяйства). Каждый день при добыче нефти и газа на поверхность земли поднимается пластовая вода, которая кроме высокой минерализации также загрязнена органическими веществами и нефтепродуктами. Кроме этого, на производствах фармацевтических или военных предприятий также образуются сточные воды с трудноокисляемыми органическими веществами.
Цель
Технологию сверхкритического водного окисления (СКВО) возможно успешно применять для обезвреживания промышленных отходов со значительным содержанием органических веществ в водном растворе. В ходе процесса, который протекает до 1 мин, сверхкритическая вода выступает в качестве растворителя для проведения окислительных процессов. Результатом полного окисления подобных отходов будут являться CO
ЗАДАЧИ
Задачей НИЦ в вопросе СКВО является разработка устойчивого проточного реактора, который позволит проводить полноценные исследования, как самого процесса окисления, так и изучение продуктов реакции при различных рабочих режимах давления и температуры. Кроме этого, стоит задача выбора наилучших материалов и конструктивных решений. Конечным результатом научных изысканий должны стать данные для возможности проектирования реакторов СКВО под конкретный вид органического отхода с заданной производительностью.
Литературный обзор научных статей и изданий дает общее представление об основных параметрах процесса окисления различных органических веществ в условиях СКВО.
| №№ п.п. | C9H7N (хинолин) | Нитро-бензол | 3,3 4,4-тетрахлорби-фенила | Осадок КОС | Катионит Amberlite IRN77 | Анионит – Amberlite IRN78 | Сульфатный щелок (лигнин) | Сточные воды с красителями | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Температура, ℃ | 500 | 378-600 | 550 | 500 | 500 | 500 | 375-650 | 322-431 | |
| Давление, бар | 230 | 250-346 | - | - | - | - | 220-400 | 180-300 | |
| Время, сек | 25 | 80-180 | 21 | 60 | 7200 | 7200 | 5-120 | 35 | |
| Окислитель | О2 | О2 | Метанол + Н2О2 | Н2О2 | С3Н8О + воздух | С3Н8О + воздух | - | Н2О2 |
ХРОНОЛОГИЯ
2016г.
Проведены первичные испытания на лабораторной установке с осадком хозяйственно-бытовых сточных вод, в результате эксперимента получен газ, состав которого был определен в лаборатории «Биогеохимия» Южного федерального университета.
На фото.1 изображена "Лабораторная установка СКВО"
Результаты газового состава приведены в таблице:
| № п.п | Наименование исследуемого объекта | водород | метан | этилен | этан | ацетилен | диоксид углерода | оксид углерода | сероводород | азот |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Газовая смесь №1 | 0,079 | 73,400 | 0,490 | 0,910 | 0,003 | 4,99 | 0,510 | 2,13 | 4,26 |
2017г.
Принято решение о создании проточного реактора производительностью 100 л/ч с электрическим нагревом среды и последующим гасителем напора и охладителем. Инвестиции в проект составили порядка 40 млн.руб.
На рис.1 изображен "Проект ректора СКВО"
На фото.2 изображен "Корпус ректора СКВО"
2019 - 2021 г.
Поиски новой конструкции установки, направленные на более стабильное поддержание нужных значений по давлению и температуре. Были просчитаны варианты нагрева потоком горячего воздуха, керамических ТЭНов и использования карбидокремниевых нагревательных элементов.
На рис.2 изображен "Корпус ректора СКВО"
На рис.3 изображен "Нагреватель с керамическими
ТЭНами"
На рис.4 изображен "Корпус ректора с карбидокремниевыми нагревательными элементами"
2022г.
Поиски наилучшей конструкции установки привели к варианту нагрева среды на первом этапе при помощи природного газа. Именно в этом направлении в данный момент времени ведется разработка новой установки СКВО.