автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Моделирование технологических процессов термического обезвреживания отходов на объекте по уничтожению химического оружия

На правах рукописи

ООЗ172758

ХАЙБУЛИН Ринат Гуламович

УДК 519 63+629 039.59+621.783

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ НА ОБЪЕКТЕ ПО УНИЧТОЖЕНИЮ ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ

Специальность:

05 13 18 — Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ 05 1 7 08- Процессы и аппараты химических технологий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 6 1'ЮЧ

Ижевск 2008

003172758

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет» (ИжГТУ)

Научные руководители

заслуженный изобретатель РФ,

доктор технических наук, профессор Лялин В.Е.;

заслуженный деятель науки Удмуртской Республики доктор физико-математических наук, профессор Тененев В. А.

Официальные оппоненты

заслуженный деятель науки Удмуртской Республики доктор технических наук, профессор Кузнецов Н.П. (ИжГТУ, г.Ижевск);

заслуженный химик Республики Башкортостан, доктор технических наук, профессор Умергалин Т.Г.

(ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», г Уфа). Ведущая организация:

Институт прикладной механики УрО РАН (г. Ижевск).

Защита состоится 4 июля 2008 г в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.04 в ИжГТУ по адресу 426069, г Ижевск, ул Студенческая, 7.

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, просим выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. С авторефератом можно ознакомиться на официальном сайте ИжГТУ. ^гаиБШ ги

Автореферат разослан 4 июня 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Б .Я Бендерский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Международная Конвенция «О запрещении разра-богки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении» (январь 1993 года) обязывает Россию к выполнению международных обязательств по уничтожению его запасов. В соответствии с Указом Президента Российской Федерации и Постановления правительства РФ боевое отравляющее вещество - люизит, хранящееся в Государственном специальном арсенале г.Камбарка подлежит уничтожению, с последующей переработкой реакционных масс, восстановлением почв и утилизацией отходов

Уничтожение химического оружия является многоплановой и сложной в реализации проблемой Требуется разработка оптимальных технологий уничтожения химического оружия, выбор места строительства объектов по уничтожению химического оружия, обоснование и формирование системы безопасности функционирования этих объектов Особенностью российских объектов по хранению отравляющих веществ (ОВ) является размещение арсеналов в густонаселенных регионах, в ряде случаев - в непосредственной близости от городов и населенных пунктов Безопасность должна быть обеспечена правильной организацией работ внутри объектов, методами контроля состояния воздушной среды в производственных помещениях, способами выполнения работ, исключающими возможность заражения персонала, ухудшения состава сточных вод, снижения эффективности системы обезвреживания вредных выбросов. Условием безопасности уничтожения химического оружия также является выбор оптимальной технологии обезвреживания, соблюдение требований к организации технологического процесса, его аппаратурному оформлению и управлению им

Опыт по промышленному уничтожению химического оружия еще не накоплен, объекты по уничтожению не имеют полных аналогов, технологии являются новыми Поэтому выбор оптимальных по трудозатратам технологий уничтожения химического оружия, обеспечивающих эффективное и необратимое обезвреживание отравляющих веществ при гарантии безопасности для персонала, населения и окружающей среды, является актуальной задачей

Термическое обезвреживание промышленных отходов является наиболее распространенным и эффективным методом их переработки и уничтожения Обезвреживание люизита осуществляется термическим методом Установка термического обезвреживания является важным и ответственным элеменюм системы переработки и утилизации люизита Организация дожигания вредных веществ должна обеспечивать полное их разложение. Для оценки условий сжигания требуются методы, позволяющие рассчитывать газодинамику и теплообмен в аппаратах дожигания и охлаждения. Создание моделей технологических процессов на всех этапах переработки отравляющих веществ представляет собой сложную и необходимую задачу.

Объектом исследования является установка термического обезвреживания отходов в составе объекта по уничтожению химического оружия.

Предметом исследования является моделирование технологического процесса термической переработки отравляющих веществ

Область исследования: математические модели, методы расчета гидро-

динамических, тепловых и массообменных процессов при дожигании жидких и газообразных отходов переработки отравляющих веществ.

Цель исследования состоит в получении научно-обоснованных технических и методических решений, способствующих созданию математической модели процесса дожигания и охлаждения газообразных и жидких отходов в установке термического обезвреживания, построению комплексного показателя мощности, бесперебойности и безопасности технологического процесса переработки отходов и оптимизации конструкции аппарата резкого охлаждения для минимизации времени нахождения продуктов сгорания в опасном интервале температур, что будет способствовать повышению эффективности и безопасности процесса термического обезвреживания отходов.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи

- провести систематизацию и сравнительную классификацию методов обезвреживания отходов переработки отравляющих веществ;

- разработать математические модели физико-химических процессов при термической переработке отходов,

- провести расчеты температуры парогазовой среды по всему поперечному сечению аппарата охлаждения,

- уточнить химический состав дымовых газов, поступающих и выходящих из аппарата резкого охлаждения;

- минимизировать время нахождения продуктов сгорания в опасном интервале температур в аппарате резкого охлаждения отходящих дымовых газов для предотвращения повторного образования диоксинов;

- провести численное моделирование процесса охлаждения высокотемпературных дымовых газов для выбора более эффективных конструктивных решений геометрии канала аппарата быстрого охлаждения;

- провести экспериментальную проверку выполнения требований экологической безопасности к установке термического обезвреживания (УТО) отходов

Методы исследования В работе применялись методы системного анализа, теоретические и численные методы моделирования газодинамики и тепло - массообмена, нормативные акты РФ.

Моделирование газодинамических процессов основано на численном решении стационарных уравнений Навье-Стокса в криволинейной ортогональной системе координат в осесимметричной постановке Система уравнений движения рассматривалась совместно с уравнениями переноса кинетической энергии и скорости диссипации Для количественной оценки процесса охлаждения дымовых газов решались гидродинамические уравнения с учетом тепло- и массообмена со стенками аппарата резкого охлаждения Для численного решения применялась криволинейная ортогональная сетка и метод контрольного объема Патанкара. Условия дробления образующейся пленки или динамического срыва капель с пленки газом в расширяющемся конусе Вентури определяются механизмом, приводящим к неустойчивости Кельвина - Гельмгольца Этот механизм характеризуется числом Вебера Wei3, равным отношению динамического воздействия к капиллярным силам.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и

выводов подтверждается сопоставительным анализом разработанных и существующих математических моделей и методов, использованием результатов натурных экспериментов на установке термического обезвреживания

Математические модели и методы, применяющиеся в диссертационной работе, основаны на теории механики сплошных сред и реагирующих поюков, теории разностных уравнений, на теории принятия решений

Достоверность экспериментальных результатов обеспечена использованием аттестованных средств измерений, большим объемом экспериментального материала и хорошей воспроизводимостью результатов в условиях производства

Научная новизна проведенного исследования заключается в следующем:

- на основе системного метода анализа иерархий построен комплексный показатель мощности, бесперебойности и безопасности технологического процесса переработки отходов, позволяющий сравнивать установки термического обезвреживания,

- разработана математическая модель процесса дожигания и охлаждения газообразных и жидких отходов в установке термического обезвреживания На основе численного моделирования пространственного процесса охлаждения продуктов сгорания в аппарате быстрого охлаждения установлена неоднородность температуры, влияющая на образование диоксинов,

- в результате вычислительного эксперимента определено, что для сужающейся части аппарата охлаждения характерно устойчивое и однородное течение, унос жидкости со стенок происходит вследствие испарения и уноса брызг, температура смеси газа и пара около стенки составляет около 50°С; в начале расширяющейся части конуса происходит срыв пленки жидкости высокоскоростным потоком; в расширяющемся конусе на стенке происходит отрыв пограничного слоя и образование вихревого течения, что еще более интенсифицирует тепло и массообменные процессы в аппарате, температура парогазовой среды начинает резко снижаться по всему поперечному сечению аппарата охлаждения, тем не менее, расчеты показывают, что в осевой области течения существует протяженная зона с достаточно высокой температурой;

- установлено, что в аппарат резкого охлаждения поступают дымовые газы, % об • N2 - 64,8, С02 - 7,9, Н20 - 23; СЬ - 4,3, а также капельки солей, стекающие вниз в виде тонкой пленки с поверхности футерованной топочной камеры. В аппарате резкого охлаждения дымовые газы N2 - 35,5, С02 - 4,3, Н20-57,8; 02 - 2,4 охлаждаются, насыщаются водяными парами и через сепаратор поступают на установку очистки дымовых газов для отделения из состава дымовых газов аэрозолей и тонкодисперсной пыли, а также абсорбции кислых компонентов. Расход жидкости в аппарате т3 = 1 %kg/s, расход газа2 kg/s,

- определено время нахождения продуктов сгорания в опасном интервале температур в существующей и предлагаемых конструкциях аппарата резкого охлаждения отходящих дымовых газов для предотвращения повторного образования сложных органических соединений (диоксинов, полициклических ароматических углеводородов и т п ), установлено, что время нахождения продуктов сгорания в опасном интервале температур значительно снижается при использовании центрального тела и смещенного центрального тела,

- проведен численный эксперимент процесса течения в аппарате с центральным телом, который показал, что резкое охлаждение основной части дымовых газов происходит в самом начале расширяющегося конуса, условия для образования диоксинов в таком аппарате практически отсутствуют; проведенное численное моделирование процесса охлаждения высокотемпературных дымовых газов показало необходимость проведения многомерных расчетов для выбора более эффективных конструктивных решений

Практическая полезность исследования заключается в возможности применения разработанных методов для повышения эффективности работы установок термического обезвреживания объектов уничтожения химического оружия (УХО) На основе проведенных экспериментов даны рекомендации для повышения производительности установки термического обезвреживания шлама после фильтрации реакционных масс

Выявлено, что температурное поле в камере дожигания в режимах без подачи жидких отходов является существенно более однородным, чем в рабочем режиме Проведенные расчеты показали возможность детального рассмотрения механизма горения и структуры течения в камере дожигания Эти результаты могут быть использованы при оптимизации расположения контрольных датчиков, улучшающей достоверность контролируемых параметров Предложенная методика расчета может применяться при получении технических решений по повышению качества процесса термического обезвреживания отходов.

Получены результаты натурных экспериментов на установке термического обезвреживания объекта УХО в г. Камбарка, подтвердившие выполнение экологических норм при сжигании отходов.

Апробация работы Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на1 VI Международном конгрессе по математическому моделированию (Нижний Новогород, 2004), Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск. 2006), 6th International conference «Vibroengineering 2006» (Каунас, Литва, 2006), 34-й Международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе» (Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2007), Международных симпозиумах «Надежность и качество» (Пенза, 2007-2008); 35-й Международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе» (Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2008)

Реализация работы в производственных условиях. Положения, разработки и рекомендации диссертационной работы применяются при организации технологического процесса переработки отравляющих веществ на объекте УХО в г. Камбарка.

Публикации Основные научные результаты по теме диссертации опубликованы в виде 2 научных трудах в изданиях, рекомендуемых ВАКом для публикации основных результатов диссертаций Всего по теме диссертации опубликовано 14 работ общим объёмом 5,87 печатных листов, из которых 4,12 печатных листа принадлежат лично автору

Структура диссертационной работы определяется общими замыслом и логикой проведения исследований Диссертация содержит введение, 4 главы и

заключение, изложенные на 140 с машинописного текста В работу включены 29 рис, 10 табл, список литературы из 108 наименований,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

введение содержит обоснование актуальности темы, формулировку цели и задач работы, основные положения, выносимые на защиту, и определяет содержание и методы выполнения работы

В первой главе дана Классификация методов термического обезвреживания промышленных отходов. Приведено описание технологических процессов обезвреживания отходов на объекте УХО

Во второй главе приведена методика расчета теплового баланса процесса сжигания и дожигания твердых, жидких и газообразных отходов Представлено описание проведения экспериментальной проверки безопасности эксплуатации при повышении мощности установки термического обезвреживания

Третья глава содержит результаты сравнения установок термического обезвреживания отходов методом анализа иерархий Описаны особенности технологических процессов на сравниваемых установках термического обезвреживания отходов и приведены оценки эффективности установок по комплексу показателей

В четвертой главе представлены модели гидродинамических и тепло -массообменных процессов линии дожигания отходов и охлаждения продуктов сгорания Численным методом исследовано влияние геометрии канала аппарата быстрого охлаждения на условия образования диоксинов В заключении сделаны выводы о проделанной работе

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Систематизация методов термического обезвреживания промышленных отходов.

Термическое обезвреживание промышленных отходов является наиболее распространенным и эффективным методом их переработки и уничтожения, а иногда единственно возможным. Применяется для обезвреживания значительной группы жидких, твердых, пастообразных и газообразных промышленных отходов с большим набором и высокой концентрацией органических и минеральных веществ Термические методы заключаются в тепловом воздействии на отходы, при котором происходит окисление или газификация горючих компонентов, термическое разложение или восстановление некоторых вредных веществ с образованием безвредных или менее вредных Классификация методов термического обезвреживания представлена в таблице 1

Термические методы обезвреживания входят в состав комбинированных методов очистки газов К термическим методам обезвреживания жидких отходов относят также концентрирование сточных вод выпариванием, вымораживанием и обработкой в кристаллошдратных установках, сушку, перегонку и ректификацию

Для сжигания жидких, твердых, пастообразных и газообразных отходов применяют различные типы топок, печей и реакторов. Эффективность установок тер-

мического обезвреживания во многом определяется выбором соответствующей конструкции печи (реактора), подбором и способом размещения на печи (реакторе) технических средств для сжигания топлива и ввода обезвреживаемых отходов. Выбор технологической и тепловой схемы установки обезвреживания отходов, типа реакторов, теплообразующего оборудования и аппаратов для очистки газов во многом зависит от химического состава и физических свойств отходов.

Таблица 1

Классификация методов термического обезвреживания

№ п/п Методы термического обезвреживания

1 2

1 Жидкофазное окисление Используется для обезвреживания жидких отходов и осадков сточных вод Суть метода состоит в окислении кислородом воздуха органических и элементе-органических примесей сточной воды при 1=150-350 °С и Р = 2-28 МПа

2 Гетерогенный катализ Применяется для обезвреживания газообразных и жидких отходов Термокаталитическое окисление Используют для обезвреживания газообразных отходов с низкой концентрацией горючих примесей Процесс окисления на катализаторах осуществляется при температурах ниже температур самовоспламенения горючих составляющих отхода.

Термокаталитическое восстановление Используют при обезвреживании некоторых типов газообразных отходов, например нитрозных газов, содержащих оксиды азота

Парофазное каталитическое окисление Заключается в переводе органических примесей сточной воды в парогазового фазу с последующим их каталитическим окислением кислородом воздуха

3 Газификация отходов Предназначена для обработки твердых, жидких и пастообразных отходов с получением горючего газа, смолы и шлака Осуществляется на воздушном, паровоздушном и парокислом дутье в механизированных шахтных газогенераторах с вращающимися колосниковыми решетками и твердым пшакоудалением, в газогенераторах с псевдоожиженным слоем, в шахтных газогенераторах с фурменной подачей дутья и жидким шлакоудалением (горновой метод)

4 Пиролиз отходов Окислительный пиролиз с последующим сжиганием пиролизных газов Процесс термического разложения отходов при их частичном сжигании или непосредственном контакте с продуктами сгорания топлива. Является одной из стадий процесса газификации Газообразные продукты разложения отходов смешиваются с продуктами сгорания топлива или части отходов, поэтому на выходе из реактора они имеют низкую температуру сгорания, но повышенную температуру. Затем смесь газов сжигают в обычных топочных устройствах Обычно окислительный пиролиз проводят при 600900 °С (температура нагрева отходов)

окончание таблицы I

1 2

Сухая перегонка (сухой пиролиз) Процесс термического разложения отходов, твердого и жидкого топлива без доступа кислорода Количество и качество продуктов сухого пиролиза зависят от состава отходов и температуры процесса. В зависимости от температуры различают три вида сухого пиролиза - низкотемпературный (450-550 °С) - среднетемпературный (до 800 °С) - высокотемпературный (900-1050 °С)

5 Плазменный метод Применяется для обезвреживания жидких и газообразных отходов двумя путями плазмохимической ликвидацией особо опасных высокотоксичных отходов, плаз-мохимической переработкой отходов с целью получения товарных продуктов При температурах выше 4000 "С за счет энергии электрической дуги в плазмотроне молекулы кислорода и отходов расщепляются на атомы, радикалы, электроны и положительные ионы При остывании в плазме протекают реакции с образованием простых соединений СОг, HiO, HCl, HF, Р4О10 и др

6 Огневой метод Метод огневого обезвреживания и переработки жидких, твердых, пастообразных и газообразных отходов наиболее универсален, надежен и эффективен по сравнению с другими термическими методами Сущность заключается в сжигании горючих отходов или огневой обработке негорючих отходов высокотемпературными (более 1000 °С) продуктами сгорания топлива. Токсичные компоненты подвергаются окислению, термическому разложению и другим химическим превращениям с образованием безвредных газов (СО2, Н2О, N2) и твердых остатков (оксидов металлов, солей)

При оценке влияния отходов на окружающую среду важной является классификация отходов по физико-химическим свойствам и характеристикам особенно, особенно для токсичных и опасных отходов Классификация отходов по агрегатному состоянию представлена в следующем виде Промышленные отходы.

1. Газообразные. 1 1 Отходящие газы.

1 2. Дымы

2. Жидкие.

2 1 Водные растворы и шламы.

2 1 1 Смешанные органические и неорганические 2.1.2. Неорганические нейтральные 2 1.3 Щелочные 2 1.4 Кислые 2 2 Неводные растворы и шламы

2 2 1 Использованные смолы и жиры 2 2 2 Использованные масла 2 2 3 Органические растворители (несжигаемые) 2.2 4. Органические растворители (сжигаемые)

3 Твердые 3.1. Пыль

32 Бумага, металлы, текстиль, стекло, полимеры, дерево, камни и др Классификация отходов по агрегатному состоянию позволяет более точно идентифицировать отходы, что является очень важным при выборе способа и технологии обращения с отходами (сжигании, утилизации, захоронения) При определении технологии обращения с отходами пользуются классификацией отходов по степени горючести, взрывоопасности и токсичности. Характеристикой токсичности вещества считается показатель летальной дозы ЛД50, при которой у 50% подопытных индивидуумов наступает летальный исход Значения токсичности, полученные на опытных животных, являются основой для законодательного определения предельно допустимой концентрации (ПДК) вредных веществ

Всемирная организация Здравоохранения (ВОЗ) разработала систему классификации опасных промышленных отходов, которая принята ООН в рамках программы по окружающей среде и включает перечень токсичных и опасных компонентов промышленных отходов. В этот перечень включены такие вещества как. мышьяк и его соединения, канцерогенные полициклические и ароматические гало-геноршнические соединения, ртуть и ее соединения и многие другие.

Огневой метод обезвреживания промышленных отходов применяется при обезвреживании отходов, образующихся при уничтожении отравляющего вещества кожно-нарывного действия (иприт, люизит и их смеси) на объектах по уничтожению химического оружия в п г.т Горный Саратовской области и г.Камбарка УР. Метод заключается в разложении отходов, окислении органических составляющих до продуктов полного сгорания и элементов в составе отходов при взаимодействии их с печной средой при высокой температуре (800 - 1200 °С), создаваемой за счет горения топлива (природного газа) и горючих отходов в объеме печи. Установка термического обезвреживания (УТО) отходов предназначена для обезвреживания жидких (сточных вод и горючих отходов) и твердых отходов, образующихся в технологическом процессе детокси-кации и уничтожения люизита, иприта и двойных, тройных смесей.

2. Экспериментальная проверка безопасности эксплуатации при повышении мощности установки термического обезвреживания.

Установки термического обезвреживания отходов относятся к высокотоксичным, пожаро-взрывоопасным производствам Токсичность производства определяется переработкой отходов 2 класса опасности и применением химических веществ 3 класса опасности Пожаровзрывоопасноть обуславливается использованием на установке природного газа, наличием в абгазах ацетилена, образующегося в процессе гидролиза люизита (корпус 44), и использованием в системах очистки вентиляционного воздуха активированного угля

На УТО объекта по УХО в г. Камбарка предусмотрены две газоаналитические лаборатории контейнерного типа фирмы «SICK» контролирующие выбросы очищенных дымовых газов от двух линий сжигания на двух дымовых трубах, соответственно. Очищенные дымовые газы поступают к дымососу, откуда они через дымовую трубу выносятся в атмосферу Установки работает в условиях разрежения для предупреждения выхода дымовых газов в случае на-

и

личия негерметичных участков Для этого измеряют давление на выходе из топочных камер печей, а соответствующий сигнал используют для регулирования числа оборотов дымососов (через преобразователь частоты) Дымососы устанавливают с резервными, которые самостоятельно запускаются при выходе из строя основных дымососов. Кроме того, дымососы дополнительно подключены к системам аварийного электроснабжения, так что даже при отказе электроснабжения обеспечивается быстрое восстановление разрежения в отделениях сжигания отходов и очистки дымовых газов

Предельно-допустимые концентрации (ПДК) по выбросам после очистки дымовых газов на газоаналитических станциях (лабораториях) фирмы «SICK» представлены в табл 2

Проведены работы по сжиганию в подовой печи твёрдых отходов фильтров и отработанных продегазированных средств индивидуальной защиты (СИЗ) Всего загружено 60 фильтров ФПТ-200М (МА) общим весом 936 кг. Время нахождения в подовой печи фильтров 69 часов 18 минут.

Средств индивидуальной защиты загружено 24 бочки (65 литров) общим весом 649,2 кг Время нахождения в подовой печи отработанных продегазированных СИЗ 20 часов 02 минут

Таблица 2

Результаты измерений на газоаналитической станции_

ПДК Фильтры СИЗ

НгО,% (состава дымового газа) 50 30,47 28,59

СО, mg/NmJ 300 2,87 2,99

HCL, mg/Nmj 100 0,37 0,47

О2, % (состава дымового газа) 25 12,22 11,8

S02, mg/Nm3 400 9,51 7,11

NQx,mg/NmJ 500 156,96 178, 54

Пыль, mg/Nm3 50 0 0

При достижении рабочей температуры термического разложения на газоаналитической станции «SICK» зафиксированы показания, представленные в табл 2 и свидетельствующие о безусловном выполнении существующих требований по предельно-допустимым концентрациям.

Проведена экспериментальная проверка режимов сжигания шлама после фильтрации реакционных масс Сжигание шлама после фильтрации реакционных масс производилось по режиму №1В - сжигание активированного угая с применением металлических ванн для зашты футеровки подовых тележек. Шлам после фильтрации реакционных масс выгорел полностью при времени сжигания в подовой печи в течение 40 часов по режиму 1В (сжигание активированного угля). Для проверки возможности увеличения мощности УТО проведено его сжигание в течение 4 часов, также с применением металлических ванн для защиты футеровки подовых тележек Условия экспериментов и результаты измерений содержатся в табл.3 Шлам практически выгорел, так же, как и при сжигании в течение 40 часов Образовалось больше золы - 3,7 кг, но при этом бочек (65 литров) со шламом на каж-

дую подовую тележку было загружено по 2 штуке и по весу превышающих более чем в два раза. Анализы по содержанию мышьяка в золе и шламе после реагентной очистки сточных вод при сжигании шлама после фильтрации реакционных масс в течение 4-х часов по сравнению с сжиганием в течение 40 часов значительно не различаются Показания приборов газоаналитической станции «SICK» также существенно не различаются и соответственно ниже значений ПДК

Таблица 3

Условия экспериментов и результаты измерений__

Характеристики Продолжительный режим Короткий режим

1 2 3

Количество подовых тележек 4 4

Количество полиэтиленовых бочек на тележке 1 2

Общий вес бочек,кг 302 707

Время нахождения в подовой печи шлама после фильтрации реакционных масс 64ч 25мин 22ч ЗЗмин

Время разогрева подовой печи 11ч 20мин 9ч 57мин

начальная температура в подовой печи , °С 351,6 318,7

начальная температура футеровки в подовой печи, °С 649 596 5

Время сжигания в подовой печи 40ч 4ч

Максимальная температура в подовой печи, °С 1 050,0 1050,0

Максимальная температура футеровки, °С 949,45 890,4

Время охлаждения подовой печи 13ч05мин 9ч36мин

Конечная температура в подовой печи, °С 582 573

Конечная температура футеровки в подовой печи, °С 625 618

Температурный градиент при повышении-снижении температуры в подовой печи, °С 70 70

Содержание мышьяка в шламе после фильтрации реакционных масс,% 2,22 2,22

Содержание смолосодержащих продуктов, % 88,53 88,58

Содержание мышьяка в золе после сжигания, мг/кг 2576 2508,4

Образовано золы, кг 05 3,7

Анализ по содержанию мышьяка в шламе после реагентной очистки сточных вод от системы очистки дымовых газов после сжигания данного отхода, мг/кг 74461 55191

Превышений ПДК в процессе сжигания шлама по выбросам после очистки дымовых газов нет нет

Показания приборов газоаналитической станции «SICK» на момент подъема температуры в подовой печи НгО % (состава дымового газа) СО , mg/Nm3 HCL, mg/Nm3 Ог ,% (состава дымового газа) S02 ,mg/Nm3 NOx, mg/Nm3 Пыль, mg/Nm3 Расход дымового газа, т3/ч Температура дымового газа, °С Давление дымового газа , mbar 28,75 4,72 1,1 15,57 12,23 199,9 0 10843 72,13 1002 27,74 5,9 0 15,98 14,03 205,54 0 10843 72,13 1002

окончание таблицы 3

1 2 3

Показания приборов газоаналитической станции «SICK» на

момент достижения рабочей температуры в подовой пета

НгО % (состава дымовою газа) 29,44 29,56

СО , mg/Nm3 3,34 2,94

HCL, mg/Nm3 0,14 0,57

Ог ,% (состава дымового газа) 12,07 11,8

SO2 ,mg/Nm3 7,97 8,39

NOx, mg/Nm3 173,7 179,28

Пыль, mg/Nm3 0 0

Расход дымового газа, т3/ч 9082 9082

Температура дымового газа, °С 73,27 73,27

Давление дымового газа , mbar 1001 1001

Показания приборов газоаналитической станции «SICK» на

момент завершения термического разложения

Н2О % (состава дымового газа) 28,5 29,74

СО , mg/Nm3 4,36 3,01

HCL, mg/Nm3 0,9 0,45

О2 ,% (состава дымового газа) 13,56 12,21

S02 ,mg/Nm3 8,15 7,33

NOx, mg/Nm3 233,4 173,74

Пыль, mg/Nm3 0 0

Расход дымового газа, т3/ч 10051 10051

Температура дымового газа, °С 73,2 73,2

Давление дымового газа , mbar 1001 1001

Таким образом, для увеличения мощности УТО шлам после фильтрации реакционных масс целесообразно сжигать в подовой печи в течение 4-х часов

3 Сравнительный иерархический анализ установок термического обезвреживания отходов

Рассматриваются установки термического обезвреживания отходов в и Горный, корпус 33 (установка 1) и в г. Камбарка, корпус 44 (установка 2), осуществляющие сжигание отходов, образующихся в технологическом процессе уничтожения отравляющих веществ

Установка 1 предназначена для обезвреживания жидких (сточных вод, горючих отходов и реакционной массы от детоксикации иприта) и твердых отходов, образующихся в технологическом процессе детоксикации и уничтожения люизита, иприта и их двойных, тройных смесей Установка 2 предназначена для сжигания твердых, жидких и газообразных отходов, образующихся в технологическом процессе детоксикации и уничтожения люизита Технологический процесс на установках термического обезвреживания отходов различается количеством технологических линий На корпусе 33 одна технологическая линия, на корпусе 44 термическое обезвреживание отходов предусмотрено в две линии сжигания Помимо этого, при процессе гидролиза люизита на объекте УХО в г Камбарка образуется большое количество азотно-ацетиленовой смеси, которая в качестве газообразных отходов направляется на термообезвреживание в корпус 44 Конструкция печи сжигания жидких и газообразных отходов - турактора на корпусе 44 объекта УХО

в г. Камбарка предусматривает постепенное образование солевых наростов в нижней части топочной камеры, что требует дополнительного обслуживания, т. е. привлечение эксплуатационного персонала, а также в последующем может повлиять на бесперебойность технологического процесса. Конструкция охладителя (аппарата резкого охлаждения) отходящих дымовых газов от турактора менее эффективная и безопасная, что определяется высокой температурой на поверхности аппарата Технологическая схема термического обезвреживания отходов в две отдельные линии сжигания на УТО объекта УХО в г. Камбарка определяет более высокую производительность по сжиганию твердых, жидких и газообразных отходов В составе линии сжигания жидких и газообразных отходов на корпусе 44 предусмотрены три сборника жидких отходов по 26 м3. Для увеличения бесперебойности технологического процесса и уменьшении трудозатрат (привлечение эксплуатационного персонала к обслуживанию) в данных сборниках необходимо проектом предусматривать перемешивающие устройства (по аналогии с УТО объекта по УХО в п Горный), так как жидкий шлам (грязь) постепенно оседает в нижней части аппаратов, что увеличивает износ насосов, перекачивающих жидкие отходы и соответственно трудозатраты при обслуживании. В отделении очистки сточных вод в корпусе 44 поступление горячих сточных вод от систем очистки дымовых газов идет только в один сборник объемом 26 м3 и только затем через теплообменник они распределяются в два других сборника объемом по 26 м3 каждый. На корпусе 33 объекта по УХО в п Горный предусмотрено распределение поступающих горячих сточных вод через теплообменник сразу в два сборника общим объёмом 100 м3, что повышает бесперебойность процесса реагентной очистки сточных вод и, как следствие, процессов сжигания отходов в целом.

Две установки сравнивались как системы с основными элементами, печь по сжиганию твердых отходов, камера дожигания, охлаждение и очистка дымовых газов, очистка сточных вод, очистка горячих сточных вод от систем очистки дымовых газов, технологические схемы установок.

Эффективность установок определяется несколькими факторами1 производительность, трудоемкость, безопасность

При количественной оценке критерия деятельности системы по совокупности параметров необходимо провести иерархическое представление влияющих факторов Для этих целей широко применяется метод анализа иерархий, являющийся одним из способов проведения сложных экспертиз Метод анализа иерархий предполагает декомпозицию проблемы на более простые составляющие.

В соответствии с важностью элементов-потомков для выше стоящего элемента-родителя заполняется матрица парных сравнений А Размерность матрицы определяется числом погомков у родителя. Ранжирование элементов, анализируемых с использованием матрицы парных сравнений, осуществляется на основе вычисления главного собственного вектора данной матрицы Главный собственный вектор определяется равенством А1¥ = , где Я^ - максимальное собственное значение матрицы Вектор Ж можно вычислить с использованием выражения Ж = (А*е)Де7А*е), где ет =(1, ,1), а к некоторое число, в которое возводится исходная матрица парных сравнений (как правило, достаточно взять

к >5) Компоненты вектора ТУ =(м'1,...,и'п) являются весами относительной важности рассматриваемых элементов для их элемента-родителя

Степень важности элементов нижнего уровня для элементов, расположенных в иерархии на более высоких уровнях (например, относительная важность сценариев для проблемы), определяется с помощью иерархического синтеза.

Иерархическую структуру технологического процесса обезвреживания отходов представим в следующем виде (рис 1)

Рис 1 Иерархическая структура системы обезвреживания отходов Низший уровень образуют переменные, характеризующие систему х = (х, )г = 1,и Результирующее значение эффективности у складывается с учетом весовых коэффициентов на предыдущих уровнях

В общем виде оператор иерархического синтеза запишем в следующей

п(1) _

форме: 5:= £ = \,Ь; /=1 : = , (1) где Ь - количест-

вен

во уровней иерархии, п(1) - количество элементов на уровнях (п(\)=п, п(Ь)=1).

Для количественной оценки величины X*) следует привести все значения переменных х к безразмерному виду х> = - х"п j Дх^ - х™ш ), / = 1, п.

к _

Вэтомслучае преобразование _у(х) примет вид: >> = е [0,1] (2)

1=1

Матрицы парных сравнений заполнены экспертами Показатели однородности суждений экспертов для составленных матриц равны. У,1 = 0.016, У,2 = 0.048, У2 = 0.050, У2 = 0 034

Все значения показателей меньше 0.1, что свидетельствует о непротиворечивости составленных матриц парных сравнений

Значения векторов приоритетов, полученные по результатам обработки экспертных матриц парных сравнений и соответствующие иерархии на рис 1, приведены в таблице 4 Экспертные оценки показателей трех систем в 10-ти балльной шкале представлены в таблице 5

Системы 1 и 2 соответствуют рассмотренным выше установкам 1 и 2. Система 3 является гипотетической, в которой собраны лучшие элементы систем 1 и 2 Расчеты эффективности рассматриваемых систем, проведенные по формулам (1) и (2), дали следующие значения

система 1, у = 0.69, система 2, у = 0.81; система 3, у = 0 84 По результатам сделанных оценок следует, что установка термического обезвреживания отходов на объекте УХО в гКамбарка по комплексу свойств эффективнее установки в п.Горном Применение вертикальной схемы дожигания и охлаждения в установке 2 дают третий вариант технологического про-

4. Математическая модель гидродинамических и тепло - массообменных процессов линии дожигания отходов и охлаждения продуктов сгорания

Камера дожигания и аппарат быстрого охлаждения дымовых газов являются важными и ответственными элементом установки термического обезвреживания В целях предотвращения повторного образования сложных органических соединений (диоксинов, полициклических ароматических углеводородов и т.п.), выходящие из топочной камеры дымовые газы подвергаются резкому прямому охлаждению до температуры 85°С.

Аппарат резкого охлаждения установлен под камерой дожигания и состыкован с топочной камерой фланцевым соединением В аппарате резкого охлаждения дымовые газы охлаждаются, насыщаются водяными парами и через сепаратор поступают на установку очистки дымовых газов для отделения из состава дымовых газов аэрозолей и тонкодисперсной пыли, а также абсорбции кислых компонентов. Камера дожигания, аппарат резкого охлаждения и сепаратор образуют вертикаль, обеспечивая поступление дымовых газов сверху вниз.

При расчете газодинамических параметров в аппарате быстрого охлаждения необходимо учитывать взаимодействие газового потока с охлаждающей жидкостью, движущейся по стенкам При взаимодействии высокоэнтальпийно-

Таблица 4

Значения векторов приоритетов_

У 1 2 3

032 012 0 56

< 021 0 22 012

016 0 17 018

0 07 0 07 0 09

К 011 0 11 0 14

< 014 014 018

< 03 028 029

Таблица 5 Оценка показателей установок

система 1 2 3

X 7 9 9

8 75 8

85 8 8

75 75 75

8 7 8

5 9 9

цесса с более высокой эффективностью

го потока газа с жидкостью происходит ее испарение и срыв капель с поверхности Эти процессы происходят в сужающейся части аппарата. В начале расширяющейся части конуса жидкая пленка срывается со стенок и дробится на капли Капли жидкости интенсивно испаряются в высокотемпературном потоке и понижают его температуру

Организация дожигания вредных веществ должна обеспечивать полное их разложение Для оценки условий сжигания и охлаждения целесообразно выяснить гидродинамическую картину горения в камере дожигания Реальные продукты горения представляют смесь вязкого газа и высокодисперсных частиц Для движения продуктов сгорания характерна развитая турбулентность, Плотность продуктов сгорания может изменяться за счёт изменения температуры потока при учёте процессов горения частиц и теплообмена со стенкой

Стационарные уравнения вязкого течения записаны в криволинейной ортогональной системе координат £,77 в осесимметричной постановке

Р, + С7 = Р + Н,+Н,+8, (3)

где векторы Р,С,Р,Л,Н,8 определяются следующим образом

* = УМ

' Рил (ру ' 0 N

рОи рУи Р(Х(-Рг,У{

р1л рУм Р{У(+РЧХ{

рЦТ , в = уБ рУТ 9 Р =-у 0

рис рУс 0

рик рУК 0

, 0 ,

( 0 Г ° 1

ги ич

н=УМ Т^т »

дДх, (Ш), - ^ (Ш),] + мч[х{(Ю){-У(тп] Нт

СВ-е)р ре({с,В-сге)/к)

где р - плотность газа; Р - давление; и,у - составляющие вектора скорости на оси х,у; и, V - контравариантные составляющие скорости на оси , опреде-

гтггацгтта ттп гтгои* ГГ — ир Г/ —-чт X и« • Г) — 1) _ л* 1» -- гтъ^/л^тяач

ЛЛСМшС' л1» — шЪх 1 Ьу> 1х 1 —^^Г) ^плпиипии иу^

- г------------------------- С .. ! 1~\ - .. I ГЛ ^ __ / /Л__ .. / АЛ ,

ииразивйнии <ширдмп»1, ~ Уп/¿-'¡Ьу ~~лп/ ~~/ ~ ! ^ ~ ™«лри-ческие коэффициенты; р - коэффициент динамической вязкости; Г - температура газа; С - содержание окислителя в потоке; оу, <тг ст. - числа Прандтля и Шмидта; т - массовая скорость образования газообразных продуктов при горении конденсированной фазы; НТ - тепловой эффект сгорания конденсированной фазы; Яс - газовая постоянная смеси продуктов сгорания. Плотность р определяется из уравнения состояния р - /?/(ЯгГ).

Система уравнений движения рассматривается совместно с уравнениями переноса кинетической энергии К и скорости диссипации е . Коэффициент вязкости р определяется суммой р = рт + рг , где рт, рг - коэффициенты молекулярной и турбулентной вязкости, В,£-,,с2,с/( -эмпирические коэффициенты, Мт =смР(К2/ )£ •

Для расчета массовой скорости испарения & капель жидкой фазы в потоке газа применялась формула С = (Д/сл) 1п [1 + с, (Г - Т/)/Н, ], где Л, с, - теплопроводность и теплоемкость пара; Т/,Н/ - температура кипения и теплота парообразования жидкости; г, - радиус капель;

т$=(4/3)щг?.

Для расчета массовой скорости испарения О капель жидкой фазы в потоке газа применялась формула [3] е = 1п [1 +с,(Т~ Т/)/Н> ], где Л,сг - теплопроводность и теплоемкость пара; Т(, - температура кипения и теплота парообразования жидкости; г5 - радиус капель; =(4/3

Процесс уноса капель с поверхности пленки рассчитывается с применением

\\\\\\\\\\и\тшт * % \\\ч\\\\\\\м1'.ит......

II нтитипиптпж I ' 1 > тиШШШИШШШ1

III ^ ништишшшт

ИЧИИ'.

I птишшшп" I 1ШШШШ"""'

I пмшшшшш////////' I 1111ИШ11)Ш»////////// '

I пшишишлишшI I ишшиииинлит/ >1 I пппшшш/ш/ш - <1'

ч 1 ! шиннпшишп 1 I ПШПШШШШШП"

¡¡;;:»!»ии1п I, ЧИНШНИШ,,,,.. ""•■

Рис.2. Структура течения в камере дожигания

эмпирических зависимостей. Граничные условия

На границах со вдувом задана нормальная к поверхности скорость вдува v0 , температура Г0 , содержание окислителя С0 , значения К0,е0 На твердой границе заданы условия прилипания и условия баланса для j силового и диффузионного потоков На оси симметрии задаются условия симметрии для всех переменных На выходной границе задано давление рЕ и "мягкие" условия (равенство нулю вторых производных) для остальных переменных

В плоскости х,у ортогональная разностная сетка строилась комплексным методом граничных элементов. В основу решения системы уравнений (3) положен численный метод Патанкара SIMPLE В верхней части топочной камеры дожигания, по центру, направленная вниз, установлена комбинированная горелка Внутри горелки встроена центральная форсунка для распиливания жидких горючих, высококалорийных отходов В процессе горения природного газа и впрыскиваемых высококалорийных отходов образуется факел пламени со струйным характером течения, как это видно из рис.2

На рис.3 представлены расчетные изотермы продуктов горения в местах подачи высококалорийных и низкокалорийных отходов Газовая горелка с дожиганием высококалорийных отходов создает типичный высокотемпературный факел пламени Кольцевая струя низкокалорийных жидких отходов снижает температуру продуктов сгорания в результате затрат тепла на испарение жидкой фазы. Затем продукты сгорания перемешиваются и температура по сечению камеры становится более однородной

Рис 3 Температурное поле продуктов сгорания в жид дасти со стенок прОИСХОД11Т

вследствие испарения и уноса брызг. Температура смеси газа и пара около стенки составляет около 50°С В начале расширяющейся части конуса происходит срыв пленки жидкости высокоскорост-

В зоне вдува газообразных продуктов сжигания в подовой печи твердых отходов часть тепла затрачивается на их нагрев и дожигание. Сжигание жидких отходов в камере дожигания осуществляется при средней температуре 1200 °С в реакционной зоне топочной камеры.

Рассчитанная численным методом картина течения в аппарате быстрого охлаждения представлена на рис 4 Для сужающейся части аппарата охлаждения характерно устойчивое и однородное течение. Унос

камере дожигания

ным потоком. В расширяющемся конусе на стенке происходит отрыв пограничного слоя и образование вихревого течения, что еще более интенсифицирует тепло и массообменные процессы в аппарате. Температура парогазовой среды начинает резко снижаться по всему поперечному сечению аппарата.

Рис.4. Поле течения и температурное поле в аппарате охлаждении дымовых газов

5, Результаты численного исследования влияния геометрии канала аппарата быстрого охлаждения на условия образования диоксинов

Известно, что при охлаждении дымовых газов в температурном диапазоне 250 - 450°С возможен синтез диоксинов. Проведенные двумерные расчеты показали, что в осевой области течения аппарата быстрого охлаждения с'тцест-вует протяженная зона с достаточно высокой температурой (рис.4). Изменение температуры смеси по длине аппарата резкого охлаждения вдоль различных координатных линий показано на рис.5.

Из рис.5 следует, что существует достаточно протяженная зона с температурной в диапазоне образования диоксинов.Изменить условия охлаждения продуктов сгорания можно введением в конструкцию проточного тракта центрального тела. Вода подается через верхний конус центрального тела, образуя на нем жидкую пленку (рис.6). При переходе на нижний конус пленка срывается в виде капель. Испарение капель воды снижает температуру за центральным телом.

Зона потока с повышенной температурой более 200°С становится значительно короче и приобретает кольцевую форму. Скорость снижения температуры по длине аппарата становится более высокой. Проведенная серия численных расчетов показала, что смещение центрального тела вниз по потоку приводит к изменению отрывного режима течения в осевой области аппарата. Отрывной характер течения усиливает процессы перемешивания и охлаждения газа. Область повышенной температуры становится при этом менее протяженной.

\ \

21

Результаты количественной оценки времени пребывания продуктов сгорания г с расходом АС, в температурном интервале образования диоксинов ДТЛо для линий тока, начинающихся из точки (х = приведено

на рис.7.

Зависимость 1 соответствует исходной конструкции аппарата (рис.4), 2 - конструкция с центральным телом, 3 — конструкция со смещенным центральным телом (рис.6). Суммарные по всем сечениям времена пребывания равны, соответственно 0.293, 0.190 и 0.138.

Время нахождения продуктов сгорания в опасном интервале температур значительно снижается при использовании центрального тела.

1200 1100 1000 900 300

та 600 500 400 300 200 100 о

Рис.5. Изменение температуры парогазовой смеси по длине аппарата

Рис.6. Поле течения и температурное поле в аппарате с центральным телом

Численный расчет процесса течения в аппарате с центральным телом показывает, что резкое охлаждение основной части дымовых газов происходит в самом начале расширяющегося конуса Условия для образования диоксинов в таком аппарате практически отсутствуют

Проведенный анализ технологических и физических процессов при термическом обезвреживании опасных веществ дал возможность построения адекватных им моделей Проведенные натурные эксперименты и численные расчеты привели к выработке научно-обоснованных решений для оценки эффективности и экологической безопасности установок термического обезвреживания на объектах уничтожения химического оружия

В результате проведенных исследований сформулированы следующие выводы

1 Уточнена классификация методов обезвреживания промышленных отходов и дано описание технологических и химических процессов, протекающих при термическом обезвреживании отходов на объекте по уничтожению химического оружия - люизита

2 Проведенные натурные эксперименты показали безусловное выполнение норм по ПДК при сжигании отходов. Для повышения производительности установки термического обезвреживания шлам после фильтрации реакционных масс целесообразно сжигать в подовой печи в течение 4-х часов вместо 40 часов без нарушения требований по экологической безопасности.

3 Проведенный иерархический анализ выявил, что по комплексу показателей УТО объекта УХО в гКамбарка на 17% эффективнее, чем установка в п.Гор-ный Применение комбинированной схемы термической обработки отходов может повысить комплексный показатель эффективности на 22%.

4 Разработана математическая модель процесса дожигания газообразных и жидких отходов в установке термического обезвреживания. Численная реализация модели позволяет провести количественную оценку параметров процесса Определено, что температурный профиль на выходе из камеры дожигания является однородным с уровнем 1150°С

5. Проведенное численное моделирование пространственного процесса ох-

Рис 7 Время пребывания газа в температурном диапазоне А

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

лаждения продуктов сгорания в аппарате быстрого охлаждения показало наличие протяженного участка с неоднородным профилем температуры в диапазоне 250 -450°С, благоприятном для образования диоксинов

6. Численные расчеты показали, что для снижения времени пребывания продуктов сгорания в опасном температурном диапазоне в 2 1 раза целесообразно ввести в конструкцию проточного тракта коническое центральное тело

7 Выявлено, что температурное поле в камере дожигания в режимах без подачи жидких отходов является существенно более однородным, чем в рабочем режиме Проведенные расчеты показали возможность детального рассмотрения механизма горения и структуры течения в камере дожигания. Эти результаты могут быть использованы при оптимизации расположения контрольных датчиков, улучшающей достоверность контролируемых параметров. Предложенная методика расчета может применяться при получении технических решений по повышению качества процесса термического обезвреживания отходов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ АВТОРА:

1 Лялин BE, Хайбулин РГ Макроэкономические организационно-технические аспекты глубокой технологической переработки технического мышьяка как продукта детоксикации боевых отравляющих веществ кожно-нарывного действия (люизита) // Вестник ИжГТУ. Вып. 4. - Ижевск- Изд-во ИжГТУ, 2002. - С. 17-25.

2. Lyahn V.E., Haibulm R.G. Mathematical model of hydrodynamical processes of a reburmng line of waste and cooling of combustion products // VI International congress on mathematical modeling / Сборник тезисов докладов - Нижний Новгород Изд-во ННГУ, 2004. - С 415.

3. Хайбулин Р.Г. Параметрическое исследование процесса сжигания отходов и охлаждения дымовых газов // Вестник Московской Академии рынка труда и информационных технологий, 2005 № 9(21) .с 85-95

4 Хайбулин Р Г. Технологические аспекты обезвреживания промышленных отходов И Вестник Московской Академии рынка труда и информационных технологий, 2005 № 9(21) .с.148-156

5 Хайбулин Р Г. Экспериментальная проверка безопасности эксплуатации при повышении мощности установки термического обезвреживания // Труды международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» - Ижевск- Изд-во ИжГТУ, 2006. - С. 53-59.

6. Lyahn V Е, Haibulin R.G. Hydrodynamics of reburnmg chamber of liquid and gaseous wastes for utilization of products of lewisite detoxication // Proceedmgs of the 6th international conference «Vibroengineenng 2006». - Kaunas, Lithuania: Kaunas University of Technology, 2006. - P 202-207.

7. Хайбулин Р.Г, Тененев В А Результаты численного моделирования газодинамики в камере дожигания // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе Материалы 34-й междунар конф. - Украина, Крым, Ялта-Гурзуф- Прилож. к журн «Открытое образование», 2007. -С. 327-329

8 Хайбулин Р Г Сравнительный анализ установок термического обезвреживания отходов // Надежность и качество Труды международного симпозиума В 2-х томах / Под ред H К Юркова - Пенза Изд-во Пенз гос ун-та, 2007 -Т 1.-С 223-228

9 Хайбулин Р Г Влияние геометрии канала аппарата быстрого охлаждения в установке термического обезвреживания на условия образования диоксинов // Надежность и качество Труды международного симпозиума В 2-х томах / Под ред H К Юркова - Пенза. Изд-во Пенз гос ун-та, 2007 -Т 1 -С 229-232

10 Хайбулин РГ. Сравнение установок термического обезвреживания отходов методом анализа иерархий // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе Ма1ериалы 35-й междунар конф -Украина, Крым, Ялта-Гурзуф Прилож к журн «Открытое образование», 2008 -С 369-372

11 Хайбулин Р Г Численная оценка некоторых схем аппарата быстрого охлаждения дымовых газов // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе Материалы 35-й междунар конф - Украина, Крым, Ялта-Гурзуф-Прилож к журн «Открытое образование», 2008 -С. 373-375

12 Хайбулин РГ, Тененев В А Численное моделирование процессов в камере дожигания жидких отходов // Надежность и качество Труды международного симпозиума. В 2-х томах / Под ред H К Юркова. - Пенза Изд-во Пенз гос ун-та,2008 -Т 1 -С 182-187

13 Хайбулин Р Г Анализ пространственной картины движения дымовых газов в аппарате резкого охлаждения // Надежность и качество. Труды международного симпозиума В 2-х томах / Под ред H К Юркова - Пенза Изд-во Пенз гос ун-та,2008 - Т 1 -С 188-194

14 Хайбулин РГ Особенности технологических процессов в установке термического обезвреживания отходов И Интеллектуальные системы в производстве, ИжГТУ, №2,2008. - С 75-84

Лицензия J1P № 020764 от 29 04 98 г

Подписано в печать 03 06 2008 г Формат 60x84 1/16 Отпечатано на ризографе Уч-издл 1,93 Уел печ л 1,39 Тираж 100 экз Заказ № 765/1

Р.Г. Хайбулин

Издательство Института экономики УрО РАН 620014, г Екатеринбург, ул Московская, 29

Введение.

Глава 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ

ОТРАВЛЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ.

1.1. Классификация методов термического обезвреживания промышленных отходов.

1.2. Технологические процессы обезвреживания отходов на объекте по уничтожению химического оружия.

1.3. Состав, количество и классификация отходов.

1.4. Химический состав суммарного твердого отхода.

1.5. Полученные результаты и выводы.

1.6. Постановка цели и задач исследований.

Глава 2. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАВЛЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ.

2.1. Тепловой баланс процесса сжигания твердых отходов.

2.2. Расчет теплового баланса процесса сжигания и дожигания твердых, жидких и газообразных отходов.

2.3. Охлаждение дымовых газов.

2.4. Расчет выхода нормируемых газообразных веществ.

2.5. Экспериментальная проверка безопасности эксплуатации при повышении мощности установки термического обезвреживания.

2.5.1. Безопасная эксплуатация и охрана окружающей среды на установках термического обезвреживания отходов.

2.5.2. Результаты работ по сжиганию в подовой печи твёрдых отходов.

2.5.3. Экспериментальная проверка режимов сжигания шлама после фильтрации реакционных масс.

2.6. Полученные результаты и выводы.

Глава 3. СРАВНЕНИЕ УСТАНОВОК ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ МЕТОДОМ АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ.

3.1. Характеристики установок термического обезвреживания отходов.

3.2. Особенности технологических процессов на сравниваемых установках термического обезвреживания отходов.

3.3. Иерархическая структура оценки эффективности установок.

3.4. Полученные результаты и выводы.

Глава 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ И

ТЕПЛО - МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ЛИНИИ ДОЖИГАНИЯ ОТХОДОВ И ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ.

4.1. Гидродинамика камеры дожигания жидких и газообразных отходов.

4.2. Численное моделирование гидродинамических и тепло - массообменных процессов в аппарате резкого охлаждения.

4.3. Влияние геометрии канала аппарата быстрого охлаждения на условия образования диоксинов.

4.4. Полученные результаты и выводы.

Актуальность темы. Международная Конвенция «О запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении» (январь 1993 года) обязывает Россию к выполнению международных обязательств по уничтожению его запасов. В соответствии с Указом Президента Российской Федерации и Постановления правительства РФ боевое отравляющее вещество - люизит, хранящееся в Государственном специальном арсенале г.Камбарка подлежит уничтожению, с последующей переработкой реакционных масс, восстановлением почв и утилизацией отходов.

Уничтожение химического оружия является многоплановой и сложной в реализации проблемой. Требуется разработка оптимальных технологий уничтожения химического оружия, выбор места строительства объектов по уничтожению химического оружия, обоснование и формирование системы безопасности функционирования этих объектов. Особенностью российских объектов по хранению отравляющих веществ (ОВ) является размещение арсеналов в густонаселенных регионах, в ряде случаев - в непосредственной близости от городов и населенных пунктов. Безопасность должна быть обеспечена правильной организацией работ внутри объектов, методами контроля состояния воздушной среды в производственных помещениях, способами выполнения работ, исключающими возможность заражения персонала, ухудшения состава сточных вод, снижения эффективности системы обезвреживания вредных выбросов. Условием безопасности уничтожения химического оружия также является выбор оптимальной технологии обезвреживания, соблюдение требований к организации технологического процесса, его аппаратурному оформлению и управлению им.

Опыт по промышленному уничтожению химического оружия еще не накоплен, объекты по уничтожению не имеют полных аналогов, технологии являются новыми. Поэтому выбор оптимальных по трудозатратам технологий уничтожения химического оружия, обеспечивающих эффективное и необратимое обезвреживание отравляющих веществ при гарантии безопасности для персонала, населения и окружающей среды, является актуальной задачей.

Термическое обезвреживание промышленных отходов является наиболее распространенным и эффективным методом их переработки и уничтожения. Обезвреживание люизита осуществляется термическим методом. Установка термического обезвреживания является важным и ответственным элементом системы переработки и утилизации люизита. Организация дожигания вредных веществ должна обеспечивать полное их разложение. Для оценки условий сжигания требуются методы, позволяющие рассчитывать газодинамику и теплообмен в аппаратах дожигания и охлаждения. Создание моделей технологических процессов на всех этапах переработки отравляющих веществ представляет собой сложную и необходимую задачу. 3

Объектом исследования является установка термического обезвреживания отходов в составе объекта по уничтожению химического оружия.

Предметом исследования является моделирование технологического процесса термической переработки отравляющих веществ.

Область исследования: математические модели, методы расчета гидродинамических, тепловых и массообменных процессов при дожигании жидких и газообразных отходов переработки отравляющих веществ.

Методы исследования. В работе применялись методы системного анализа, теоретические и численные методы моделирования газодинамики и тепло - массообмена, нормативные акты РФ.

Моделирование газодинамических процессов основано на численном решении стационарных уравнений Навье-Стокса в криволинейной ортогональной системе координат в осесимметричной постановке. Система уравнений движения рассматривалась совместно с уравнениями переноса кинетической энергии и скорости диссипации. Для количественной оценки процесса охлаждения дымовых газов решались гидродинамические уравнения с учетом тепло- и массообмена со стенками аппарата резкого охлаждения. Для численного решения применялась криволинейная ортогональная сетка и метод контрольного объема Патанкара. Условия дробления образующейся пленки или динамического срыва капель с пленки газом в расширяющемся конусе Вентури определяются механизмом, приводящим к неустойчивости Кельвина - Гельмгольца. Этот механизм характеризуется числом Вебера Wei3, равным отношению динамического воздействия к капиллярным силам.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждается сопоставительным анализом разработанных и существующих математических моделей и методов, использованием результатов натурных экспериментов на установке термического обезвреживания.

Математические модели и методы, применяющиеся в диссертационной работе, основаны на теории механики сплошных сред и реагирующих потоков, теории разностных уравнений, на теории принятия решений.

Достоверность экспериментальных результатов обеспечена использованием аттестованных средств измерений, большим объемом экспериментального материала и хорошей воспроизводимостью результатов в условиях производства.

Научная новизна проведенного исследования заключается в следующем:

- на основе системного метода анализа иерархий построен комплексный показатель мощности, бесперебойности и безопасности технологического процесса переработки отходов, позволяющий сравнивать установки термического обезвреживания;

- разработана математическая модель процесса дожигания и охлаждения газообразных и жидких отходов в установке термического обезвреживания. На основе численного моделирования пространственного процесса охлаждения продуктов сгорания в аппарате быстрого охлаждения установлена неоднородность температуры, влияющая на образование диоксинов;

- в результате вычислительного эксперимента определено, что для сужающейся части аппарата охлаждения характерно устойчивое и однородное течение; унос жидкости со стенок происходит вследствие испарения и уноса брызг; температура смеси газа и пара около стенки составляет около 50°С; в начале расширяющейся части конуса происходит срыв пленки жидкости высокоскоростным потоком; в расширяющемся конусе на стенке происходит отрыв пограничного слоя и образование вихревого течения, что еще более интенсифицирует тепло и массообменные процессы в аппарате; температура парогазовой среды начинает резко снижаться по всему поперечному сечению аппарата охлаждения; тем не менее, расчеты показывают, что в осевой области течения существует протяженная зона с достаточно высокой температурой;

- установлено, что в аппарат резкого охлаждения поступают дымовые газы, % об.: N2 - 64,8; С02 - 7,9; Н20 - 23; 02 - 4,3, а также капельки солей, стекающие вниз в виде тонкой пленки с поверхности футерованной топочной камеры. В аппарате резкого охлаждения дымовые газы N2 - 35,5; С02 — 4,3; Н20 — 57,8; 02 - 2,4 охлаждаются, насыщаются водяными парами и через сепаратор поступают на установку очистки дымовых газов для отделения из состава дымовых газов аэрозолей и тонкодисперсной пыли, а также абсорбции кислых компонентов. Расход жидкости в аппарате = 1.8kg /s, расход газа 2 kg/s;

- определено время нахождения продуктов сгорания в опасном интервале температур в существующей и предлагаемых конструкциях аппарата резкого охлаждения отходящих дымовых газов для предотвращения повторного образования сложных органических соединений (диоксинов, полициклических ароматических углеводородов и т.п.); установлено, что время нахождения продуктов сгорания в опасном интервале температур значительно снижается при использовании центрального тела и смещенного центрального тела;

- проведен численный эксперимент процесса течения в аппарате с центральным телом, который показал, что резкое охлаждение основной части дымовых газов происходит в самом начале расширяющегося конуса; условия для образования диоксинов в таком аппарате практически отсутствуют; проведенное численное моделирование процесса охлаждения высокотемпературных дымовых газов показало необходимость проведения многомерных расчетов для выбора более эффективных конструктивных решений.

Практическая полезность исследования заключается в возможности применения разработанных методов для повышения эффективности работы установок термического обезвреживания объектов уничтожения химического оружия (УХО). На основе проведенных экспериментов даны рекомендации для повышения производительности установки термического обезвреживания шлама после фильтрации реакционных масс.

Выявлено, что температурное поле в камере дожигания в режимах без подачи жидких отходов является существенно более однородным, чем в рабочем режиме. Проведенные расчеты показали возможность детального рассмотрения механизма горения и структуры течения в камере дожигания. Эти результаты могут быть использованы при оптимизации расположения контрольных датчиков, улучшающей достоверность контролируемых параметров. Предложенная методика расчета может применяться при получении технических решений по повышению качества процесса термического обезвреживания отходов.

Получены результаты натурных экспериментов на установке термического обезвреживания объекта УХО в г. Камбарка, подтвердившие выполнение экологических норм при сжигании отходов.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на: VI Международном конгрессе по математическому моделированию (Нижний Новогород, 2004); Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, 2006); 6th International conference «Vibroengineering 2006» (Каунас, Литва, 2006); 34-й Международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе» (Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2007); Международных симпозиумах «Надежность и качество» (Пенза, 2007-2008); 35-й Международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе» (Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2008).

Реализация работы в производственных условиях. Положения, разработки и рекомендации диссертационной работы применяются при организации технологического процесса переработки отравляющих веществ на объекте УХО в г. Камбарка.

Публикации. Основные научные результаты по теме диссертации опубликованы в виде: 2 научных трудах в изданиях, рекомендуемых ВАКом для публикации основных результатов диссертаций. Всего по теме диссертации опубликовано 14 работ общим объёмом 5,87 печатных листов, из которых 4,12 печатных листа принадлежат лично автору.

Структура диссертационной работы определяется общими замыслом и логикой проведения исследований. Диссертация содержит введение, 4 главы и заключение, изложенные на 143 с. машинописного текста. В работу включены 29 рис., 10 табл., список литературы из 108 наименований и приложение, в котором представлен акт об использовании результатов работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный анализ технологических и физических процессов при термическом обезвреживании опасных веществ дал возможность построения адекватных им моделей. Проведенные натурные эксперименты и численные расчеты привели к выработке научно-обоснованных решений для оценки эффективности и экологической безопасности установок термического обезвреживания на объектах уничтожения химического оружия.

В результате проведенных исследований сформулированы следующие выводы.

1. Уточнена классификация методов обезвреживания промышленных отходов и дано описание технологических и химических процессов, протекающих при термическом обезвреживании отходов на объекте по уничтожению химического оружия - люизита.

2. Проведенные натурные эксперименты показали безусловное выполнение норм по ПДК при сжигании отходов. Для повышения производительности установки термического обезвреживания шлам после фильтрации реакционных масс целесообразно сжигать в подовой печи в течение 4-х часов вместо 40 часов без нарушения требований по экологической безопасности.

3. Проведенный иерархический анализ выявил, что по комплексу показателей УТО объекта УХО в г.Камбарка на 17% эффективнее, чем установка в п.Гор-ный. Применение комбинированной схемы термической обработки отходов может повысить комплексный показатель эффективности на 22%.

4. Разработана математическая модель процесса дожигания газообразных и жидких отходов в установке термического обезвреживания. Численная реализация модели позволяет провести количественную оценку параметров процесса. Определено, что температурный профиль на выходе из камеры дожигания является однородным с уровнем 1150°С.

5. Проведенное численное моделирование пространственного процесса охлаждения продуктов сгорания в аппарате быстрого охлаждения показало наличие протяженного участка с неоднородным профилем температуры в диапазоне 250 -450°С, благоприятном для образования диоксинов.

6. Численные расчеты показали, что для снижения времени пребывания продуктов сгорания в опасном температурном диапазоне в 2.1 раза целесообразно ввести в конструкцию проточного тракта коническое центральное тело.

7. Выявлено, что температурное поле в камере дожигания в режимах без подачи жидких отходов является существенно более однородным, чем в рабочем режиме. Проведенные расчеты показали возможность детального рассмотрения механизма горения и структуры течения в камере дожигания. Эти результаты могут быть использованы при оптимизации расположения контрольных датчиков, улучшающей достоверность контролируемых параметров. Предложенная методика расчета может применяться при получении технических решений по повышению качества процесса термического обезвреживания отходов.

1. Алексеев В.А. Экологическая безопасность - основной критерий хранения и ликвидации химического оружия // Химическое разоружение-96. Экология и технология. CHEMDET-96: Тез. докл. Всероссийской конф. с международным участием. Ижевск. 1996, С.6-8.

2. Андерсон Д.Даннехилл Дж.,Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. М.: Мир.Т.2.

3. Андреевский А.А. Волновое течение тонких слоев вязкой жидкости // Температурный режим и гидравлика парогенераторов.-Л.:Наука, 1978. С.181-230.

4. Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Анализ, синтез, планирование решений в экономике. М.: Финансы и статистика, 2000.- 364с.

5. Багрянцев Г.И., Псахис Б.И., Черников В.Е. Огневое обезвреживание отходов химических производств // Энергосбережение в химических производствах.- Новосибирск, 1986.- С. 69-81.

6. Багрянцев Г.И., Черников В.Е.Термическое обезвреживание и переработка промышленных и бытовых отходов // Муниципальные и промышленные отходы: Способы обезвреживания и вторичной переработки. Аналит. обзоры. Новосибирск, ГПНТБ и др., 1995.- С. 128-137.

7. Багрянцев Г.И., Малахов В.М., Черников В.Е. Термическое обезвреживание и переработка промышленных отходов бытового мусора // Экология и промышленность России, 2001, № 3.- С. 35-39.

8. Белецкая И.П., Новиков С.С. Химическое оружие в России: перспективы хранения и уничтожения //Химическое оружие и проблемы его уничтожения. 1996. № 2, с. 15-17.

9. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред. М.:Наука. 1984.520с.

10. Бельямовский Д.Н. Обезвредить дымовые газы при переработке твердых бытовых отходов // Жил. и коммун, хоз-во. 1991. - N 7. - С.92.

11. Бендерский Б.Я., Тененев В.А.Экспериментально-численное исследование течений в осесимметричных каналах сложной формы с вдувом Изв.РАН МЖГ, №2, 2001.с.24-28.

12. Бендерский Б.Я., Тененев В.А.Пространственные дозвуковые течения в областях со сложной геометрией Математическое моделирование, т.13, №8, 2001.с.35-39.

13. Беньямовский Д.Н. "Термические методы обезвреживания твердых бытовых отходов " М. Стройиздат, 1979 г.

14. Бернадинер М.Н., Шурыгин А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. М.: Химия, 1990. с. 9 — 32.

15. Бордунов В.В., Бордунов С.В., Леоненко В.В. Вариант комплексной переработки твердых бытовых отходов // Экол. и пром-сть России. 2004. - Окт. - С.32-33.

16. Бураков В.А. Тепломассоперенос при взаимодействии двухфазных потоков с материалами.- Томск, Изд-во ТГУ, 1999.280с.

17. Быков В.И., Лаврентьев М.Е. Формирование спектра размеров капель в газожидкостном потоке // ИФЖ, 1976, Т.31, №5.с.782-787.

18. Вальдберг А.Ю. Очистка дымовых газов от мусоросжигательных заводов при термической переработке отходов // Обз. инф. Науч. и техн. аспекты охраны окруж. среды / ВИНИТИ. 1998. - N 4. - С.12-24.

19. Васенин И.М., Архипов В.А., Бутов В.Г. и др. Газовая динамика двухфазных течений в соплах. Томск, ТГУ. 1986.262с.

20. Владимиров АИ, Косьмин В.Д. Гидравлический расчет теплооб-менных аппаратов: Учеб. пособие. М: Изд. ГАНГ им. И.М. Губкина, 1997. - 58 с.

21. Волкова В.Н., Денисов А.А. Методы организации сложных экспертиз.- СПб.: СПбГТУ, 2001.48с.

22. Воловик А.В., Шелков Е.М., Долгоносова И.А. Переработка бытовых и промышленных отходов в высокотемпературной шахтной печи // Экол. и пром-сть России. 2001. - Октябрь. - С.9-12.

23. Волохонский Л.А., Киссельман М.А., Попов А.Н. Технология и оборудование для термического обезвреживания и переработки отходов //

24. Передовые термические технологии и материалы: Тр. междунар. симп., пос. Кацивели, Крым, Украина, 22-26 сент. 1997. 4.1. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1999. - С.9-16.

25. Волков В.И., Гусинский А.И., Ипполитов В.А., Бернадинер И.М. Термическое обезвреживание токсичных отходов // Экология и промышленность России. 2000.№9.

26. Волков В.И., Русинский А.И., Ипполитов В.А., Бернадинер И.М., Торбунов B.C. \\Сокращения эмиссии диоксинов при термическом обезвреживании опасных отходов Экология и промышленность России, №1, 2001.

27. Годунов С.К.,Забродин А.В.,Иванов М.Я. и др. Численное решение многомерных задач газовой динамики. М: Наука. 1976. 400с.

28. Годунов С.К.,Прокопов Г.П. О расчётах конформных отображений и построении разностных сеток. //Журн.вычисл.матем.и мат.физики. 1967.Т.7,N5,с.1031-1059.

29. Гришин A.M., Фомин В.М. Сопряженные и нестационарные задачи механики реагирующих сред,- Новосибирск: Наука, 1984.320с.

30. Громадка П Т., Лей Ч. Комплексный метод граничных элементов в прикладных науках. М: Мир. 1990.303с

31. Гроссманн Г., Рокель М. Высоколегированные коррозионно-стойкие сплавы в установках сжигания бытовых и промышленных отходов // Хим. и нефт. машиностр. 1994. - N 5. - С.27-29.

32. Двухстадийное огневое обезвреживание твердых бытовых отходов / Сотникова О.А., Турбин B.C., Сазонов Э.В., Леппик В.А. // Энергосбережение. 2004. - N 6. - С.82-84.

33. Дик Э.П., Сотсков Е.В., Тугов А.Н. Расчет потерь тепла с механическим недожогом при термическом обезвреживании твердых бытовых отходов // Электр, ст. 2003. -N11.- С.16-17.

34. Использование плазменных технологий для переработки различных отходов / Богоявленский Р.Г., Десятов А.В., Гнеденко В.Г. и др. // Конверсия в машиностроении. 1999. - N 3-4. - С.99-103.

35. Исходные данные на проектирование опытно-промышленной установки детоксикации люизита с получением сухих солей ФГУП "ГосНИИОХТ", 2001 г.

36. Исходные данные для разработки ТЭО объекта по уничтожению люизита в г. Камбарка Удмуртской Республики ФГУП "ГосНИИОХТ", 2002 г.

37. Капашин В.П., Кротовин И.Н., Симнанский А.В. Научно-технические аспекты обеспечения безопасности при хранении и уничтожении химического оружия // Федеральные и региональные проблемы уничтожения химического оружия. Вып. 2. М.: ВИНИТИ. 2000, с. 85-104.

38. Каралюнец А.В., Маслова Т.Н., Медведев В.Т. Основы инженерной экологии. Обращение с отходами производства и потребления. Учебное пособие. М.: Изд-во МЭИ, 2000. с. 10 14.

39. Кафаров В.В. Основы массопередачи: системы газ жидкость, пар-жидкость, жидкость - жидкость. Учеб. для хим.-технол. спец. вузов. -3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1979. - 439 с.

40. Кириллов П.Л., Комаров Н.М., Субботин В.И. и др. Измерение некоторых характеристик парожидкостного потока в круглой трубе. Препринт ФЭИ.-431 .Обнинск, 1973 .-104с.

41. Крайко А.Н., Стернин Л.Е. К теории течений двухскоростной сплошной среды с твердыми или жидкими частицами.-ПММ,1965,т.29,вып.3,с.418-429.

42. Колодкин В.М. Прогноз последствий аварий на объекте хранения боевых отравляющих веществ в районе г. Камбарка Удмуртской Республики. Ижевск: Изд-во Удмуртского гос. ун-та. 1995, 113 с.

43. Комплекс работ по освоению и наладке процессов термическойпереработки твердых бытовых отходов / Тугов А.Н., Литун Д.С., Эскин Н.Б. и др. // Электр, станции. 2001. - N 7. - С.19-26.

44. Курбацкий А.Ф. Моделирование турбулентных течений (обзор). //Изв.СОАН СССР, серия техн.наук. 1989.вып.5. с.119-145.

45. Кутателадзе С.С., Стырикович М.А Гидродинамика газожидкостных систем. 2-е изд., перераб. и доп. - М: Энергия, 1976.-296 с.

46. Литвак Б.Г. Экспертная информация: Методы получения и анализа.- М.: Радио и связь, 1992.184с.

47. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа.-М.:Наука, 1989.848с.

48. Лукашов С.П.,.Ващенко С.П, Багрянцев Г.И., Пак. Х.С.Плазмотермическая переработка твердых отходов.// Экология и промышленность России, 2005 № П.- С. 4-9.

49. Нигматулин Б.И. и др. Методика измерения толщины и волновых характеристик поверхности жидкой пленки в пароводяном дисперсно-кольцевом потоке // ТВТ, 1982,Т.20,№6.

50. Отчет о НИР «Разработка мероприятий по реконструкции цеха сжигания отходов Кусковского хим. Завода НПО «Норпласт» з-н № С-21868610904. НПО «Техэнергохимпром» 1986г.

51. Отчет об опытно-конструкторской работе "Разработка короткой схемы процесса уничтожения люизита с использованием реактора эжек-торного типа" шифр "Разгон" (промежуточный, этапы 4,3).

52. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.:Энергоатомиздат. 1984.152с.

53. Пирсон Г. Уничтожение химического оружия в Великобритании // Химическое оружие. Экологические проблемы уничтожения. Вып. 2. М.: ВИНИТИ. 1998, с. 44-57.

54. Поспелов Г.С., Ириков В.А. Программно-целевое планирование и управление.-М.: Сов. радио, 1976.440с.

55. Протокол технического совещания Рабочей группы по рассмотрению исходных данных для ТЭО объекта по уничтожению люизита в г. Камбарка Удмуртской Республики от 28 августа 2002 г.

56. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий: Пер. с англ.- М.: Радио и связь, 1989.-316с.

57. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. М.: Наука,1989.432с.

58. Сигал И.Я. "Защита воздушного бассейна при сжигании топлива" Л. "Недра" 1988 г.

59. Системный анализ и принятие решений: Словарь-справочник/Под ред.В .Н.Волковой, В.Н.Козлова.- М.: Высш.шк.,2004.616с.

60. Сполдинг Д.Б. Горение и массобмен. М.: Машиностроение, 1985.-237 с.

61. Страус В. Промышленная очистка газов: Пер. с англ. М: Химия, 1981.-616с.

62. Суворов В.Е. Повышение эффективности работы теплообменно-го оборудования// Экология и промышленность России, 2007, № 11

63. Термическое уничтожение отходов. Пояснительная записка, СОЮЗПРОМНИИПРОЕКТ, Москва, 2002. 57с.

64. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. М. Энергия 1973 г.

65. Технико-экономическое обоснование строительства промзоны объекта уничтожения химического оружия (ОУХО) в Камбарском районе Удмуртской республики. Том 1.Общая пояснительная записка, ФГУП «СоюзПромНииПроект»

66. Технологические схемы обезвреживания отходов химических производств / Багрянцев Г.И., Котлярова Р.В., Рябов Л.П.и др.// Энерготехнологические процессы и аппараты химических производств.- Новосибирск: ИТ СО АН СССР, 1989.- С. 17-22.

67. Филатов Б.Н., Британов Н.Г., Клаучек В.В. Медико-санитарные проблемы уничтожения химического оружия (Российский опыт)// Химическая и биологическая безопасность. 2004. № 1-2 (13-14).

68. Хайбулин Р.Г. Параметрическое исследование процесса сжигания отходов и охлаждения дымовых газов // Вестник Московской Академии рынка труда и информационных технологий, 2005 № 9(21) .с.85-95.

69. Хайбулин Р.Г. Технологические аспекты обезвреживания промышленных отходов // Вестник Московской Академии рынка труда и информационных технологий, 2005 № 9(21) .с. 148-156.

70. Хайбулин Р.Г., Тененев В.А. Численное моделирование процессов в камере дожигания жидких отходов // Надежность и качество. Труды международного симпозиума: В 2-х томах / Под ред. Н.К. Юркова. — Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2008. Т. 1. - С. 182-187.

71. Хайбулин Р.Г. Сравнительный анализ установок термического обезвреживания отходов // Надежность и качество. Труды международного симпозиума: В 2-х томах / Под ред. Н.К. Юркова. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2007. - Т. 1. - С. 223-228.

72. Хайбулин Р.Г. Особенности технологических процессов в установке термического обезвреживания отходов // Интеллектуальные системы в производстве, ИжГТУ, №2, 2008. С. 75-84.

73. Adelberg М. Mean drop size resulting from the injection of a liquid jet into a lighspeed gas stream // AIAA, 1968, No 6.

74. Averre D., Khripunov I. Chemical Weapons Disposal: Russia tries again // Bull. Atom. Scientists. 2001. № 5, p. 57-63.

75. Dioxin and Furan Inventories (National and Regional Emissions of PCDD/PCDF), Prepared by UNEP Chemicals, Geneva, Swizer-land, May 1999.

76. Geiger Т., Hagenmaler H., Hartmann E., Romer R, Seifert H. Eir-flub des Schwefels auf die Dioxin und Furanbildung bei der Klarshlammver-brennung // VGB Kraftwerkstechn. 1992. V. 72. №2.

77. Hewit G.F., Hall-Taylor N.S. Annular two-phase flow.-Pergamon Press, 1972.

78. Iwasaki Toshihiko, Noto Takashi, Matsui Satshi, Yokoyama Taka-shi, Suguki Yasumo. Influence of calcium compound fed to furnance on emission from fluidized bed incinerator // NKK Techn. Rev. 1998. №78.

79. Mohamed H., Egon Y. Abscheidung von Schadstoffen aus den Rauchgasen einer Mullverbrennugsanlage in Einem zirkulierenden Wir-belschhttreaktor // Chem.Ind.Techn 1992. V. 64. № 5.

80. Renksizbulut M.,Yuen M.C. Numerical Study of droplet evaporation in a high-temperature stream.//J.of Heat Transfer. 1983. v. 105, N2. P.388-397.

81. Tjmida Т., Okazaki T. Statistical character of large disturbance waves in upward two-phase flow of air-water mixtures //J. Chem. Eng. Japan, 1974, V5,No 5.p.329-333.

82. Thompson J.F.,Thames F.C.,Mastin C.W. Automatic numericalgeneration of body-fitted curvelinear coordinate system for field containing any number of arbitrary two-dimensional bodies. //J.Comp.Phys. 1974.V.15. P.299-319.

83. Walley P.В., Hewitt G.F. Experimental wave end entrainment measurements in vertical annular two phase flow // AERE -R7521 UKAEA Harwell, England, 1973. p.25.