Способ уничтожения люизита

Способ уничтожения люизита

Реферат

 

Использование: уничтожение химического оружия, в частности люизита. Сущность изобретения: распыляют люизит и аммиак, производят сжигание полученного аэрозоля в водородно-кислородном пламени при мольном соотношении люизита, аммиака, водорода и кислорода 1:3,08-3,15:2,7-3,5:2,0-2,5. 1 ил.

Изобретение относится к области уничтожения химического оружия, в частности люизита.

Известен способ уничтожения люизита путем его взаимодействия с расплавом элементарной серы [1] При этом содержащийся в люизите мышьяк превращается в сульфид мышьяка. Одновременно образуется нерастворимый в воде виниловый полимер, который фиксирует сульфид мышьяка и прочно его удерживает. Этот полимер, не представляющий опасности для окружающей среды, подвергают захоронению.

Основным недостатком этого способа уничтожения люизита является необратимая потеря ценного химического сырья.

Известен способ уничтожения люизита путем его хлорирования в треххлористый мышьяк с дальнейшей переработкой последнего в элементарный мышьяк [2] Образующиеся продукты используются в технике: мышьяк в электронике, дихлорэтилен в качестве растворителя.

Известный способ уничтожения люизита путем его превращения в элементарный мышьяк выбран в качестве прототипа как наиболее близкий к изобретению по назначению и технической сущности.

Основной недостаток известного способа заключается в использовании высокотоксичного реагента хлора, который сам по себе является боевым отравляющим веществом.

Задачей, решаемой изобретением, является снижение токсичности используемых реагентов.

Поставленная задача решается тем, что в способе уничтожения люизита путем его химического превращении в элементарный мышьяк, превращение осуществляют путем распыления жидкого люизита и аммиака и сжигания образующегося аэрозоля в водородно-кислородном пламени при мольном соотношении люизита, аммиака, водорода и кислорода равном, 1:(3,08:3,15):(2,7:3,5):(2,042,5). Сжигание люизита обеспечивает быстрое и полное его уничтожение и превращение в малотоксичные продукты. Сжигание осуществляют в водородно-кислородном пламени, которое характеризуется высокой температурой > 2000^oС и обеспечивает полноту превращения отравляющего вещества. Предварительное распыление люизита до аэрозольного состояния интенсифицирует процесс горения, обеспечивая ему высокую производительность. Если сжигание люизита осуществляют в смеси с аммиаком, водородом и кислородом при мольном соотношении 1:(3,08:3,15):(2,7: 3,5):(2,0:2,5), то мышьяксодержащим продуктом является малотоксичный и малолетучий элементарный мышьяк, а единственным хлорсодержащим продуктом нетоксичный и нелетучий хлористый аммоний. Газообразными продуктами процесса являются углекислый газ и вода. Эти продукты являются нетоксичными и потому безвредны для атмосферы. Продукты реакции поглощают в абсорбере, орошаемом водой. Хлористый аммоний растворяется в воде, а мелкодисперсный мышьяк выпадает в образующемся растворе NН₄Сl в осадок. Этот осадок отделяют от раствора хлористого аммония, промывают и высушивают.

Если содержание кислорода в реакционной смеси больше 2,5 моль на 1 моль люизита, то наряду с элементарным мышьяком в продуктах реакции обнаруживается оксид мышьяка. Если содержание кислорода меньше 2 моль на 1 моль люизита, то имеет место неполное сгорание люизита. Если содержание водорода меньше 2,7 моль на 1 моль люизита, то процесс горения становится неустойчивым. Если содержание 7аммиака меньше 3,08 моль на 1 моль люизита, то в продуктах сгорания появляются хлористый водород и хлор. Если содержание аммиака больше 3,5 моль на 1 моль люизита, то часть его не используется. Поэтому распыление жидкого люизита в аммиаке и сжигание образующегося при этом аэрозоля в водородно-кислородном пламени при мольном соотношении люизита, аммиака, водорода и кислорода равном, 1:(3,08:3,15):(2,7:3,5):(2,0:2,5), являются существенными признаками изобретения, которые в заявленной совокупности обеспечивают полное и быстрое уничтожение люизита с превращением его в наименее летучие и токсичные производные мышьяка и хлора элементарный мышьяк и хлористый аммоний.

Способ уничтожения люизита путем его распыления и аммиака и сжигания в водородно-кислородном пламени при мольном соотношении люизита, аммиака, водорода и кислорода, равном 1:(3,08:3,15):(2,7:3,5):(2,0:2,5), неизвестен из открытых источников научно-технической информации и поэтому является новым.

Схема установки для уничтожения люизита согласно изобретению приведена на чертеже. Установка состоит из расходной емкости 1, в которую помещают уничтожаемый люизит, многоканальной форсунки 2, с помощью которой осуществляют распыление жидкого люизита в аммиаке и поддерживают водородно-кислородное пламя, запальника 3 для поджигания аэрозольной смеси, реактора 4, в котором осуществляют процесс сжигания, абсорбера 5, орошаемого водой, перистальтического насоса 6, обеспечивающего циркуляцию воды и системы запорных вентилей 7-11, ротаметров 12-14 для регулирования скорости подачи водорода, кислорода и аммиака.

Изобретение осуществляют следующим образом.

В расходную емкость загружают 1 кг люизита. По периферийным каналам форсунки подают аммиак со скоростью 83 л/ч, водород со скоростью 80 л/ч и кислорода со скоростью 60 л/ч. Аэрозольную смесь этих компонентов поджигают с помощью запальника. Включают перистальтический насос, осуществляющий циркуляцию воды в абсорбере. Затем по центральному каналу форсунки подают жидкий люизит со скоростью 250 г/ч.

Процесс осуществляют в течение 4 ч до полного уничтожения всего загруженного люизита. Мольное соотношение люизита, аммиака, водорода, кислорода составляет 1:3,09:2,98:2,23, что отвечает промежуточным значениям из интервала 1:(3,08:3,15):(2,7:3,5):(2,0:2,5). По окончании процесса выпавший в абсорбере осадок отделяют от раствора хлористого аммония, промывают водой и высушивают. Получают 360 г мелкодисперсного элементарного мышьяка, что составляет 99,6% от теоретического. Производительность процесса на лабораторной установке составляет 250 г уничтожаемого люизита в ч. Производительность может быть многократно увеличена при использовании более мощной аппаратуры.

Изобретение обеспечивает количественное уничтожение люизита с превращением его в нетоксичные продукты элементарный мышьяк, хлористый аммоний, углекислый газ и воду. Образующийся элементарный мышьяк после соответствующей очистки от примесей может быть использован в микроэлектронике и других отраслях промышленности.

Формула изобретения

Способ уничтожения люизита путем его химического превращения в элементарный мышьяк, отличающийся тем, что превращение осуществляют путем распыления люизита и аммиака и сжигания образующегося аэрозоля в водородно-кислородном пламени при мольном соотношении люизита, аммиака, водорода и кислорода, равном 1 (3,08-3,15) (2,7-3,5) (2,0-2,5).

РИСУНКИ

Рисунок 1