ПХР-500

П
лазмо-
Х
имический
Р
еактор
500
МНЦТЭ
Новосибирск-2006
кВт
Дуговой разряд с жидкометаллическими
электродами
Диэлектрическая
перегородка
Водоохлаждаемый
канал
Электрическая
дуга
+
Расплавленные
электроды
Плазмохимический реактор
с жидкометаллическими электродами.
Традиционная схема
пар
Новое решение
плазмотрон
электрическая дуга
синтез газ
отходы
CnHmClk + nH2O  CO + H2 + HCl
Недостатки
- Низкий ресурс плазмотрона (эрозия
электродов)
- Плазмообразующий газ — Ar, воздух, H2O
- Недостаточная глубина переработки
отходы
синтез газ
расплавленный металл
Преимущества
+ Длительный ресурс непрерывной работы
+ Возможность использовать водяной пар
как плазмообразующий газ
+ Высокая степень переработки
Плазмохимический реактор
с жидкометаллическими электродами.
Из истории создания.
Первый реактор
с жидкометаллическими электродами.
Март 2000 г.
ПХР-200 (2002 год)
Мощность
200 кВт
Плазмообразующий
газ
Водяной
пар, воздух,
азот или CO2
Расход газа
10-20 кг/ч
Производительность
по токсичным
отходам
До 20 кг/ч
Плазмохимический реактор
с жидкометаллическими электродами.
Из истории создания.
ПХР-500
(2006 год)
Мощность
500 кВт
Плазмообразующи
й газ
Водяной
пар, воздух,
или азот
Расход газа
50-150 кг/ч
Производительнос
ть по токсичны
отходам
до 200 кг/ч
Плазмохимический реактор
с жидкометаллическими электродами.
Из истории создания - запуск
Вольт-амперные характеристики разряда
n1
 I2  G 
  
U  C  
Gd

 d
n2
 pd n  l 
3
d 
C – константа, U – напряжение на дуге
(В), I – ток дуги (А), G – расход газа
(кг/c), d – диаметр канала (м), l – длина
дуги (м), n1, n2, n3 – показатели степени
для воздуха
2

5  I

U  1,110  
 Gd 
0.28
для пара
G
 
d
0.13
2

5 I


U  9.83 10 
 Gd 
0.21
1.09
G
 
d
Эффективность работы плазмотрона
Зависимость тепловых потерь от мощности
плазмотрона при различных расходах газа
Тепловые потери кВт
15
12
воздух 1.4 гр/с
воздух 2 гр/с
воздух 3.4 гр/с
пар 2 гр/с
9
6
3
0
30
50
70
90
Мощность плазмотрона кВт
110
Схема технологического линии
уничтожения химического оружия
Реакционные
камеры
Стальной
герметичный
корпус
Огнеупорная
футеровка
Сжигание
синтез газа
Очистка газов
Блок
предварительной
обработкил
Скруббер
1
Газоанализатор
V
Вентилятор
Металл
Шлак
Парогенератор
Блок
электропитания
плазмотрона
Подготовка
поглотителя
Термодинамический расчет
Масса кг/кг смеси
Смесь дифенилхлорарсин/водяной пар, 1:2,5 по массе
0.6
As/;cr/
0.5
As2
As4
Для переработки 1 т
дифениларсина
потребуется:
0.4
CH4
2,5 т водяного пара,
0.3
CO
3000 кВт ч электроэнергии.
CO2
0.2
H2
H2O
0.1
HCl
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Температура (K)
Энергитические затраты могут могут
быть полнлстью скомпенсированы
энергией полученной при сжигании
синтез газа.
Уничтожение химического оружия
Последовательность процесса утилизации имитатора оболочки
снаряда в дуговом разряде плазмохимического реактора с
жидкометаллическими Электродами.
Аппробация метода.
Газификация трихлорбифенила
(трансформаторное масло ТХД)
C12H7Cl3 + 12H2 O 12CO + 3HCl + 14H2
Элементный
состав, % вес.
C
56%
Продукты реакции, % об.
Cl
41%
H
3%
Плазмохимический
реактор
H2
49%
HCl
10%
Пар
Закалка и
очистка от HCl
H2
54%
CO
46%
CO
41%
Результаты анализа концентрации диоксинов
в продуктах газификации хлорсодержащих
углеводородов
Модельная смесь
(изопропиловый +
спирт+бензол +
CCl4)
Модельная смесь
(изопропиловый +
спирт+бензол +
CCl4)
Трансформаторное масло
ТХД
(трихлорбифенил)
Концентрация хлора
10%
20%
40%
Плазмообразующий
газ
air
steam
steam
Температура стенок
реактора, ºС
1100
1300
1300
Концентрация
диоксинов в
продуктах
реакции, TEQ,
ng/Nm3
20
0,02
0,05
Реагенты
•Европейский стандарт на максимальное содержание диоксинов
в промышленных выбросах - TEQ не более 0,1 ng/Nm3
Мобильная установка плазменной утилизации
токсичных и отравляющих веществ
Парогенератор
Система
охлаждения
Система
очистки
синтез газа
Утилизация супертоксикантов на
местах хранения, ликвидация
аварий, связанных с разливом
токсичных веществ.
Газоанализатор
Инструмент и
спец. одежда
Хим. реактивы
Электропитание
Вода
Выдвижная
система подачи
отходов
Реактор
Пульт
управления
Производительность
до 100 кг/час
Потребляемая электрическая мощность
250 кВт