Eurasian News Fairway

Диоксиновая гидромойка или почему забеспокоились американцы…

Диоксиновая гидромойка или почему забеспокоились американцы…
Февраль 07
12:00 2003

Мышиная возня вокруг согласованного вопроса утилизации снятых с боевого дежурства твердотопливных ракет знающим людям уже набила оскомину.

Однако технико-экологические «новаторы» предприняли попытку (под сурдинку, увы, малой технической грамотности значительной части населения) протащить все те же старые и негодные методы утилизации ТТР под вывеской «новейшего технологического метода — гидроразмыва топливной и корпусной части ракет…»

И более всего обидно то, что еще совсем недавно (безотносительно к упражнениям наших доморощенных экологических мудрецов) о методе гидроразмыва совершенно отчетливо высказались ведущие американские специалисты. Те самые «зловредные» американцы, которые по «непонятным» причинам не только заинтересованы в технологической безупречности утилизационных процессов, но и крайне обеспокоены сопутствующими экологическими проблемами. В частности — реальной угрозой диоксинового (и иного) отравления окружающей среды…

Хочется надеяться, что грамотный читатель сам сделает выводы по этому поводу и задастся вопросом: неужели приведенная аргументация не сможет убедить никого из соответствующего научно-производственного и «экологического» начальства ?

А теперь — два вполне серьезных вопроса:

1. Почему эксперты американских компаний «Pratt & Whitney» и «U.S.Technology» весьма настороженно относятся к намерению ряда российских разработчиков положить в основу проектов утилизации ракет с двигателями на твердом топливе (РДТТ) метод гидроразмыва (МГР) ?

2. Почему при этом северо-американские специалисты выражают озабоченность по поводу недостаточной степени безопасности использования «гидроразмывной методики» для экологии регионов России ?

Попробуем максимально точно привести позицию наших коллег из США:

Открытую критику американских экспертов вызывают попытки ряда российских специалистов представить гидроразмыв вулканизованного смесевого твердого топлива (ВСТТ) в снаряженных корпусах ракет в качестве «единственной альтернативы» сжиганию ВСТТ в компонентном составе РДТТ на специально оборудованных поглотительными и нейтрализующими устройствами стендах.

По утверждению американской стороны, МГР представляет собой «лишь элемент в технологическом маршруте утилизации твердотопливных ракет» и заключается в разрушении вулканизованного заряда твердого топлива струями воды, подаваемыми под высоким давлением. (Агрегатно смесевое твердое топливо представляет собой залитую в корпус двигателя и вулканизованную смесь каучука, собственно топлива — перхлората аммония и энергетической присадки — мелкодисперсного алюминия. — Т.А.) Гидроразмывом достигается механическое разрушение заряда, «но никак не его утилизация».

Причем технологическими отходами данного метода являются куски того же топлива различной степени дисперсности, вода, содержащая мелкодисперсный алюминий, и растворенный перхлорат аммония. «Все это создает проблему регенерации водного раствора и складирование остатков самого твердотопливного заряда». Соответственно, для полной утилизации ВСТТ «вновь возникают проблемы его термического уничтожения» (однако на этот раз — в специальной печи, поскольку топливо уже извлечено из корпуса РДТТ), идентификации и поглощения токсикантов, дожигания, нейтрализации поглотителей и т.д.

(В данном контексте специалист «U.S.Technology» («U.S.T.») Джек Карридмен отмечает, что основные недостатки метода стендового сжигания — «нерешенность проблем исчерпывающей идентификации токсических и сверхтоксических веществ, образующихся в ходе штатного горения заряда, и исчерпывающего поглощения этих идентифицированных токсикантов…».)

Аналитиками особо подчеркивается, что применение МГР «столь же бесперспективно» и с точки зрения повышения уровня экологической безопасности процесса ликвидации твердотопливных ракет:

Удлиняя технологическую цепочку, указанный метод не направлен на уничтожение образующихся токсических и сверхтоксических продуктов, что является «принципиально важным вопросом в допустимости реализации соответствующих российских и иных зарубежных проектов…».

В частности, внедрение МГР (при использовании принятой технологии утилизации РДТТ) «не снимает угрозу образования диоксинов».

Так, по оценке экспертов «U.S.T.», в технологической части проектной разработки уничтожения РДТТ, выполненной одной из российских научно-производственных организаций (из соображений «партнерской корректности» данное НПО не называется) имеется ряд позиций, «могущих представить непосредственную угрозу для экологической обстановки в зонах утилизации в виде выброса в окружающую среду ядовитых токсикантов».

Анализируя предложенную данным предприятием технологию утилизации составных частей ракет из композиционных материалов (термическое разложение с последующим интенсивным дожиганием пиролизных продуктов и финишным каталитическим окислением на циркониевой насадке), американские специалисты рассматривают технологический цикл уничтожения твердотопливных ракет с 2-х позиций:

1. Утилизация смесевого топлива.

2. Утилизация элементов конструкции, в т.ч. «пустых» (после выжигания топлива) корпусов реактивных двигателей.

По первому вопросу отмечается следующее:

В настоящее время различные варианты утилизации ВСТТ различаются лишь тем, что в одних случаях предполагается предварительное извлечение топлива из корпусов РТТД путем гидроразмыва (гидрорезка), в других — его выжигание непосредственно на стенде (российские варианты), либо в замкнутой емкости (американский вариант) с последующей очисткой газов. Иные варианты в рамках российско-американских проектов на сегодняшний день отсутствуют.

С точки зрения современных знаний в области диоксинов, постулировано их образование при условии протекания любого высокотемпературного (800 — 1000 градусов) химического процесса горения или пиролиза органических веществ в присутствии хлора.

Температура горения упомянутых смесевых топлив в самом корпусе РДТТ, а также температура газов в критическом сечении сопла составляет порядка 3500 градусов. За пределами сопла их температура по мере расширения истекающего газового потока падает, образуя градиентное температурное пространство в форме параболоида, в котором и создаются температурные зоны, «термодинамически оптимальные для образования диоксинов».

С точки зрения образования возможной гаммы диоксинов (в силу значительного перепада внешнего энергетического потока во всех зонах химических реакций — Т.А.) можно ожидать образование структур, «энергетически более выгодных с молекулярной точки зрения для образования диоксиновых канцерогенов», а также определенной оптимизации их состава.

Эксперты США отмечают, что количественно долю указанных отравляющих веществ «можно определить напрямую и относительно просто». В частности — путем целевого исследования с привлечением специализированных американских и, в том числе, российских организаций (БРЭЦ и др.). (Было бы желание ! — Т.А.).

Причем, исходя из макроколичеств как органического вещества (каучуковая связка), так и хлора (перхлорат аммония), «можно ожидать образование значительного объема диоксинов». Однако разработанные российской стороной в рамках двустороннего проекта уничтожения РДТТ технические задания «по непонятным причинам не предполагают и не допускают даже саму возможность образования диоксинов и поэтому не предусматривают реализацию селективных способов обезвреживания этих отравляющих веществ…».

По второй проблеме (утилизация элементов конструкций РДТТ) аналитики «Pratt & Whitney» и «U.S.Technology» также высказывают ряд опасений:

В число самих конструкционных элементов входят узлы из композиционных материалов (КМ; преимущественно полимер-полимерных — ППКМ) с элементами стекло- и углепластика (а также резины), внутреннее теплозащитное и наружное герметизирующее покрытие корпусов, элементы улерод-углеродных КМ, защитно-крепящие слои между зарядом твердого топлива и внутренней теплозащитой корпуса, представляющие собой оболочку из эластичной капроновой ткани.

Собственно конструкционные ППКМ, а также УПКМ (углепластики) в виде матрицы имеют отвержденную эпоксидную смолу, в которой в качестве добавки присутствует эпихлоргидрин. Таким образом, в составе конструкционного материала также находится химически связанный в алифатическом соединении хлор.

Первая стадия утилизации элементов РДТТ предполагает термическое разложение (пиролиз) конструкции с последующим сжиганием продуктов разложения. Однако эксперты подчеркивают, что собственно пиролиз (разложение без окисления — Т.А.) любых органических веществ «чрезвычайно неоднозначен» как совокупность многих химических реакций и «может быть описан лишь по конечным образующимся продуктам».

Органические вещества разлагаются в широком диапазоне температур (от бытового подгорания жиров до температуры распада метана (1400 градусов)). В предлагаемой же проектом стадии пиролиза (карбонизации — Т.А.) корпуса или целого отсека РДТТ неизбежно получение как твердых, так и газообразных продуктов. Извлечение твердого остатка предполагает, в свою очередь, цикличную работу установки пиролиза (цикл «нагрев-выдержка-охлаждение»), а значит — «прохождение температуры в полости реактора через температурные диоксиновые коридоры» («ТДК»).

Следовательно, «диоксины гарантированно могут образовываться уже на стадии пиролиза» в силу :

— химического состава конструкционного пластика;

— условий реакции (температурного режима от 900 до 1000 градусов).

И хотя отходящие из пиролизного реактора газы, по утверждению российских разработчиков, «интенсивно дожигаются», у авторов проекта «нет данных об исчерпывающем сгорании пиролизных газообразных веществ». Этот серьезный пробел «прикрывается формулировкой о «предположительном наличии недогоревших органических соединений»…».

В целом же, по оценке специалистов США, даже при допущении полного улавливания отходящих летучих продуктов на угольном фильтре (и по мере исчерпания его адсорбирующих свойств — возврата фильтра в пиролизную камеру) «нет каких-либо надежных гарантий» по двум позициям:

1. Исключение образования диоксинов еще на стадии пиролиза.

2. Возможность уничтожения все-таки образовавшихся диоксиновых канцерогенов в результате последующего сжигания и каталитического окисления.

Кроме того, принятые в российско-американских проектах (по инициативе российской стороны) способы утилизации сложных органических композиций «крайне неудачны» и по той причине, что при пиролизе одновременно образуется большое количество промежуточных токсичных соединений типа конденсированных циклов (начиная с нафталина и заканчивая такими канцерогенами, как бенз-а-пирен — Т.А.). Наличие же органогенных примесей (хлор, кислород, азот) «практически неизбежно приводит к возникновению конденсированных гетероциклов, к которым, в частности, относятся и диоксины».

Обобщая, американские эксперты приходят к выводу о том, что акцентирование рядом российских разработчиков внимания на применении в утилизации РДТТ метода гидроразмыва «нецелесообразно и вредно» по следующим причинам:

«1. МГР является технологическим вариантом в одной из двух больших технологических ветвей (только в части уничтожения заряда ВСТТ в снаряженных корпусах РДТТ) и не может рассматриваться как альтернатива сжиганию топлива в компонентном составе РДТТ на специально оборудованных поглотительными и нейтрализующими устройствами стендах.

2. МГР смесевого заряда с точки зрения результативности (технико-экономической эффективности) ведет к появлению еще одного технологического этапа, что усложняет и удорожает весь технологический процесс утилизации РДТТ.

3. Необоснованно пристальное внимание к использованию МГР объективно отвлекает разработчиков и реализующие предприятия от гораздо более важной экологической проблемы ликвидации опасных канцерогенов.»

Приведенная выше аргументация специалистов США не есть плод каких-либо заумных изысков «антироссийски настроенных конкурентов».

Все это способен просчитать (без помощи американцев) выпускник обычного российского/советского ВУЗа, если только в свое время он честно заработал свой «синий» диплом, а не получал пятерки «по списку». Но, похоже, пока что конъюнктурные соображения ряда отечественных высокопоставленных чиновников — выше научных фактов и элементарного здравого смысла. Об этом — в следующей публикации (с указанием конкретных организаций и персоналий).

Об авторе

Лавринский Александр

Лавринский Александр

Связанные статьи

0 комментариев

Комментариев пока нет!

Здесь нет комментариев, вы хотите добавить?

Написать комментарий

Написать комментарий

Добавить комментарий

Поиск

без комментариев/no comments

Архив статей по датам

Октябрь 2017
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Сен    
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031  

Подписка на новости

Введите адрес вашей электронной почты, чтобы подписаться на этот блог и получать уведомления о новых записях.