Способ уничтожения боевых отравляющих веществ и устройство для его реализации

 

Изобретение относится к области экологической безопасности, в частности к уничтожению боевых отравляющих веществ (БОВ). В предложенном способе закладывают в подземную зарядную камеру электролизер высокого давления, комплект боевых отравляющих веществ в своих оболочках, реагенты, взрывное устройство, герметизируют камеры бетонной пробкой, подрывают, причем пиролиз и окисление БОВ осуществляется с использованием кислородно-водородной горючей смеси при температуре 3000 °С и давлении до 1000 атм, после чего зарядная камера переводится в режим длительной консервации. Для осуществления способа предложено устройство, содержащее подземную зарядную камеру, комплект боевых отравляющих веществ в своих оболочках, реагенты, взрывное устройство, бетонную пробку для герметизации камеры, причем оно дополнительно содержит электролизер высокого давления без разделения фаз, запас воды с электролитом, пирошашку с электродетонатором, снабженную кабельной сетью для связывания электролизера и пирошашки с электродетонатором с наземным пунктом управления. Обеспечивается безопасное осуществление полного разложения и дезактивации ядовитых свойств БОВ. 2 с. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области экологической безопасности, в частности к уничтожению боевых отравляющих веществ (БОВ).

Практически все способы уничтожения боевых отравляющих веществ основаны на их пиролизе и окислении при высокой температуре с последующей дегазацией пиролизно-окислительной камеры.

Известен способ и устройство для уничтожения БОВ при помощи подземного ядерного взрыва в массе БОВ, приводящего к резкому повышению температуры и пиролизу химических соединений, входящих в состав БОВ [1]. Согласно которому закладывают в подземную зарядную камеру комплект БОВ в своих оболочках, реагенты, взрывное устройство, осуществляют герметизацию камеры бетонной пробкой, подрывают и обеспечивают осуществление процессов пиролиза и окисления. Устройство для уничтожения боевых отравляющих веществ содержит подземную зарядную камеру, комплект боевых отравляющих веществ в своих оболочках, реагенты, взрывное устройство, бетонную пробку для герметизации камеры.

Недостатком такой технологии является потенциальная опасность использования ядерной энергии, возможность прорыва образовавшихся радионуклеидов в атмосферу, большая сложность и дороговизна применяемых устройств.

Задачей изобретения является разработка безопасного способа уничтожения боевых отравляющих веществ и устройства для его осуществления. Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного изобретения, является безопасное осуществление полного разложения, пиролиза и дезактивации ядовитых свойств боевых отравляющих веществ.

Технический результат достигается тем, что в известном способе уничтожения боевых отравляющих веществ, включающем закладывание в подземную зарядную камеру комплекта боевых отравляющих веществ в своих оболочках, реагентов, взрывного устройства, герметизацию камеры бетонной пробкой, подрыв и осуществление процессов пиролиза и окисления, согласно изобретению в подземную зарядную камеру последовательно опускают электролизер высокого давления без разделения фаз и взрывное устройство, в качестве которого используют пирошашку с электродетонатором, заливают в камеру 800 л воды и добавляют к ней 70 кг электролита - гидроксида калия, затем комплект боевых отравляющих веществ закладывают в камеру общей массой до 200 т, после герметизации включают электролизер и повышают давление смеси в камере до 100 атм, после подрыва пиро- шашки с электродетонатором камеру дегазируют остатками паров электролита. Известное устройство для уничтожения боевых отравляющих веществ содержит подземную зарядную камеру, комплект боевых отравляющих веществ в своих оболочках, реагенты, взрывное устройство, бетонную пробку для герметизации камеры, согласно изобретению оно дополнительно содержит электролизер высокого давления без разделения фаз, запас воды с электролитом, пирошашку с электродетонатором, снабженную кабельной сетью для связывания электролизера и пирошашки с электродетонатором с наземным пунктом управления.

Уничтожение БОВ осуществляют следующим способом (фиг. 1).

Выбирают площадку, далеко удаленную от населенных пунктов, и делают глубокую, типа разведывательной артезианских вод, буровую скважину (поз.1). В несколько приемов закладывают в забой скважины взрывчатку и создают под землей методом взрывной отбойки сферическую камеру (зарядную камеру) диаметром около 5 м и объемом около 60 м³. После этого, рядом взрывов на входе в камеру создают сферу диаметром 2 м для последующей установки бетонной пробки. Расширяют диаметр скважины на входе в сферическую камеру до размера боевых головок химического оружия (поз. 2). Опускают на дно сферической камеры простейший электролизер для разложения воды на водород и кислород, совмещенный со 100 кг пирошашки и с электропитанием по кабелю (поз. 3).

Заливают через скважину в сферическую камеру 800 литров воды и добавляют к ней 70 кг электролита (КОН) - поз. 4.

Осуществляют закладку боевых головок с отравляющими веществами общей массой до 200 т в сферическую камеру (поз. 5).

Изготовляют герметичную пробку для сферической камеры путем заливки бетона в верхнюю сферу (поз. 6).

Включают простейший (без разделения фаз) электролизер высокого давления для разложения воды на водород и кислород в присутствии электролита и повышают давление гремучей смеси в камере до 100 атм (поз. 6).

Подрывают с помощью электродетонатора пирошашку, разрушающую оболочки БОВ и поджигающую гремучую смесь, в результате чего температуру в камере повышают до 2500 - 3000^oC при давлении до 1000 атм, и этим обеспечивают реализацию процессов пиролиза и окисления химических веществ, входящих в состав БОВ, с одновременной дегазацией камеры остатками едкого кали (поз. 7). Устройство состоит из следующих элементов (фиг. 2): глубокой скважины 1 с образовавшейся после ряда взрывов сферической зарядной камерой 2, в которой расположены электролизер высокого давления 3, пирошашка с электродетонатором 4, кабельная сеть 5, связывающая электролизер и пирошашку с наземным пунктом управления, БОВ в своих оболочках 6 и любая природная вода 7 с электролитом.

В верхней части сферической зарядной камеры расположена бетонная пробка 8.

Устройство работает следующим образом.

В сферическую камеру через скважину 1 последовательно опускают электролизер 3, пирошашку 4 с кабельной сетью 5, комплект БОВ 6 в своих оболочках общей массой до 200 т и заливают 800 литров воды 7 с 70 кг электролита. Над камерой устанавливают (заливают) бетонную пробку 8. Включают электролизер разложения воды на водород и кислород и повышают давление гремучей смеси в камере 2 до 100 атм.

Подрывают пирошашку 4, которая разрушает оболочки БОВ 6 и одновременно поджигает гремучую смесь, которая при горении повышает температуру в камере до 2500 - 3000^oC, давление до 1000 атм и обеспечивает протекание реакций пиролиза и окисления отравляющих веществ с последующей дегазацией камеры парами электролита (гидроксида калия).

После проведения указанных операций буровая скважина переводится в режим консервации путем ее заполнения материалом выемки. Для обеспечения заданной производительности полигона уничтожения БОВ разрабатывается сетка скважин с учетом исключения их взаимного влияния на технологический процесс.

Фиг. 1 - последовательность операций по уничтожению боевых отравляющих веществ.

Фиг. 2 - общий вид устройства для уничтожения боевых отравляющих веществ.

Принципиальная возможность осуществления изобретения зависит от решения следующих задач: - устройства подземной зарядной камеры; - изготовления простейшего электролизера высокого давления; - обеспечения пиролиза отравляющих веществ. Подтверждение возможности решения этих задач: а) устройство подземной зарядной камеры с принятыми характеристиками не вызывает никаких сомнений при использовании современной техники вращательного бурения и техники взрывной отбойки; б) поскольку электролизер уничтожается вместе с отравляющими веществами, он должен быть простейшим по устройству и недорогим.

Главной особенностью современных электролизеров для разложения воды на кислород и водород является обеспечение разделения газовых фаз (кислорода и водорода) в целях безопасности. Это приводит к их существенному удорожанию. В данном случае это не является необходимым, и газовые фазы находятся в смешанном состоянии в виде гремучей смеси. Необходимо только принять меры для преждевременного случайного воспламенения этой смеси; в) Пиролиз или пирогенизация нефтепродуктов находит широкое применение в химической промышленности для их разложения при высокой температуре (до 900^oC) и повышенном давлении (несколько десятков атмосфер) в целях получения новых продуктов: бензола, толуола, нафталина и др.

В данном случае, температура пиролиза достигает 3000^oC при давлении до 1000 атм, что приводит к полному разложению и потере ядовитых свойств даже таких стойких отравляющих веществ, как иприт, люизит, синильная кислота, хлорпикрин, адамсит, диоксин и др.

Источник 1. Патент РФ 2068209, кл.G 21 J 3/00, публ. 20.10.1996.

Формула изобретения

1. Способ уничтожения боевых отравляющих веществ, включающий закладывание в подземную зарядную камеру комплекта боевых отравляющих веществ в своих оболочках, реагентов, взрывного устройства, герметизацию камеры бетонной пробкой, подрыв и осуществление процессов пиролиза и окисления, отличающийся тем, что в подземную зарядную камеру последовательно опускают электролизер высокого давления без разделения фаз и взрывное устройство, в качестве которого используют пирошашку с электродетонатором, заливают в камеру 800 л воды и добавляют к ней 70 кг электролита - гидроксида калия, затем комплект боевых отравляющих веществ закладывают в камеру общей массой до 200 т, после герметизации включают электролизер и повышают давление смеси в камере до 100 атм, после подрыва пирошашки с электродетонатором камеру дегазируют остатками паров электролита.

2. Устройство для уничтожения боевых отравляющих веществ, содержащее подземную зарядную камеру, комплект боевых отравляющих веществ в своих оболочках, реагенты, взрывное устройство, бетонную пробку для герметизации камеры, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит электролизер высокого давления без разделения фаз, запас воды с электролитом, пирошашку с электродетонатором, снабженную кабельной сетью для связывания электролизера и пирошашки с электродетонатором с наземным пунктом управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2