Способ обезвреживания жидкого брома
Владельцы патента RU 2547510:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)
Изобретение относится к обезвреживанию химических веществ. Жидкий бром обезвреживают путем воздействия на него водным раствором реагента. В воде с температурой 40-50°С сначала растворяют 1-4 мас. % хозяйственного мыла, затем в раствор добавляют 5-15 мас. % щелочи, охлаждают полученный раствор до комнатной температуры, переводят раствор воздушно-механическим способом в пенообразное состояние, сразу же наносят пену на пораженные бромом поверхности или в объемы, выдерживают пену над бромом без внешнего воздействия не менее времени полураспада пены или до превращения пены в сгусток, утилизируют полученные продукты обезвреживания. Изобретение позволяет эффективно изолировать пораженную поверхность или объем путем укрытия пораженной поверхности слоем устойчивой пены и защитить окружающее пространство от паров брома и, одновременно, превращать элементарный бром в водорастворимые соединения, понижая класс его опасности. Устойчивость пены обеспечивает достаточную продолжительность времени, что позволяет более рационально убрать продукты обезвреживания. 3 ил., 3 пр.
Изобретение относится к способам обезвреживания или уменьшения вредности химических веществ путем химического изменения.
Известен способ локализации (RU 2057559, МПК 6 A62D 3/00, С09К 3/32. Т.О. Никитина, И.М. Купрейчик, С.В. Половцев, Н.И. Трофимов, Н.Б. Манченкова. Способ локализации гидразина и/или его производных, алифатических и/или ароматических аминов. - Опубл. 10.04.1996), включающий воздействие на него водным раствором реагента.
Недостатком данного способа является то, что продукты, образующиеся при воздействии, поступают в атмосферу.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ (SU 439289, МПК A61K 27/00. Ю.Д. Шаповалов, М.Г. Гусев. Средство для обезвреживания элементарного брома. - Опубл. 15.08.74), включающий воздействие на бром, попавший на кожу человека, 1,0-1,2-процентным раствором унитиола в присутствии бикарбоната натрия.
Недостатком данного способа является то, что средство обезвреживания состоит на 90-91% из дистиллированной воды, что исключает образование устойчивой пены и неприменимо к большим объемам и поверхностям, пораженным бромом при техногенных авариях.
Цель изобретения - обезвреживание брома путем изоляции его поверхности от окружающей среды и изменение химического состава.
Указанная цель достигается тем, что на пораженную бромом поверхность наносится слой устойчивой пены.
Сущность изобретения заключается в том, что в воде с температурой 40-50°С сначала растворяют 1-4 мас. % хозяйственного мыла, затем в раствор добавляют 5-15 мас. % щелочи, охлаждают полученный раствор до комнатной температуры, переводят раствор воздушно-механическим способом в пенообразное состояние, сразу же наносят пену на пораженные бромом поверхности или в объемы, выдерживают пену над бромом без внешнего воздействия не менее времени полураспада пены или до превращения пены в сгусток, утилизируют полученные продукты обезвреживания.
На фиг. 1 представлен результат лабораторных опытов по обезвреживанию жидкого брома, при которых в стеклянный стакан 1 наливают жидкий бром 2, заполняют стакан пеной 3, образующийся раствор 4.
На фиг. 2 представлена схема пораженной поверхности грунта жидким бромом, включающая поверхность 5, пораженный бромом грунт 6, жидкий бром 2, пена 3, образующийся раствор 4.
На фиг. 3 представлена схема пораженного бромом объема 7 (например, вагон), где жидкий бром 2, пена 3, образующийся раствор 4.
Способ обезвреживания жидкого брома осуществляется следующим образом.
В лабораторных условиях (фиг. 1) водный раствор реагента приготавливают следующим образом: в воде с температурой до 30-40°С растворяют 3 мас. % хозяйственного мыла, затем добавляют 10 мас. % NaOH, охлаждают полученный водный раствор до комнатной температуры, переводят его в пенообразное состояние и заполняют пеной 3 стакан 1, на дно которого помещен жидкий бром 2 в количестве 7 миллилитров.
Вытекающая из пены часть раствора с удельным весом, меньшим, чем удельный вес жидкого брома, располагается над бромом и начинает взаимодействовать с элементарным бромом, превращая его в водорастворимое соединение.
Пленки пены содержат раствор щелочи, которая также взаимодействует с элементарным бромом, превращая его в водорастворимые, менее опасные соединения.
Таким образом, при нанесении пены на поверхность жидкого брома, во-первых, прекращается выделение его паров в окружающее пространство, во-вторых, раствор щелочи и пленки пены, содержащие раствор щелочи, превращают элементарный бром в менее опасные водорастворимые соединения.
Слой раствора окрашивается растворяющимся в нем (до 3%) элементарным бромом.
В лабораторных условиях также были определены оптимальные массовые проценты реагентов, используемые для обезвреживания жидкого брома.
В качестве пенообразователя используют хозяйственное мыло в количестве 1-4 мас.%. Опыты показали, что концентрация мыла в растворе менее 1 мас.% приводит к уменьшению времени полураспада пены (τ1/2) до нескольких минут, что на практике не позволит ликвидировать опасность.
Пример 1
При концентрации хозяйственного мыла в растворе 0,5 мас.% период полураспада пены в зависимости от концентрации в растворе щелочи составляет:
- при 5 мас.% NaOH - 1 мин;
- при 10 мас.% NaOH - 2 часа;
- при 15 мас.% NaOH - 15 мин.
Пример 2
При концентрации хозяйственного мыла в растворе 2 мас.% и 10 мас.% NaOH время полураспада пены (без внешнего воздействия) составляет 24 часа, а при дальнейшей выдержке пена превращается в сгусток, обладающий незначительной механической прочностью.
Пример 3:
При концентрации хозяйственного мыла в растворе 4 мас.% и 5 мас.% NaOH пена хранится длительное время (несколько суток) и ее агрегатное состояние можно характеризовать как полутвердое.
Было также исследовано влияние содержания щелочи на устойчивость пены. Установлено, что добавка в раствор менее 5 мас.% NaOH не эффективна как с точки зрения устойчивости пены, так и с точки зрения химического взаимодействия щелочного раствора с элементарным бромом.
Увеличение содержания в растворе щелочи выше 15 мас.% также уменьшает эффективность способа обезвреживания из-за большого количества щелочи по сравнению с количеством мыла.
Таким образом, предлагаемый способ обезвреживания жидкого брома позволяет эффективно изолировать пораженную поверхность или объем путем укрытия пораженной поверхности слоем устойчивой пены и защитить окружающее пространство от паров брома и, одновременно, превращать элементарный бром в водорастворимые соединения, понижая класс его опасности. Устойчивость пены обеспечивает достаточную продолжительность времени, что позволяет более рационально убрать продукты обезвреживания.
Способ обезвреживания жидкого брома, включающий воздействие на него водным раствором реагента, отличающийся тем, что в воде с температурой 40-50°С сначала растворяют 1-4 мас. % хозяйственного мыла, затем в раствор добавляют 5-15 мас. % щелочи, охлаждают полученный раствор до комнатной температуры, переводят раствор воздушно-механическим способом в пенообразное состояние, сразу же наносят пену на пораженные бромом поверхности или в объемы, выдерживают пену над бромом без внешнего воздействия не менее времени полураспада пены или до превращения пены в сгусток, утилизируют полученные продукты обезвреживания.
