установка для утилизации люизита с получением металлического мышьяка

Формула изобретения

Установка для утилизации люизита с получением металлического мышьяка, содержащая непрерывный реактор вытеснения, выполненный в виде трубы, и камеру осаждения, расположенную на выходе из реактора вытеснения, снабженную устройством для охлаждения парогазовой смеси, устройством для очистки стенок камеры осаждения от металлического мышьяка и устройством для его выгрузки.

Описание изобретения к патенту

Предполагаемое изобретение относится к устройствам для уничтожения боевых отравляющих веществ (БОВ), может быть использовано для уничтожения люизита и других БОВ.

Задачами, стоящими перед предполагаемым изобретением, являются:

создание непрерывной, мобильной, компактной установки;

увеличение производительности установки по утилизации люизита на единицу реакционного объема реактора;

значительное упрощение узла выделения основного компонента реакции утилизации люизита;

увеличение степени превращения люизита до концентрации его на выходе из реактора не выше ПДК люизита в воздухе рабочей зоны производственных помещений;

снижение эксплуатационных затрат.

Основная задача разрешается тем, что в предполагаемом изобретении установка содержит непрерывный реактор вытеснения, выполненный в виде трубы, и камеру осаждения, расположенную на выходе из реактора вытеснения, снабженную устройством для охлаждения парогазовой смеси, устройством для очистки стенок камеры осаждения от металлического мышьяка и устройством для его выгрузки.

На фиг. 1 представлена общая схема установки.

Установка состоит из следующих основных блоков и аппаратов:

блок подачи люизита 1;

блок подачи восстановительного компонента 2;

блок получения парогазовой смеси люизита и восстановительного компонента 3;

непрерывный реактор вытеснения 4;

камера осаждения 5;

холодильник парогазовой смеси 6;

адсорбер 7;

десорбер 8;

адсорбер 9;

мембранный газоразделитель 10;

патронный фильтр 11.

Установка работает следующим образом:

Люизит с блока подачи 1, в заданном количестве, при заданной температуре, одним из известных способов, подают в блок получения парогазовой смеси 3. Блок 3 выполнен в виде одного из известных устройств, например, форсунки, зжектора, испарителя, аппарата "кипящего" слоя. Туда же в блок 3 из блока подачи восстановительного компонента 2 в заданном количестве, при заданной температуре подают восстановительный компонент, например водород или аммиак, и флегматизирующую добавку азота.

Парогазовую смесь люизита и, например водорода, нагревают в блоке 3 одним из известных способов, например плазменной струей или индукционным электрообогревом, и подают на вход реактора вытеснения 4, выполненного в виде трубы. Температура парогазовой смеси по всей длине реактора 4 поддерживается на заданном уровне одним из известных способов. В трубчатом реакторе происходит гидрогенолиз люизита в восстановительной среде, например, в среде водорода. В качестве основных компонентов реакции образуются металлический мышьяк в форме Аs₄ и хлористый водород. В качестве побочных продуктов реакции образуются углеводороды С₂ и углерод.

Парогазовая смесь при заданной температуре из реактора 4 поступает в камеру осаждения 5, где осаждается металлический мышьяк. Парогазовая смесь из камеры осаждения 5 поступает в холодильник 6, охлаждается в нем до заданной температуры и поступает на вход адсорбера 7. В адсорбере происходит адсорбция треххлористого мышьяка (ТХМ) из парогазовой смеси на одном из известных адсорбентов. Газовая смесь, содержащая углеводороды С₂, хлористый водород, непревращенный водород, подается на адсорбер 9, где происходит поглощение хлористого водорода водой с образованием соляной кислоты. Соляная кислота идет на дальнейшее использование, а газовая смесь из абсорбера 9 поступает на вход мембранного газоразделителя 10, где происходит отделение непревращенного водорода от углеводородов С₂. Водород подают на блок получения парогазовой смеси 3, а углеводороды С₂, содержащие незначительное количество водорода, проходят патронный фильтр 11 и идут на дальнейшее использование, например на установку паровой конверсии углеводородов. Десорбцию ТХМ проводят на десорбере 8, подачей водорода при заданном расходе и заданной температуре на вход десорбера 8.

Парогазовую смесь, содержащую ТХМ и водород, подают на вход блока получения парогазовой смеси 3.

На фиг. 2 представлен общий вид камеры осаждения 5. Камера осаждения 5 включает в себя следующие основные устройства:

устройство для охлаждения парогазовой смеси 12;

устройство для очистки стенок камеры 13;

устройство для периодической выгрузки основного компонента разложения люизита из камеры осаждения 14.

Парогазовая смесь из реактора 4 поступает в камеру осаждения 5. По мере прохождения парогазовой смеси по длине камеры осаждения смесь охлаждается при помощи одного из известных устройств 12, и, начиная с определенной температуры, из парогазовой смеси на внутренней холодной поверхности камеры начинается осаждение металлического мышьяка.

Смесь металлического мышьяка и углерода по мере накопления на стенках камеры осаждения счищается со стенок камеры одним из известных устройств 13, и периодически выгружается из камеры осаждения одним из известных устройств 14.

Предлагаемая установка по утилизации люизита компактна, мобильна и легко может быть выполнена в передвижном варианте.

Процесс на предлагаемой установке проводится в непрерывном режиме, что позволяет легко автоматизировать процесс управления всей технологической установкой.

Предлагаемая установка легко может быть использована для утилизации других БОВ.

В данной установке осуществляется безотходная технология всех основных и побочных продуктов гидрогенолиза люизита в восстановительной среде.

Предлагаемая установка позволяет увеличить степень превращения люизита на выходе из реактора вытеснения до концентрации его не выше ПДК.

По предполагаемому изобретению созданы лабораторная и стендовая установки по гидрогенолизу люизита в восстановительной среде.

Проверена работоспособность основных узлов установки, ее стабильность. В результате гидрогенолиза люизита на установках получена партия металлического мышьяка, которая после соответствующей очистки от примесей направлена для производства полупроводниковых изделий, в частности арсенида галлия.

Предполагается по предлагаемому изобретению на одной из баз складирования люизита построить опытно-промышленную установку в несколько десятков тонн в год по люизиту.