Сжигание взрывчатых веществ, полученных при вымывании из снарядов, в кипящем слое

Утилизация фрагментированных энергетических материалов приобретает значение в связи с развитием технологий вымывания взрывчатых наполнителей из корпусов боеприпасов и отсутствием возможности их использования по прямому назначению. Это может быть обусловлено отсутствием спроса на такие материалы от возможных потребителей по причине, например, небольших по объему партий поставки, динамикой характеристик взрывоопасных отходов после продолжительного хранения, небезопасного обращения с ними, необходимостью проведения предпродажной подготовки с учетом изменения стоимости поставки и т.д.
В то же время аккумулирование извлеченных взрывоопасных отходов требует дополнительных расходов на хранение, охрану и контроль состояния. Обводненные шламы отходов, которые остались после производства гексогена, являются очень опасными веществами. Отходы демилитаризации боеприпасов, того же гексоген, в прошлом также открыто сжигались в ряде военных предприятий Армии США.
Как показывают статистические данные, в последние годы свыше 2/3 всего объема отходов боеприпасов и топлив подвергаются инсинерации путем измельчения отходов взрывоопасных веществ резаками с плавающими ножами и заливки измельченных материалов водой для образования суспензии. Типы инсинераторов, которые практикуются для уничтожения отходов боеприпасов, содержащих гексоген, представляют собой вращающиеся печи, камеры сгорания с псевдоожиженными слоями и пиролитические инсинераторы.
Необходимо выделить основной недостаток открытого сжигания или инсинерации. Это загрязнение окружающей среды несгоревшими взрывчатыми примесями, которые в значительной степени встречаются послу уничтожения во всех земных оболочках.
В справочнике по утилизации боеприпасов приводится инновационный способ инсинерации с впрыском отходов взрывоопасных отходов в виде недетонирующей суспензии в псевдоожиженный, т.е. кипящий слой. При этом общее содержание взрывоопасных отходов может быть совсем небольшим, до 10%.
При этом псевдоожиженный слой содержит в себе частицы песка (в основном оксида кремния), размеры которых четко фиксируются. В практики утилизации взрывоопасных отходов данная методика считается не очень опасной для окружающей среды.
К тому же псевдоожиженный слой может быть реализован в любых размерах. Для инсинерации отходов, содержащих в себе взрывоопасные вещества, могут быть использованы и достаточно малые установки с диаметром 0,5 м.
Заслуживает внимания технология уничтожения топлив и взрывоопасных отходов с осуществлением инсинерации во вращающейся печи. При этом отходы топлив и взрывоопасных отходов в виде небольших по размерам частиц смешивают с водой до получения водной суспензии, которую уничтожают путем пиролиза во вращающемся инсинераторе.
Условия, которые необходимы для реализации указанной технологии, сводятся к том, что весь процесс происходит при постепенном испарении воды из суспензии

. Завершается процесс утилизации осушением измельченного топлива или взрывоопасных отходов, которые потом подвергают пиролизу в кипящем слое. Полученные в результате пиролиза продукты пропускают непосредственно через скруббер с водой, а затем безопасные продукты сгорания поступают в атмосферу.
Необходимо отметить, что приведенная выше технология нашла широкое применение в российской практике. Данный способ основан на запатентованной в США технологии, которая была разработана еще в 1975 г.
Впервые стали осуществлять технологию инсинерации для отходов азотосодержащих материалов. При этом использовалась технология, которая оксиды азота сводила к минимуму.
Взрывоопасные отходы, содержащие другие опасные вещества, например, тринитротолуол, гексоген и др. изначально уничтожали в смеси с вспомогательными газовыми смесями при менее, чем стехиометрическом количестве первичного воздуха в присутствии катализатора в псевдоожиженном слое.
Вторичный воздух направлялся к полученной смеси газов и сгорал более эффективно. При этом полученные в процессе горения вещества содержали самое малое количество
ым газообразным продуктам, и образовавшаяся газовая смесь догорает, давая конечные продукты сгорания с минимальным количеством оксида азота, монооксида углерода и углеводородов. В качестве катализаторов применяются, как правило, никелевые соединения, содержащие до 25% масс. никеля на оксиде алюминия в виде сфер диаметром 6,35, который был предварительно измельчен для прохождения через сито с отверстиями 1,41 мм.
Полученную каталитическую смесь, которая представляла собой в статическом состоянии слой до 60 см, загружали в реактор. Около 42% никелевого катализатора в состоянии снаряжения имело размер частиц менее 420 мкм, а около 25% было размером менее 149 мкм.
Частицы таблетированного оксида алюминия в состоянии снаряжения имели не более 1,1% частиц размером менее 420 мкм и не более 0,1% частиц размером менее 149 мкм. Поступление гексогена или других взрывоопасных отходов в реактор осуществлялось в виде разбавленной водной суспензии. Такой прием в значительной степени был менее опасным с точки зрения технической безопасности.
В отдельных случаях допустимо использовать твердый горючий материал, который компенсирует при сгорании внешние энергетические затраты. Смесь этого твердого горючего материала с взрывоопасными отходами в виде пасты можно подавать в реактор. Содержание взрывоопасных веществ при этом должно быть точно определено с учетом соблюдения техники безопасности.
Необходимое условие, чтобы используемый в данной технологии твердый горючий материал не давал зольных остатков. Соблюдение этого условия приводит к упрощению технологии эксплуатации оборудования.
Количество влажных взрывоопасных веществ от установок вымывания, существующих на начало 2015 г., находится на уровне 10–15 кг/час