СПОСОБ ДЕМЕРКУРИЗАЦИИ ОБЪЕКТОВ Российский патент 2009 года по МПК C22B43/00 B01D53/64 

Изобретение относится к демеркуризации объектов. При загрязнении объектов металлической ртутью в них образуются пары ртути, которые частично сорбируются на поверхностях. Поэтому потенциальную опасность представляют не только пары ядовитого металла, но и источники вторичного загрязнения - остатки неубранной и адсорбированной поверхностями ртути.

Известные способы демеркуризации не позволяют успешно ликвидировать одновременно оба источника загрязнения. Большая часть из них направлена на устранение причин вторичного загрязнения атмосферы помещений и заключается в обеззараживании осевших на поверхности частиц и разлитых мелких капель ртути с помощью растворов различных химических реагентов (подкисленного соляного раствора перманганата калия, водного раствора хлорного железа, сероводорода, раствора сульфита натрия, серно-йодной масляной эмульсии, 20% раствора хлорида окисного железа и др.).

Известны способы демеркуризации металлической ртути, ее паров и амальгам раствором элементарной серы в пропиленкарбонате с образованием сульфида ртути (патент RU №2044087, кл. С22В 43/00), способ очистки помещений от ртути обработкой загрязненных поверхностей и мест скопления ртути 5%-ным водным раствором перекиси водорода с расходом 0.3...0.5 л/м² (см. а.с. СССР N 266727, М. кл. С22В 43/00, 1968 г.), способ демеркуризации помещений, заключающийся в последовательной обработке поверхностей растворами сульфата меди, йодида калия и тиосульфата натрия (а.с. СССР № 1157103, С22В 43/00, 1983 г.), способы "Э-200" и "Э-2000" (патент RU (11) 2175664 (13) C1, кл.7 С09К 3/00, С22В 43/00), использующие растворы полисульфидов и ПАВ.

Все эти способы используют в качестве реагентов растворы, что не позволяет проводить эффективную демеркуризацию в труднодоступных местах. Методы не обеспечивают надежного снижения концентрации ртути до ПДК, связывания паров ртути, дороги и трудоемки в практическом оформлении. Кроме того, методы, использующие хлорное железо, перманганаты, йодиды, сульфиды и прочие химически активные компоненты, обладают повышенной опасностью в силу возможности образования токсичных веществ и повышенной агрессивности большинства реагентов.

Известен способ демеркуризации паров ртути (патент RU №2109832, кл. С22В 43/00). Этот способ является наиболее близким к предлагаемому (прототип), так как позволяет проводить обезвреживание паров ртути в закрытом пространстве химическим путем без применения растворов и принудительной обработки. Метод основан на взаимодействии парообразной ртути с парами серы с образованием труднорастворимого, нелетучего и устойчивого соединения сульфида ртути.

Недостатком последнего способа является невысокая эффективность его применения при ликвидации очагов вторичного загрязнения помещений ртутью, что требует дополнительной химической обработки объектов другим способом. Кроме того, этот способ связан со сложностью аппаратурного оформления, длительностью процесса испарения большого количества серы, а также опасностью воспламенения расплавленной серы. Последнее обстоятельство требует повышенных мер пожарной безопасности при проведении такой демеркуризации.

Технический результат, на решение которого направлено изобретение, заключается:

- в повышении качества демеркуризации, то есть одновременной ликвидации как паров ртути, так и вторичных источников загрязнения - разлитых мелких капель ртути и частиц, осевших на поверхности;

- в повышении безопасности и интенсификации процесса демеркуризации закрытых объектов.

Технический результат достигается тем, что для демеркуризации объектов используют серу в виде аэрозоля. Необходимый для демеркуризации аэрозоль получают при работе специальных генераторов. Наиболее эффективно применение пиротехнических генераторов аэрозоля серы, которые при горении образуют высокодисперсный конденсационный аэрозоль.

Аэрозоль серы, то есть взвесь мельчайших частиц элементной серы в какой-либо газовой фазе, так же как и парообразная сера, способен проникать в самые труднодоступные места. Концентрация серы в аэрозоле может достигать достаточно высоких значений, соответствующих плотности паров серы при температуре кипения (444,6°С). По прототипу при температуре около 200°С над расплавленной серой образуется концентрация паров значительно (в десятки раз) меньше, чем концентрация серы в аэрозоле. Это обстоятельство не позволяет одновременно ликвидировать различные по характеру загрязнения объектов ртутью.

Изобретение позволяет проводить демеркуризацию при весьма ограниченном времени нахождения человека на объекте и за короткий промежуток времени. При этом в зависимости от объема помещения и степени загрязненности его ртутью в обрабатываемом объеме размещают определенное количество генераторов аэрозоля серы, приводят их в действие и покидают помещение. Обычно пиротехнические генераторы аэрозоля серы работают в течение 5-15 минут. Экспериментально было показано, что за это время аэрозоль серы равномерно распределяется по всему свободному объему помещения и практически сразу высокодисперсная сера вступает во взаимодействие с парами ртути с образованием сульфида ртути. Кроме того, аэрозоль серы, проникая в самые труднодоступные места, со временем оседает на различные поверхности, содержащие остатки ртути, и также вступает с ней во взаимодействие. Время полного оседания частиц серы не превышает 3-5 часов, что и составляет полное время демеркуризации.

После такой демеркуризации замеры концентрации паров ртути показывают, что она не превышает ПДК и не возникает вторичного загрязнения объектов в дальнейшем.

Ни один из известных способов не позволяет достичь такого уровня эффективности, безопасности и качества демеркуризации объектов. Демеркуризация с помощью аэрозоля серы позволяет принципиально изменить технологию очистки объектов от загрязнения ртутью.

Пример 1. При испытаниях в куб объемом 1 м³ помещалось некоторое количество ртути, часть которой испарялась. Замерялась концентрация паров ртути АГП-01. Показания составляли до 60 ПДК. В куб помещался пиросостав в количестве 30 г и поджигался. После отстаивания аэрозоля (1 час) проводились замеры содержания паров ртути в воздухе. Показания прибора АГП-01 не превышали 0,4-1 ПДК. Последующие измерения тенденции к повышению концентрации не выявили.

Пример 2. Помещение производственного здания было загрязнено остаточными количествами ртути, образовавшимися в ходе производственных операций и находившимися в форме депо и пленок в труднодоступных местах и в глубине покрытий. Замеры показывали, что в результате этого в воздухе помещения присутствует 6-7 ПДК (ПДК составляет 0,0003 мг/м³) паров ртути, местами выше. Традиционные методы демеркуризации результатов не приносили. В помещении установили генератор аэрозоля серы массой 500 г, помещение по возможности изолировали от внешней среды и вентиляции. Подожгли пиросостав, затем покинули помещение. После отстаивания аэрозоля (1 час) замерили содержание паров ртути в воздухе. Показания прибора АГП-01 не превышали 0,8-1 ПДК. Последующие измерения тенденции к повышению концентрации не выявили.

Метод прошел натурные испытания на базе ГУП "Экология", г.Самара.

Изобретение относится к способу демеркуризации объектов. Способ включает химическое взаимодействие паров ртути с аэрозолем серы, в качестве которого используют высокодисперсный конденсационный аэрозоль серы, полученный путем ее поджига. Время полного оседания частиц серы не превышает 3-5 часов, что и составляет полное время демеркуризации. Обеспечивается повышение безопасности и интенсификации процесса демеркуризации объектов, высокое качество демеркуризации при одновременной ликвидации как паров ртути, так и вторичных источников загрязнения (разлитых мелких капель ртути и частиц, осевших на различных поверхностях).

Способ демеркуризации объектов, включающий химическое взаимодействие паров ртути с аэрозолем серы, отличающийся тем, что в качестве аэрозоля серы используют высокодисперсный конденсационный аэрозоль серы, полученный путем ее поджига.