Нейтрализация компонентов жидкого ракетного топлива

Нейтрализация компонентов жидкого ракетного топлива — комплекс мероприятий по предотвращению вредного действия компонентов ракетного топлива на людей, технику и окружающую среду путём их изолирования или химического превращения в нетоксичные вещества.

Виды и способы нейтрализации

Нейтрализация компонентов ракетного топлива сводится к следующим основным видам:

• нейтрализация проливов;
• нейтрализация ракетно-космической техники;
• нейтрализация дренажных газов и нейтрализация промышленных стоков.

В зависимости от вида нейтрализации применяются различные способы:

• технический;
• физический;
• биологический.

За время эксплуатации ракетно-космической техники испытано и внедрено в практику множество способов нейтрализации. По сущности физико-химического процесса эти способы нейтрализации подразделяются на:

• термический;
• адсорбционный;
• каталитический;
• вымораживания;
• радиационный;
• окисления;
• восстановления;
• солеобразования;
• биохимический.

По агрегатному состоянию нейтрализующих агентов методы делятся на:

• жидкостной;
• газовый;
• парогазовый.

По химическому составу нейтрализующего агента выделяют щелочной, кислотный, хлорный и озонный способы нейтрализации.

Все названные способы нейтрализации не носят универсального характера и поэтому могут применяться в отдельном конкретном случае.

Нейтрализация ракетно-космической техники проводится одним из четырех способов: отдува газом, промыванием водой или водным раствором, пропариванием, промывкой органическими растворителями.

При этом нейтрализация может быть частичной, то есть до достижения некоторого низкого содержания токсичного компонента в изделии, либо полной, то есть до полного удаления токсичного компонента. Полная нейтрализация проводится в целях удаления остатков топлива, механических примесей и продуктов нейтрализации, обеспечения возможности проведения работ с узлами и деталями оборудования и изделий без применения индивидуальных средств защиты и мер по технике безопасности, предусматриваемых при работе с топливом.

Способ отдува газом

Способ отдува газом применяется для частичной нейтрализации. По этому способу производится продолжительная отдувка из объекта остатков после слива отдельно окислителя и горючего горячим воздухом и азотом.

Жидкостной способ

Жидкостной способ осуществляется либо полным заливом нейтрализуемого объема водой или водным раствором, либо орошением внутренней поверхности объекта водой или водным раствором. Применяется для обработки стационарных резервуаров и хранилищ.

Способ пропаривания

Способ пропаривания (парожидкостной способ) применяется для полной нейтрализации топливных систем ракет от остатков топлива в специальных стационарных условиях на заводах и арсеналах. При таком способе нейтрализации в нейтрализуемый объем нагнетается водяной пар, даётся выдержка и образовавшийся конденсат сбрасывается через специально встроенный штуцер.

Такая операция повторяется многократно до достижения полного удаления токсичного компонента. После нейтрализации изделие подлежит разборке.

Способ промывки органическими растворителями

Промывка органическими растворителями в отличие от предыдущего способа применяется в целях дальнейшего использования космической техники по назначению. Поскольку органические растворители имеют высокую стоимость, этот способ применяется для нейтрализации небольших по размеру объектов, в основном двигательных систем космических аппаратов.

Нейтрализация дренажных газов

Нейтрализация дренажных газов осуществляется термическим способом и в отдельных случаях адсорбционным способом с каталитическим окислением сорбированного горючего. Пары окислителя сорбируют на химических пористых поглотителях. На рисунке представлена схема адсорбционно-каталитической установки нейтрализации паров топлива. В адсорбционно-каталитическом фильтре 1 процесс очистки отходящего газа разбивается на две стадии.

На первой стадии происходят фильтрация отходящего газа и сорбция токсичных паров топлива, а на второй — каталитическое окисление сорбированных токсичных загрязнений.

Такое распределение необходимо для решения экологических задач. Отходящий газ содержит низкие концентрации токсичных загрязнений, поэтому для поддержания каталитической реакции в проточном режиме требуется подогрев массы катализатора, что ведет к большим затратам энергии и снижению полноты очистки.

Принципиальная схема нейтрализации: 1) адсорбционно-каталитический фильтр; 2) доокислительный каталитический фильтр; 3) воздухоотдувка.

В адсорбенте-катализаторе загрязнения накапливаются, и каталитическая реакция идет за счет внутреннего тепла. В доокислительном фильтре 2 происходит окисление загрязнений, частично выходящих из фильтра 1.

При термическом способе обезвреживание паров токсичных компонентов осуществляется в газовых камерах при температуре 1200—1500 К. При обезвреживании горючего топочный газ содержит больше окислительных компонентов, а при обезвреживании окислителя, наоборот, содержит больше восстановительных элементов.

В качестве горючего в агрегате используется керосин или дизельное топливо. Основными частями агрегата являются: форсуночная камера нейтрализации, камера выброса и, вентилятор для наддува воздуха в камеру нейтрализации и принудительного выброса продуктов сгорания, пультовой отсек.

Термический агрегат при общей массе около 15 тонн способен обезвредить до 200 м³ паров и до 500 литров промышленных стоков в час. При этом расход топлива не превышает 140 кг в час. Нейтрализация промышленных стоков может быть выполнена перечисленными ранее способами.

Выбор того или другого способа определяется конкретными условиями. Дренажные газы и промышленные стоки образуются при проведении нейтрализации ракетно-космической техники и технического оборудования, а также проведении заправочных работ. Поэтому способ нейтрализации выбирается, исходя из удобства и требуемой полноты обезвреживания, а также из экономических соображений.

См. также

• НДМГ
• АТ

Литература

• Цуцуран В. И., Петрухин Н. В., Гусев С. А. Военно-технический анализ состояния и перспективы развития ракетных топлив. — М.: МО РФ, 1999. — С. 80-82. — 332 с.