Склади рідких ракетних палив
ЗМІСТ
Перелік скорочень
Вступ
1 Склади рідких ракетних палив
1.1 Загальна характеристика ОЗРП Калинівка
2 Компоненти ракетного палива
2.1 Фізичні та хімічні властивості компонентів
2.2 Дія на організм людини та довкілля
2.3 Заходи першої медичної допомоги
3 Нейтралізація інфраструктури компонентів ракетного палива
3.1 Нейтралізуючі розчини
3.2 Нейтралізація трубопроводів видачі та наливу
3.3 Нейтралізація резервуарів
3.4 Допал промстоків компонентів ракетного палива
3.5 Розрахунок загальної кількості промстоків
4 Утилізація компонентів
4.1 Технологія утилізації залишків гептилу та саміну
4.2 Технологія утилізації меланжу
Висновки
Перелік посилань
ВСТУП
Сьогодні, в період екологічних катастроф і катаклізмів, що поширюються по всьому світу, в період глобального потепління і руйнування озонового шару хочу звернути увагу на ще одну, не менш значущу проблему, стосується вона охорони природного фонду та забезпечення здоров’я населення України. Цією проблемою є високотоксичні хімічні речовини, система зберігання яких перебуває в аварійному стані. Причиною цієї аварійності є: довготривала експлуатація, хімічна дія компонентів і кліматичні умови, що сприяють випаровуванню.
Компоненти рідких ракетних палив, а саме самін, гептил, меланж є надзвичайно токсичними хімічними речовинами, потрапляння яких навіть у невеликих кількостях у атмосферу та грунт призводить до серйозних і незворотних наслідків для живих організмів. Всього кілька вдихів парів цих речовин можуть виявитись пагубними для організму людини, а довготривале перебування у випарах викликає смерть.
За результатами експертизи існуючі над складами пари компонентів ракетного палива мають концентрації, які в сотні, тисяці раз перевищують ГДК для населених пунктів. Ситуація зі збереженням компонентів ракетного палива в Україні з року в рік стає все небезпечнішою через корозію резервуарів, в яких зберігаються компоненти рідкого ракетного палива. Крім того, 6 складів, на яких зберігається понад 16 тисяч тонн ракетного окислювача, розміщені по всій території України. Важливо зазначити, що з тими темпами, якими сьогодні проводиться утилізація, необхідно буде близько 100 років, при тій умові, що резервуари залишаться справними і компоненти не виллються в оточуюче середовище, що практично не можливо.
Метою даної роботи є вивчення дії на навколишнє середовище та організм людини таких компонентів ракетного палива, як гептил, самін, меланж; аналіз проблеми зберігання компонентів рідких ракетних палив і дослідження технологічних заходів по зменшенні негативного впливу, а також визначення основних напрямків утилізації інфраструктури.
Об’єктом вивчення у даній роботі є об’єкт зберігання ракетного палива (ОЗРП), розміщений на території складу військової частини А 2783, що розташована на південь від станції Калинівка. В даній роботі буде оцінено дотримання технологічних вимог зберігання та вплив на навколишнє середовище гептилу, саміну та меланжу на ОЗРП «Калинівка».
1 СКЛАДИ РАКЕТНИХ ПАЛИВ
У 1991 році у спадщину від Радянського Союзу Збройним Силам України залишилося 16,7 тисяч тонн надлишкових та некондиційних компонентів ракетного палива, з яких більшість складають меланжі (Меланж-20Ф, Меланж-20і, Меланж-20К, Меланж-27і, Меланж-27П).
На сьогодні 16339,36 тонн меланжів зберігаються на 6 складах ракетного палива Збройних Сил України. Зокрема, у Вінницькій (1020,521 тонн), Івано-Франківській (2267,054 тонн), Львівській (3101,128 тонн) - резервуари, в яких зберігається окисник експлуатуються з 1959-1962 років, Харківській (5161,412 тонн) – з усіх сторін склад оточений орними землями, Київській (1520,099 тонн) та Одеській (3264,096 тонн) областях – резервуари оснащенні дихалиними клапанами,нейтралізація парів меланжу не проводиться.
Зберігання меланжу у військових частинах організовано у технічно справних резервуарах місткістю 17, 20, 33, 40 та 100 м³, які виготовлені з алюмінію або нержавіючої сталі, і на сьогодні забезпечують надійне його зберігання у відповідності з вимогами нормативних документів [1].
Слід зауважити, що збереження ракетного палива супроводжується дієвою системою контролю з боку як самих військових фахівців, так і представників інших силових структур, місцевих органів влади, установ екологічного, санітарно-епідеміологічного контролю тощо. На базах та прилеглій території постійно беруться й аналізуються проби землі, повітря, здійснюється моніторинг стану ґрунтових вод. Перевищення встановлених норм екологічного стану довкілля не виявлено. Разом з тим, накопичування на складах Меланжу, що у сучасних Збройних Силах України не використовується, розпочалося ще на початку 60-х років.
Склади ракетного палива були побудовані ще у 50-60-х роках минулого сторіччя, а резервуари, в яких зберігається компоненти ракетного палива експлуатуються по 16-20 років і практично випрацювали встановлені терміни технічної придатності. Товщина стінок резервуарів під впливом агресивних властивостей компонентів ракетного палива з кожним роком зменшується і це – реальна загроза руйнування резервуарів та, як наслідок аварійного витоку меланжу з причиненням шкоди здоров’ю населення та навколишньому середовищу [9].
Склади і бази ракетного палива призначені для прийому, зберігання та видачі компонентів ракетного палива і спеціальних технічних засобів призначених для роботи з цими компонентами. Об’єм резервуару складає 500 м³.
Склади ракетного палива розташовані поза населеним пунктом, на спеціально відведеній території, переважно в низовині. Неприпустимим є розташування складів в заболоченій і затоплюваній місцевості. Склади повинні бути розташовані неподалік залізничних колій [1].
1.1 Загальна характеристика ОЗРП «Калинівка»
Технічна територія складу військової частини А 2783 розташована в 6 км на південь від ст.. Калинівка в районі 203 км залізничної гілки Козятин – Вінниця. Об’єкт зберігання ракетного палива (ОЗРП) розміщений на південно-східній території складу.
На захід від межі військової частини на відстані 0,5-1 км проходить автодорога Вінниця – Бердичів – Житомир з асфальтовим покриттям. Найближчі населені пункти розташовані на відстані 0,3 км на північний схід – блокпост Сальницький; на відстані 1,65 км на південний захід – село Дорожне. Територія об’єкту вкрита лісом переважно листяних порід (дуб, береза).
До складу структури ОЗРП «Калинівка» входить:
1) 2-а резервуарних блоки по 7 заглиблених резервуари Р-50 для зберігання КРП (11 резервуарів для зберігання гептилу і з резервуари для зберігання саміну);
2) група наземних резервуарів Р-10 – 6 штук та РН-10 – 1 штука для зберігання саміну;
3) зачисна група з 2-х поглиблених резервуарів Р-4;
4) майданчик для виконання зливо-наливних операцій із залізничними цистернами;
5) майданчик для видачі гептилу в автозаправки [2].
2 КОМПОНЕНТИ РАКЕТНОГО ПАЛИВА
Пальне для рідинних ракетних двигунів, яке зберігається на спеціалізованих складах представлене гептилом, саміном, меланжем.
2.1 Фізичні та хімічні властивості компонентів
Гептил – несиметричний диметилгідразин (НДМГ), безбарвна прозора рідина з різким неприємним запахом. Має високу термічні стійкість (розкладається при температурі 700-800 °С). Не вибухає від ударів ні в рідкому, ні в газоподібному стані, однак легко займається на повітрі (температура спалаху 1°С). Пари гептилу створюють з повітрям вибухонебезпечні суміші в широких концентраційних межах від 2 до 99% об’ємних. Пари гептилу самозаймаються з азотно-кислотними окислювачами, перекису йоду. За своїми властивостями гептил наближається до бойових отруйних речовин. На відміну від вуглеводного пального, гептил добре розчиняється у воді, не піднімається на поверхню, не фільтрується і не може бути зібраним з поверхні. Гептил є вибухопожежонебезпечним, належить до 1 класу небезпечності. У таблиці 2.1 наведені основні характеристики гептилу.
Таблиця 2.1 – Основні характеристики НДМГ
|
Характеристика |
Значення |
Одиниця виміру |
|
Щільність при 20°С |
795 |
кг/м³ |
|
Температура замерзання |
-58 |
°С |
|
Температура кипіння |
63,1 |
°С |
|
Теплотворність з киснем |
9200 |
кДж/кг |
Самін – суміш технічних ізомерних ксилідинів, технічного триетиламіну та діетиламіну. Самін належить до 3 класу небезпечності. Ксилідин – легкозаймиста рідина. Важко розчиняється у воді, але добре розчиняється в етанолі, ацетоні, діетиловому спирту.
На зовнішній вигляд самін – прозора рідина від жовтуватого до жовтого кольору без механічних домішок. У таблиці 2.2 наведені основні характеристики та властивості саміну.
Таблиця 2.2 – Основні характеристики та властивості саміну
|
Показники |
Норма, % |
|
Масова доля суми ізомерів ксилідину, %, не менше |
92 |
|
Масова доля води, %, не більше |
1,0 |
|
Масова доля триетиламіну, %, не більше |
8,0 |
Ксиділин – легкозаймиста рідина. Важко розчиняється у воді, але добре розчиняється в етанолі, ацетоні, діетиловому спирту.
Меланж – концентрована азотна кислота (рисунок 2.1) з розчиненим в ній амілом (суміш оксидів азоту). Завдяки наявності амілу досягається концентрація в 104%. Кислотний меланж має 2 ступінь токсичності. Безбарвна рідина, що важча за воду і розчиняється в ній.
Сильний окисник, на повітрі димить. Окислювальна дiя безколiрної димлячої азотної кислоти менша, нiж кислоти з розчиненим дiоксидом азоту.
Азотная кислота діє майже на всі метали (за винятком золота, платини, танталу, родію, іридію), перетворюючи їх у нітрати, а деякі металии - в оксиди. Концентрована HNO3 пасивує деякі метали. Корозія металів призводить до руйнування і зниження міцності технічних засобів зберігання, транспортування і перекачки КРП, зменшує терміни їх експлуатації. Так, протягом 2006-2008 років, за результатами проведеної ультразвукової діагностики, виявлено низку резервуарів з меланжем, у яких товщина стінок зменшилася в 2-3 рази, до 4-5 мм (паспортна товщина стінок резервуарів 12 мм), що викликало необхідність перекачування меланжу у резервні ємкості. Кількість непридатних до використання резервуарів з кожним роком збільшується, а отже зростає і ймовірність руйнування резервуарів, в яких зберігається меланж [1].
Продукти корозії у вигляді твердих домішків забруднюють компоненти ракетного палива. Змінюється початковий хімічний склад компонентів, що негативно відбивається на інших фізико-хімічних і експлуатаційних властивостях ракетного палива. Механічні домішки в азото-кислотних окисниках на 80-95% складаються із продуктів корозії, утворюючи на дні резервуару шар, товщиною в кілька сантиметрів.
Меланж сам по собі не горюча речовина, але здатен запалювали всі горючі речовини. Його вибухова небезпека полягає в тому, що він вибухає при наявності рослинних масел, спирту, скипидару.
Густина 1,52 г/см³ (при температурi 15ºС), димить на повiтрi. Температура замерзання -41ºС, а температура кипiння +86ºС. Кипiння азотної кислоти супроводжуеться її частковим розкладом по реакцiї:
HNO3 ——— 2H3O + 4NO2 + O2 - 259,7 кДж.
Під вибухонебезпечністю компонентів ракетного палива розуміється здатність їх вибухати під впливом різноманітних зовнішніх імпульсів. Вибуховим перетворенням в широкому значенні називається процес швидкого фізичного чи хімічного перетворення, що супроводжується переходом потенціальної енергії системи в енергію теплову, яка потім перетворюється в механічну роботу руху чи руйнування. Компоненти ракетного палива не являються вибухонебезпечними речовинами. Вони не вибухають під впливом удару, в умовах тертя. Однак при змішуванні парів з повітрям і при контакті ракетних палив з окисником утворюються в певних умовах пожежо- та вибухонебезпечні речовини.
Для зберігання КРП використовується резервуари і тара з алюмінію, нержавіючої і вуглеводної сталі.
2.2 Дія на організм людини та довкілля
Всі компоненти ракетного палива представляють собою високотоксичні речовини. В залежності від дози ураження може бути місцевим і загальним. Місцеве ураження призводить до опіків , виразок, екзем та інших захворювань шкіри. В результаті загального ураження відбувається порушення нормальної діяльності нервової системи, органів дихання, кровообігу та інших внутрішніх органів. Ураження токсичними речовинами поділяють на хронічні і гострі.
Деякі компоненти ракетного палива мають кумулятивні властивості і здатність накопичуватись в організмі. При тривалій роботі з малими концентраціями шкідливих речовин наступає сильне отруєння організму. Токсичність ракетного палива оцінюється характером їх дії на живі організми і концентраціями, що викликають болючі зміни в організмі при дії на нього деякий час.
За характером дії на організм людини токсичні речовини розділяють на 5 груп:
речовини, що діють на поверхню шкіри та інші зовнішні тканини організму, викликають хімічні опіки, екземи та інші зміни;
речовини, що викликають ураження дихальних шляхів та легенів, в результаті чого з’являється запалення або набряк;
речовини, що вражають нервову систему і викликають психічне збудження, порушення серцевої діяльності, зупинку дихання;
речовини, що змінюють склад крові. Так звані отрути крові;
речовини, що порушують обмін та окислювальні процеси в організмі.
Науковці та медики все впевненіше говорять, що епідемії "безпричинних" хвороб таки мають причину. Одна з них - активізація демонтажу військової техніки, при якому досить часто використовуються старі технології знищення токсичних речовин. Насамперед, йдеться про гептил та самін, які вражають печінку, легені, провокують онкологічні патології.
Гептил – високотоксична речовина нервово-паралітичної, канцерогенної та задушливої дії. Висока сорбційна здатність гептилу сприяє його накопиченню в поверхневих шарах стін та покриттів з пористою поверхнею, в продуктах харчування. НДМГ сильно адсорбується одягом [1]. Добре розчинний у воді, при попаданні на грунт гептил з атмосферними опадами легко проходить у водоносні шари і далі у водойми, далеко від місця виливу. Велика ймовірність загибелі живих організмів на всьому шляху пересування гептилу [8].
На організм людини гептил діє наступним чином: подразнює слизову оболонку очей, дихальні шляхи та легені, відбувається сильне збудження центральної-нервової системи, розлод шлунково-кишкового тракту. Попадання бризок в очі може миттєво викликати біль, сльозоточивість і почервоніння [1]. У таблиці 2.3 наведені гігієнічні нормативи для гептилу.
Таблиця 2.3 – Гігієнічні нормативи для гептилу
|
Характеристика |
Значення |
Одиниця виміру |
|
ГДК для повітря робочої зони |
0,1 |
мг/м³ |
|
ГДК для водойм суспільного користування |
0,02 |
мг/м³ |
|
Клас небезпечності для повітря |
1 |
Самін, як уже відомо, складається з суміші ізомерів ксилідину та триєтиламіну. Ксиділин у мікроскопічних кількостях у людини виклиає опіки шкіри та ураження очей, а доза в 10 г є смертельною для людини [3]. У таблиці 2.4 наведені гігієнічні нормативи суміші ксилідинів, та в таблиці 2.5 – гігієнічні нормативи для триетиламіну.
Таблиця 2.4 – Гігієнічні нормативи суміші ксилідинів (всього 6 ізомерів)
|
Характеристика |
Значення |
Одиниці виміру |
|
ГДК для повітря робочої зони |
3,0 |
мг/м³ |
|
ГДК для повітря населених місць |
0,012 |
мг/м³ |
|
ГДК для шкіри |
0,08 |
мг/см² |
|
Клас небезпечності для повітря |
3 |
Таблиця 2.5 – Гігієнічні нормативи для триетиламіну
|
Характеристика |
Значення |
Одиниці виміру |
|
ГДК для повітря робочої зони |
10,0 |
мг/м³ |
|
ГДК для повітря населених місць (максимально-разава та середньодобова) |
0,14 |
мг/м³ |
|
ГДК для водойм суспільного користування |
2,0 |
мг/л |
|
Клас небезпечності для води |
2 |
При розлитому окиснику хмара випарів може досягати великих розмірів і розповсюджуватись на значні відстані, загрожуючи життю людей, тварин та рослин.
Небезпечне потрапляння КРП в грунт. Так на місті виливу палива через 5 років з глибини 30 см було видалено 1 кг грунту. В якому виявилось 617 мг ксилідину.
Меланж надзвичайно небезпечний при вдиху, при ковтанні, попаданні на шкіру та слизисті оболонки. Викликає важкі опіки шкіри. Дере у горлі, важке дихання, сухий кашель, задишка, опіки губ, шкіри підборіддя, ротової порожнини, стравоходу, шлунку. Ураження очей та носа. Спостерігаються різкі болі в області грудної клітки, шлунку. Болісна блювотина з кров’ю, охриплість голосу, можливі спазми і набряк гортані та легенів [7].
При дії кислоти наступає коагуляція білків у наслідок іонізації карбоксильних груп, порушення пептидних зв’язків в білкових молекул і розриву пептидного ланцюга. Змінюється дисперсна фаза тканинних колоїдів, білки тканинної рідини переходять в щільний осад. Певну роль в розвитку необоротних змін грає дегідрація тканин. Оскільки розчинення деяких кислот в тканинній рідині супроводжується виділенням тепла, перегрів тканин також може бути причиною їх загибелі. При опіках формується коагуляційний некроз тканин [3].
При зливі окисника за температури 20ºС в 1 м³ дренажних парів, що витісняються з резервуарів, міститься близько 3,6 кг оксидів азоту. Такою кількістю оксидів можна забруднити до ГДК повітря об’ємом понад 1,8·10 м³.
Досліджено, що у випадку втрати щільності резервуара, який містить 100 кубометрів окислювача, в радіусі 2 км усе біологічне життя буде знищене. Небезпечна зона матиме радіус близько 25 км [5].
2.3 Заходи першої медичної допомоги
Основна мета першої медичної допомоги – врятування життя ураженого шляхом усунення дії виражального фактора та найшвидша евакуація за межі осередку. Медична допомога має бути надана у максимально стислі строки. Необхідно виконати наступні заходи:
Усунути дію хімічної речовини – рясно промити ділянку опіку великою кількістю води, 2%-им розчином соди;
при поєднанні опіку із загальним отруєнням парами і ураженням органів дихання необхідно забезпечити доступ свіжого повітря, інгаляцію кисню;
провести знеболення;
у разі потрапляння в очі промити струменем води, 2%-им розчином питної соди;
одяг з уражених областей не знімається, а розрізається і обережно віддаляють;
накласти на рану асептичну пов’язку;
почати внутрішньовенне введення плазмо замінних розчинів;
напоїти постраждалого міцним чаєм, забезпечити рясне пиття;
надати постраждалому зручного положення, при необхідності іммобілізувати постраждалі кінцівки;
провести екстринну профілактику раневої інфекції;
доставити постраждалого до лікувальної установи [3].
3 НЕЙТРАЛІЗАЦІЯ ІНФРАСТРУКТУРИ КОМПОНЕНТІВ РАКЕТНОГО ПАЛИВА
Нейтралізація – надзвичайно важливий виробничо-технологічний процесс, направлений на ліквідацію токсичної дії компонентів ракетного палива на різноманітні екологічні системи.
Під нейтралізацією розуміється обробка технічних засобів забезпечення КРП в цілях знешодження не видалених залишків КРП.
Основні вимоги зводяться до того, щоб після нейтралізації технічні засоби та місця проливів були повністю безпечними і забезпечували можливість проведення ремонтних робіт без застосування засобів індивідуального захисту.
Технологія робіт з нейтралізації інфраструктури зберігання компонентів ракетного палива, а саме гептилу та саміну (які представленні трубопроводами, арматурою та резервуарами) передбачає застосування комплексу технічних заходів, які включають хімічну та парову нейтралізацію, зачищення ємностей, продування та висушування елементів інфріструктури до безпечного стану [2].
Метод нейтралізації повинен бути таким, щоб його можна було застосовувати в будь-яку погоду, будь-яку пору року та доби. Реагенти, які використовуються для нейтралізації повинні бути безпечними в поводженні, неагресивними, дешевими і мати широку базу виробництва.
Нейтралізація трубопроводів та резервуарів здійснюється силами однієї бригади, до складу якої входять підготовлені фахівці. Ця бригада має у своєму розпорядженні всю необхідну техніку і обладнання. Техніка і обладнання на етапі нейтралізації та допалу дислокуються на ОЗРП.
Для збору і доставки промстоків гептилу до установок допалу 11Г427 використовується пересувна технологічна ємність.
Процес нейтралізації проводиться за замкненим циклом. Зв'язок з атмосферою обладнання, що нейтралізується, відсутній. Усі дренажні гази допалюються в агрегаті 15Г94.
Всі роботи з нейтралізації та допалу промстоків компонентів ракетного палива проводятьсь згідно з технологічними картами і схемами підключення агрегатів та обладнання.
В залежності від процесів, що протікають між КРП і нейтралізуючим реагентом, розрізняють чотири методи нейтралізації:
1)хімічний метод нейтралізації – в його основу покладено принцип розкладання КРП твердими чи рідкими хімічними реагентами і їх розчинами з утворенням нових речовин, які не є токсичними, неагресивні і не вибухонебезпечні;
2)фізичний метод нейтралізації – в основу покладено видалення без розкладання КРП газовою віддувкою, інертними розчинниками, різноманітними сорбентами;
3)фізико-хімічний метод нейтралізації – поєднує два вище перераховані. Так, метод нейтралізації інертними розчинниками на першому етапі підпорядковується фізичним законам розчинності КРП в цих розчинниках, а на другому – хімічними реакціями розкладу компонентів
4)біологічний метод нейтралізації – в основу покладена здатність аеробних мікроорганізмів використовувати в якості харчового субстрату деякі компоненти ракетного палива.
3.1 Нейтралізуючі розчини
Для проведення нейтралізації резервуарів, трубопроводів, арматури та інших елементів інфраструктури зберігання гептилу застосовується хлорний метод знешкодження розчином двітретіосновної солі гіпохлориду кальцію (ДТСКГ). Вказаний нейтралізуючий розчин використовувався при проведенні нейтралізації на об’єктах ракетних військ відповідно до експлуатаційної документації.
ДТСГК – білий кристалічний порошок із запахом хлору, насипна вага якого становить 0,8 -0,85 кг/м³. у воді розчиняється помірно, технічний продукт містить до 56% «активного хлору».
ДТСГК зберігається і транспортується в металевих оцинкованих барабанах місткістю 25-50 л. Розклад ДТСГК з витратами активного хлору відбувається під дією прямих сонячних променів.
Застосовується 0,05%розчин ДТСГК (на 1 м³ води 0,5 кг ДТСГК).
Нейтралізація елементів інфраструктури зберігання саміну проводиться гасом та 0,5% водним розчином миючого препарату МЛ-2. Залишки, що містять самін та не зливаються, розбавляються гасом.
Миючий препарат МЛ-2 – це суміш, що складається з соди кальцинованої (60%), рідкого скла (силікату натрію) технічного (31%), сульфоналу НП-1 (3 %), сульфоналу НП-5 (6%). За зовнішнім виглядом це сипучий порошок від білого до світло кремового кольору із слабким запахом мила, добре розчинний у воді.
Нейтралізація поверхонь, забруднених саміном, при обробці розчином МЛ-2 досягається за рахунок емульгування та змивання продукту сильним струменем розчину. Водний розчин МЛ-2 розчиняє леткий компонент Л саміну і практично не розчиняє мало леткий компонент Т. При обробці резервуарів розчином МЛ-2 комконент Л переходить в розчин, а компонент Т виноситься у вигляді емульсії, яка швидко розшаровується і компонент Т вспливає на поверхню розчину [2].
3.2 Нейтралізація трубопроводів видачі та наливу
Для зручності і безпеки виконання робіт в першу чергу нейтралізації підлягають трубопроводи видачі та наливу.
З метою забезпечення виконання робіт у встановлені строки допускається одночасне проведення робіт з нейтралізації гептильних та самінних трубопроводів.
Нейтралізація трубопроводів проводиться за наступною послідовністю:
перевірка трубопроводів, що нейтралізується на герметичність;
збірка схеми прокачування промивної рідини «по кільцю»;
промивка трубопроводів водою;
скидання промивної води в технологічний резервуар;
промивання трубопроводів нейтралізуючим розчином (характерним для гептилу та саміну);
скидання нейтралізуючого розчину в технологічний резервуар;
скидання промивної рідини з тупикових каналів в резервуари Р-50;
продування трубопроводів парою;
просушування трубопроводів гарячим повітрям;
визначення концентрації КРП в трубопроводах.
3.3 Нейтралізація резервуарів
Нейтралізація резервуарів виконується за наступною технологічною схемою:
перевірка резервуара на герметичність(перед підготовкою до нейтралізації резервуарів відбувається відкачування промивної рідини);
розкривання ємностей для зміни існуючої кришки на технологічну;
подача 300-350 л води в резервуар, що нейтралізується, для пониження концентрації гептилу в залишках, які не зливаються. Підготовка 0,05% розчину ДТСГК в агрегаті 8Т311 (для саміну – розчину МЛ-2);
підготовка резервуара до знезараження внутрішньої поверхні. Перевірка герметичності з’єднання кришок, фланців, арматури шляхом наддування резервуару азотом до тиску 0,5±0,1 кг/см²;
знезараження внутрішніх поверхонь резервуару струминою механізованою обробкою 0,05%: розчином ДТСГК за допомогою миючої машинки ММ-4 з подачею 1500 л розчину (перший цикл). Перестановка технологічних кришок із змонтованим на них обладнанням: кришки з ММ-4 з люка №1 на люк №2; кришки з приладами з люка №2 на люк №1;
знезараження резервуару, другий цикл по аналогії з першим. Визначення концентрації гептилу у розчині. Доведення при необхідності концентрації гептилу і активного хлору до допустимих значень. Відправка розчину на допал;
промивка резервуара водою за допомогою ММ-4 з подачею 1500 л води (даний етап презначений тільки для резервуарів зберігання гептилу). Відкачка води здійснюється у виливний мобільний резервуар. Визначення концентрації гептилу у розчині;
зачистка внутрішніх поверхонь резервуару. Видалення твердих відходів, а сааме шлаку. Збір шлаку у спеціальний контейнер. Знешкодження шлаку і видалення у спеціальний контейнер. Організація тимчасового безпечного зберігання на ОЗРП;
знешкодження резервуару перегрітою парою в режимі: Тмах=120ºС, Р=0,5-0,6 кгс/см², термін 4 години. Злив конденсату у зачисний резервуар;
промивка внутрішніх поверхонь водою, на цю процедуру затрачається 1500 л;
відкачка промивної води у зливний резервуар;
сушка резервуару гарячим повітрям від машинного нагрівача повітря типу УМП-350;
спалювання знешкоджуючих розчинів установками допалу 11Г427;
контроль якості знешкодження через 2 години, 1 добу та 3 доби після знешкодження.
З метою виконання робіт у встановлені терміни одночасно в роботі з нейтралізації можуть бути 2 резервуари [2].
3.4 Допал промстоків компонентів ракетного палива
Для допалу промстоків компонентів ракетного палив використовуються установки допалу: 11Г426 - для допалу промстоків саміну і 11Г427 – для допалу промстоків гептилу.
Перед початком проведення операції з допалу промстоків компонентів ракетного палива проводиться збірка схеми для допалу промстоків: агрегатів 11Г427 (11Г426) та пересувної технологічної ємності.
Перед видачею промстоків з пересувної технологічної ємності в стаціонарному проводиться визначення концентрації компонентів ракетного палива в промстоках, яка не повинна перевищувати 5%. Якщо концентрація вище, розчин розбавляється водою (для простоків гептилу). Допал промстоків відбувається відповідно до інструкції агрегатів 11Г426 (11Г427) [2].
3.5 Розрахунок загальної кількості промстоків
Розрахунок загальної кількості промстоків на ОЗРП Калинівка, що будуть утворюватись в процесі нейтралізації елементів інфраструктури та технічних засобів проводиться з урахуванням обмежень, пов’язаних з технічними характеристиками установок допалу 11Г427.
Режими роботи установок допалу 11Г426 11Г427 виконуються згідно екологічних та санітарно-технічних вимог. Для установок 11Г427 прийнята гранична концентрація гептилу у нейтралізуючому і водному розчинах 1%.
Згідно технології нейтралізації резервуару Р-50 утворюватимуться промстоки. Що містять активний хлор і гептил з концентрацією, приблизно рівною 1%:
- 330 л води, що подається для розбавлення залишків гептилу в резервуарі;
- 1500 л води з нейтралізуючим розчином (1 етап хімічної нейтралізації);
- 1500 л води з нейтралізуючим розчином (2 етап хімічної нейтралізації);
Крім того утворюватимуться промстоки, що містять лише гептил з концентраціями не більше 1% і не містять активного хлору:
1500 л води, що подається на промивання резервуару миючими машинками;
1500 л води, що подається для промивання внутрішніх поверхонь після знешкодження резервуару перегрітою парою [2].
Кількість промстоків, що утворюються при нейтралізації одного резервуару Р-50. складе:
- нейтралізуючого розчину із вмістом гептилу та хлору
330+1500+1500=3330 л;
- водного розчину із вмістом виключно гептилу
1500+1500=3000 л;
- пароконденсату до 250 л.
Отже загальна кількість розчинів на один резервуар складе:
3330+3000+250+6580 л.
Кількість промстоків, що утворюються під час нейтралізації 11 резервуарів Р-50, складе:
6580·11=72380 л.
Виходячи з існуючої експлуатаційної практики кількість промстоків, які будуть утворюватись від нейтралізації решти інфраструктури зберігання гептила складе близько 5% від кількості промстоків при нейтралізації 11 резервуарів Р-50:
72380·0,05=3619 л.
Таким чином загальна кількість промстоків від нейтралізації резервуарів, комунікацій та іншої інфраструктури ОЗРП складе:
72380+3619=75999 л.
Максимальна продуктивність установок 11Г427 по спалюванню промстоків складає 500 л/год. Час спалювання промстоків – 6 годин на день. Отже, об’єм протоків, що спалюватимуться одною установкою за день складе:
500*6=3000 л/день.
Кількість робочих днів при щоденній роботі однієї установки 11Г427 по зниженню промстоків складе:
75999/3000=26 днів.
4 ЗАХОДИ УТИЛІЗАЦІЇ
Однією зі складних і важких проблем, вирішити яку намагаються окремі регіони, є ліквідація залишків колишнього “ракетного щита”. Річ у тім, що, погодившись на повну та майже безумовну ліквідацію ядерної зброї та супутнього їй ракетного компонента, наші владці абсолютно не продумали, як насправді відбуватиметься ця ліквідація. Ядерні компоненти вивезли в Росію, ракети (точніше – їх оболонки) демонстративно порізали або зірвали. А що робити з рідкими складниками ракетного палива, зокрема із сумнозвісним ракетним окислювачем?
4.1 Технологія утилізації залишків гептилу та саміну
Ліквідація військової техніки ускладнюється тим, що в ній є залишки небезпечних для навколишнього середовища ракетних компонентів палива. Нейтралізують паливо за технологіями, які не відповідають сучасним вимогам екобезпеки і є дуже енергоємними [4].
З техніки, що демонтується, паливо виливається в сховище. Перш, ніж страшна зброя стане просто металобрухтом, її ще промивають водою. При цьому 1 літр залишкового палива створює близько 50 кубічних метрів промивної - "мертвої" води, яка має високий вміст гептилу. Знищується вона випалюванням. А ця процедура дуже не дешева. Аби знешкодити один кубічний метр смертоносної водички, витрачається 250-300 кг. палива.
Та навіть велика вартість технології - не найбільший головний біль. Справа в тім, що спалюють промводи, які мають компоненти ракетного палива, при температурі 800-1200°С. А при цьому неминуче утворюються різноманітні поліхлоровані сполуки, об'єднані однією назвою - діоксини. Вони впливають на людський організм значно агресивніше, аніж гептил і саміну. Смертельна доза ізомерів дибензо-пара-діоксина - 0,007 мг/кг. А всього в Україні цього " добра" накопичено, майже 3 тис. тонн [9].
Спростити і здешевити технологію знищення ракетного палива взялись фахівці кафедри охорони праці і безпеки життєдіяльності Вінницького національного технічного університету, якою керував доктор технічних наук Павло Молчанов. За основу вони взяли, так зване, холодне спалювання на основі каталітичних методів.
Температура, при якій відбуваються реакції перетворення смертоносної речовини у складові повітря: води, молекулярних азоту і кисню, близька до температури навколишнього середовища. Ці технології деструкції зовсім не потребують енерговитрат і дорогого обладнання. До того ж, використовуються вітчизняні каталізатори.
На жаль, розробку і використання технології гальмує традиційний консерватизм мислення та ще...гроші, які надає Конгрес США за програмою "Спільне зменшення загрози". Тож, може так статись, що пропозиція вінничан так і не знайде свого втілення на практиці.
4.2 Технологія утилізації меланжу
Ситуація зі збереженням компонентів ракетного палива в Україні з року в рік стає все небезпечнішою через корозію резервуарів, в яких зберігається меланж. За інформацією Міністерства оборони України, на 6 складах зберігається близько 16,5 тисяч тон меланжу, з яких 11,9 тис тон є некондиційними, тобто не можуть бути використані за призначенням. Саме це і зумовлює необхідність якнайшвидшої утилізації меланжу.
На сьогодні основним завданнями з утилізації меланжу, які стоять перед Міністерством оборони України є:
1)виключення загрози техногенної катастрофи через забезпечення безаварійного зберігання меланжу в місцях його зберігання до його утилізації;
2)забезпечення утилізації запасів компонентів рідкого ракетного палива екологічно безпечним, технічно прийнятним та економічно ефективним способом;
3)максимальне залучення іноземної матеріально-технічної допомоги для розв’язання цієї проблеми;
4)рекультивація місць зберігання компонентів рідинного ракетного палива після завершення процесу утилізації та передача земельних ділянок до територіальних громад.
На безпечне зберігання меланжу Міноборони щорічно витрачає понад 9 млн. грн. Варто додати, що ОБСЄ визначило утилізувати в Україні у 2009 році 3 тисячі тонн небезпечної речовини. враховуючи сьогоднішній стан виконання програми з утилізації компонентів ракетного палива, через 4-5 років необхідно буде виділяти кошти з бюджету не на утилізацію, а вже на усунення наслідків катастрофи.
Польща є активним партнером України у напрямі утилізації ракетного палива "меланж". Причиною активної участі Польщі в цьому процесі є ще і те, що це паливо зберігається недалеко від меж польської держави
На сьогодні найбільш оптимальною технологією утилізації меланжу, з точки зору безпечності процесу для людей та навколишнього середовища, повної нейтралізації складових частин окислювача та вартості цього процесу є рішення польських спеціалістів. Їхній мобільний міні-завод з утилізації меланжу було презентовано у вересні 2007 року поблизу міста Радехів, що на Львівщині. Там, за два кілометри від населеного пункту, знаходиться склад зберігання компонентів ракетного палива. Задля екологічної безпеки регіону поляки змонтували спеціальну установку вартістю 500 тисяч євро та передали її Україні безкоштовно. За добу потужності цього міні-заводу дозволяють утилізувати 7-8 тонн меланжу. З того часу за кошти Польщі вдалося утилізувати на цій установці 215 тонн окислювача.
Ця установка є безпечною у зв'язку з тим, що механізм не вимагає транспортування палива до місця утилізації, це знижує фінансові витрати, а також зменшує ризик небезпеки для екології при процесі утилізації.
Тоді ж було створено українсько-польський консорціум «Еко Технолоджіс». Проте, проблема недостатнього фінансування не єдина у цьому питанні. Крім того, можна рішенням Уряду України безкоштовно передати польській стороні окислювач ракетного палива, який польська сторона утилізуватиме самостійно. Але при цьому польська сторона отримуватиме продукт переробки меланжу - мінеральні добрива.
Нещодавно був проведений "круглий стіл", де визначили за необхідність розробити низку програм, за якими до утилізації меланжу в Україні можна було б залучити зацікавлені структури європейської спільноти. Але все ж таки без державної підтримки проблему утилізації меланжу в Україні вирішити не можливо. Тому необхідно термінове втручання Уряду України у вирішення цієї проблеми, зокрема, виділення необхідного фінансування на рівні 60 мільйонів доларів [6].
ВИСНОВКИ
У курсовій роботі було розглянуто наступне:
1) Загальні відомості про склади компонентів рідкого ракетного палива, зокрема те, що всі вони (а їх є 6 на території України) розміщенні неподалік від населених пунктів. Детально досліджено ОЗРП «Калинівка».
2) Вивчено компоненти рідкого ракетного палива, їх хімічні та фізичні властивості, дію на організм людини та довкілля, а також перша медична допомога при ураженні.
Гептил та самін, які вражають печінку, легені, провокують онкологічні патології. Головна проблема зберігання компонентів полягає у корозії резервуарів під дією концентрованої кислоти. Досліджено, що у випадку втрати щільності резервуара, який містить 100 кубометрів окислювача, в радіусі 2 км усе біологічне життя буде знищене.
3) Представлено можливі варіанти нейтралізації інфраструктури компонентів, а також проведений розрахунок загальної кількості промстоків на ОЗРП «Калинівка», вона складає 75999 л.
4) Представлено можливі варіанти утилізації компонентів рідкого ракетного палива, серед яких найоптимальнішим є польська пропозиція. Механізм не вимагає транспортування палива до місця утилізації, це знижує фінансові витрати, а також зменшує ризик небезпеки для екології при процесі утилізації. Продуктом переробки меланжу є мінеральні добрива.
Головна проблема, що гальмує утилізацію високотоксичного окисника – брак коштів. Нещодавно був проведений "круглий стіл", де визначили за необхідність розробити низку програм, за якими до утилізації меланжу в Україні можна було б залучити зацікавлені структури європейської спільноти.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
Справочник по ракетному топливу. – М., 1988. – 180 с.
Применение и контроль качества ракетного топлива / Ред. О.М Миркин. – М., 1989. – 147 с.
К.А. Вандер, В.В. Барбашин, І.О. Толкунов. Медицина надзвичайних ситуацій. – Харків, 2007. – 120 с.
В.М. Шумейко. Екологічна токсикологія і тероризм. К.: «Екорегіо – ЕТХІ»., 2002, - 140 с.
Аварійні картки на небезпечні хімічні речовини. – В.,2007. – 165 с.
Програма дій «Порядок денний на ХХІ». – К.:Інтелсфера, 2000. – 360 с.
А.В. Яблоков. Ядовитая приправа. – М.:Мысль, 1900. – 125 с.
Ю.А. Злобін, Н. В. Кочубей. Загальна екологія. – Суми: Університетська книга, 2005. – 416 с.
9.Ю.И. Губский, В.Б. Долго-Сабуров, В.В. Храпак. Химические катастрофы и экология. — К., 1993.
10.Постанова №172 про затвердження Порядку утилізації компонентів рідкого ракетного палива та інших токсичних хімічних речовин, що зберігаються у Збройних Силах. – К., 2009. – 5 с.