Технология пароплазменного гидролиза для уничтожения хладагентов

Новая установка для уничтожения хладагентов будет смонтирована в 2024 году в городе Каверау в Новой Зеландии, она будет использовать технологию пароплазменной дуги SPARC (Steam Plasma Arc Refrigerant Cracking), изначально разработанную компанией PyroGenesis Canada Inc. для вооруженных сил США.

Внедрение новой технологии позволит уничтожать до 100 тонн хлорфторуглеродов, гидрохлорфторуглеродов, гидрофторуглеродов и перфторуглеродов (ХФУ, ГХФУ, ГФУ и ПФУ) ежегодно.

Описание технологии

Технология SPARC предполагает использование паровой плазмы для гидролиза, в ходе которого ХФУ и ГФУ разлагаются на диоксид углерода (CO2), хлорид и фторид водорода (соляную и плавиковую кислоты — HCl и HF). Газообразные HCl и HF легко нейтрализуются в мокром скруббере (газоочистителе). Из-за высокой плотности энергии паровой плазмы объем выхлопных газов, образующихся в процессе разложения, примерно в 60 раз меньше, чем при традиционном уничтожении с помощью сжигания.

Упрощенно этапы процесса SPARC представлены на рисунке ниже.

Подлежащие уничтожению ОРВ и ГФУ подаются в верхнюю часть реактора и попадают в поток пароводяной плазмы. Под воздействием плазмы стабильные молекулы хладагентов распадаются на монооксид и диоксид углерода (CO и CO2), фторид и хлорид водорода (HF и HCl), а также чистый водород H2. В реакторе, выполненном из огнеупорного материала, поддерживается высокая температура (более 1300°C), необходимая для завершения процесса разложения. Реактор имеет двухзонную конструкцию. Во вторую зону подается небольшое количество воздуха для окисления CO до CO2, а H2 до H2O.

На выходе из реактора смесь газов подвергается быстрой закалке холодной водой. Резкое охлаждение потока газа позволяет избежать образования диоксинов и фуранов. Внизу камеры закалки расположен скруббер, куда охлажденный газ попадает вместе с закалочной водой. Вода собирается и снова подается в верхнюю часть скруббера, а охлажденные газы поступают в щелочной скруббер, где кислотные газы HCl и HF нейтрализуются и превращаются в безопасные соли — хлорид и фторид натрия (NaCl и NaF). Нейтрализация происходит с помощью раствора каустической соды (NaOH) при постоянном контроле показателя кислотности pH. Отработанные газы, выходящие из скруббера и состоящие, главным образом, из азота и диоксида углерода (N2 и and CO2), отводятся через дымовую трубу.

Гидролиз паром имеет два больших преимущества перед сжиганием: меньший объем выхлопных газов и меньшее количество загрязняющих веществ. Эффективность уничтожения и удаления (ЭУУ) процесса достигает 99,9999%, а содержание загрязнителей на выходе, таких как кислотные газы, диоксины и фураны, NOx и ртуть, намного меньше допустимой нормы.

По материалам: ozoneprogram.ru