Исследование образования и поведения вредных органических соединений и формирования газовых выбросов при утилизации ПХБ и технических смесей на их основе
В связи с этим, особую значимость приобретают расчетные методы моделирования процессов утилизации с использованием данных по их термохимическим свойствам. Исследования, проведенные с помощью термодинамического моделирования (ТДМ), позволяют получить необходимые сведения о составе выбросов, о формировании и поведении различных веществ в широком интервале температуры и давления. Проведение таких… Читать ещё >
Содержание
- ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ БУКВЕННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И. 4 ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
- 1. 0. Б30Р ЛИТЕРАТУРЫ
- 1. 1. Методы расчета термодинамических свойств органических веществ
- 1. 2. Стойкие органические загрязнители
- 1. 3. Физико — химические свойства стойких органических загрязнителей и. 18 диэлектрических жидкостей на основе полихлорированных бифенилов
- 1. 4. Методы утилизации полихлорированных бифенилов
- 1. 5. Основы термодинамического моделирования
- Постановка задачи исследования
- 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
- 2. 1. Расчет стандартной энтальпии образования, стандартной энтропии,. теплоемкости и приращения энтальпии некоторых стойких органических загрязнителей
- 2. 2. Расчет температурной зависимости теплоемкости некоторых стойких. 41 органических загрязнителей
- 2. 3. Расчет энтальпии плавления и испарения для некоторых стойких. 43 органических загрязнителей
- 2. 4. Методика расчета равновесных составов газовой и конденсированной. 43 фаз с помощью программных комплексов термодинамического моделирования: «Terra», «HSC 6.1»
- 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
- 3. 1. Сопоставление рассчитанных и литературных значений. 48 термохимических свойств газообразных и конденсированных полихлорированных бифенилов, полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов
3.1.1 Сопоставление рассчитанных и литературных значений. 48 термохимических свойств наиболее опасных изомеров полихлорированных бифенилов, полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов в газообразном состоянии
3.1.2. Сопоставление рассчитанных и литературных значений. 56 термохимических свойств наиболее опасных изомеров полихлорированных бифенилов в жидком состоянии
3.1.3. Сопоставление рассчитанных и литературных значений. 58 термохимических свойств наиболее опасных изомеров полихлорированных бифенилов в твердом состоянии
Выводы по разделу 3.1.
3.2. Моделирование разложения полихлорированных бифенилов и. 62 анализ состава газовой фазы
3.2.1. Расчет состава газовой фазы при высокотемпературном нагреве. 62 полихлорированных бифенилов в инертной и воздушной средах
3.2.2. Исследование образования полихлорированных дибензо-п-диоксинов 67 и дибензофуранов при моделировании высокотемпературного нагрева технических смесей на основе полихлорированных бифенилов в воздушной среде
3.2.3. Моделирование высокотемпературного нагрева технической смеси. 70 «Арохлор-1221» и исследование состава газовой фазы при различных, условиях
Выводы по разделу 3.2.
3.3 Анализ возможности утилизации технических смесей на основе. 79 полихлорированных бифенилов в температурных диапазонах, характерных для доменной печи
3.3.1. Расчет показателей доменной плавки.
3.3.2. Проверка достоверности результатов моделирования.
3.3.3. Изучение возможности утилизации технических смесей на основе. 85 полихлорированных бифенилов в условиях, характерных для доменной печи
3.3.4. Моделирование влияния хлорсвязующих добавок на конечный состав газовой фазы при утилизации технических смесей в условиях, характерных для доменной печи
3.3.5. Исследование влияния карбонатов на процесс доменной плавки.
Выводы по разделу 3.3.
Список литературы
- Nagahiro Saito, Akio Fuwa, Prediction for thermodynamic function of dioxins for gas phase using semi-empirical molecular orbital method with PM3 Hamiltonian// Chemosphere. 2000. V. 40. P. 131−145.
- Dorofeeva O.V., Moiseeva N.F., Yungman Y.S. Thermodynamic properties of polychlorinated biphenyls in the gas phase// J. Phys. Chem. A. 2004.V. 108. P. 83 248 332.
- Dorofeeva O.V. Ideal gas thermodynamic properties of biphenyl// Thermochemic acta. 2001. V.374. P. 7−11.
- Wang Zun -Yao, Zhai Zhi-Cai, Wang Lian-Sheng, Chen Jin-Long, Osamu Kikuchi, Watanabe Toshio. Prediction of gas phase thermodynamic function of using DFT// J. Molecular Structure (Theochem). 2004. V.672. P. 97−104.
- Рид P., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие. Пер. с англ. под ред. Б. И. Соколова. 3-е изд., перераб. и доп. JL: Химия, 1982. 592с.
- Киреев В.А. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакций. 2-е изд. испр. и доп. М.: Химия, 1975. 536с.
- Жоров Ю.М. Термодинамика химических процессов. Нефтехимический синтез, переработка нефти, угля и природного газа. М.: Химия, 1985. 464 с.
- Franklin J.L. Prediction of heat and free energies of organic compounds// Ind. Eng. chem. 1949. V.41 .P. 1070−1076.
- Van Krevelen D.W., Те Nijenhuis K. Properties of Polymers: Their Correlation with Chemical Structure- Their Numerical Estimation and Prediction from Additive Group Contributions. Elsevier, 2009. 1004 p.
- Benson S.W., Cruickshank F.R., Golden D.M., Haugen G.R., O’Neal H.E., Rodgers A.S., Shaw R., Walsh R. Additively Rules for the Estimation of Thermochemical Properties// Chem. Rev. 1969 V.69. P.279−324.
- Татевский B.M. Химическое строение углеводородов и закономерности в их физико- химических свойствах. М.:МГУ, 1953. 320 с.
- Татевский В.М., Бендерскийф В. А., Яровой С. С. Методы расчета физико-химических свойств парафиновых углеводородов. М.: Гостоптехиздат, 1960. 114 с.
- Bernstein HJ. The Physical Properties of Molecules in Relation to their Structure. 1. Relations between Additive Molecular Properties in Several Homologous Series// J. Chem. Phys. 1952. V. 20. № 2. P. 263−269.
- Allen T.L. Bond energies and the Interactions between Next-Nearest Neighbors. 1. Saturated Hydrocarbons, Diamond, Sulfares, S3, and Organic Sulfur Compounds// J. Chem. Phys. 1959. V. 31. № 4. P. 1039−1049.
- Skinner H.A. An Examination of Allen’s Empirical Bond-Energy Scheme, and its Application to Parafmes and Cycloalkanes, Olofins, Alkyl Alcohols and Bromids, and Amines// J. Chem. Soc. 1962. V. 11. № 11. P. 4396−4408.
- Сейфер A. JI, Смоленский E.A. Формальный метод нахождения закономерностей в свойствах алканов. 2. Термодинамические свойства моноалкилалканов//ЖФХ. 1964. Т. 38, № 1. С.202−203.
- Wiener Н. Relation of the physical properties of the isomeric alkanes to molecular structure- surface tension, specific dispersion, and critical solution temperature in aniline//J. Phys. Coll. Chem. 1948. V 52. P. 1082−1089.
- Greenshields J. В., Rossini F. D., Molecular Structure and Properties of Hydrocarbons and Related Compound // J. Phys. Chem. 1958. V.62. P. 271−280.
- Тюрин Ю.Н. Расчеты по технологии органических веществ. Учебное пособие. Кемерово: КузГТУ, 2004. 232с.
- Тюрин Ю.Н. О методе структурных групп// Вестн. КузГТУ.2001. № 4. С. 65−71.
- Майстеренко В.Н., Клюев H.A. Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей. М.: БИНОМ, 2004. 323 с.
- Высочин В.И. Диоксины и родственные соединения: Аналит. обзор. Новосибирск: ГПНТБ СО АН СССР, 1989. 153 с.
- Федоров JI.A. Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и перспективы. М.: Наука, 1993. 226 с.
- Rappe С. Dioxin: toxicological and chemical aspects// N.-Y.: Spectrum Publ. 1978. P. 179−183.
- Хизбуллин Ф.Ф. Диоксины в жизненном цикле хлорорганических химических продуктов. Уфа: Реактив, 2005. 180 с.
- Наука в Сибири. Еженедельная газета Сибирского отделения РАН. N 22−23 (2458−2459). 11 июня 2004 г. Полный текст: http://www.nsc.ru/HBC/ viewnumber. phtml?id=296&lang=ru.
- Стокгольмская конвенция. Полный текст: www.ecoaccord.org/pop/ stokholmtext.pdf.
- Программа ООН по окружающей среде. Подпрограмм ЮНЕП по химическим веществам: ПХБ трансформаторы и конденсаторы от эксплуатации и регламентирования до реклассификации и удаления. Выпуск № 1. май 2002. 69с.
- Аршинов Н.П. Утилизация совтолосодержащего электрооборудования// Электрика. 2002. № 1. С. 30−31.
- Shiu W.Y., Doucette W., Gobas F.A. et al. Physical-chemical properties of chlorinated dibenzo-p-dioxins//Environ. Sei. Technol. 1988. V.22. № 6. P.651−658.
- Fiedler H., Hutzinger О. Dioxins: Sources of Environmental Load and Human Exposure// Toxicol. Environ. Chem. 1990. V.29. P. 157−234.
- Майстеренко В.Н., Хамитов Р. З., Будников Г. К. Эколого аналитический мониторинг супертоксикантов. М.: Химия, 1996. 319 с.
- Позняков С. П., Румак B.C., УмноваН.В., Нгуен Куок Ан, Чан Суан Тху. 2,3,7,8-Тетрахлордибензо-п-диоксин гормоноподобный суперэкотоксикант. II. Некоторые методологические проблемы экотоксикологии диоксина// Журнал Экол. Химии. 1993. № 3. С. 200−212.
- Цырлов И.Б. Хлорированные диоксины: биологически и медицинские аспекты. Аналит. обзор. Новосибирск: ГПНТБ СО АН СССР, 1990. 210с.
- Health assessment document for polychlorinated dibenzofiirans: Report EPA 600/8−86/018 A. US EPA. 1986.
- UBA (1985). Sachstand dioxine. Stand November 1984. Umwelt Bundesamt Ber.5/85. В.: Schmind. 1985. 385 p.
- Schlatter C. VDI Berichte 634- Dioxins. Dusseldorf: VDI Verlag. 1987.P.503−514.
- Ahlborg U.G., Hakansson H., Hamberg A., Wearn F. Statens Miljomedicinska Laboratorium. Stockholm. Miljo raport. 1988.
- International toxicity equivalency factors (I/TEF) method of risk assessment for complex mixtures of dioxins and related compounds: report № 176. NATO/CCMS. 1988.26 p.
- Мишанов JI.H. Токсикология диоксинов и родственных соединений // Диоксины супертоксиканты XXI века. Проблемы. Информационный выпуск
- М.: ВИНИТИ, 1997. С. 40−61.
- Измеров Н.Ф., Саноцкий И. В., Сидоров К. К. Параметры токсикологии промышленных ядов при однократном воздействии (справочник). М.: Медицина, 1977. 240 с.
- Трегер Ю.А. Источники образования диоксинов. // Диоксины супертоксиканты XXI века. Проблемы. Информационный выпуск № 1. М.: ВИНИТИ,. 1997. С. 25−39.
- Итоги переговоров между Repair OIL и Европейскими коллегами по утилизации трансформаторов с совтолом (совол, ПХБ). Полный текст: http://www.otrabotka.net/news/2009−09−21sovtol.html.
- Парфенюк Ф. С. Антонюк С.И., Топоров A.A. Диоксины: проблема техногенной безопасности технологий термической переработки углеродистых отходов// Экотехнология и ресурсосбережение. № 6. 2002. С.40−44.
- К. Смельцов. В бензольном кольце// Областной аналитический еженедельник «Хронограф». № 47 (119). 2005.
- Региональная оценка стойких токсичных веществ. Программа ООН по окружающей среде подпрограмма по химическим веществам. 2002. 143 с.
- Самсиков Е.А., Кононов А. И. Комплексная технология обезвреживания ПХБ и содержащего их оборудования// Экология производства. 2006. № 11. С. 56−62.
- Аршинов Н.П., Васин A.B., Папуша А. И., Папуша И. А., Тюрин О. В. Опыт обезвреживания ПХБ из крупногабаритных силовых трансформаторов// Электрика. 2006. № 3. С. 28−32.
- Милош В.В. Диоксины и их потенциальная опасность в экосистеяуге «человек окружающая среда»// Центр Внешкольной работы (ЦВР) г Молодечно. Полный текст: http://crowngold.narod.ru/articles/dioxini.htm#part43
- Kimbara К. et al. Disposal of industrial waste// Japan Railway & Transp0rt Review. 1998. № 17. P.17−19.
- Центр международных проектов. Подготовка к выполнению в Рф Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях. ГХ5СБ Полный текст: http://cip-pops.ru/index.php?option=comcontent&view= article&i^ =8&Itemid=14&lang=ru.
- Masayuki Murabayashi, Hasso Moesta. Thermodynamic study on the reduction of the poly chlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans in incinerator exhausts// Environ. Scl. Technol. 1992.Y. 26. № 4. P. 797−802.
- Moreno Pirajan J.C., Garsia Ubaque C.A., Fajardo R., Giraldo L., Sapag Evaluation of dioxin and furan formation thermodynamics in combustion processes of urban solid wastes// Eel. Quim. Sao Paulo. 2007. V. 32. № 1. P. 15−18.
- Yazawa Akira, Nakazawa Shigeatsu. Explanation of the thermal formation Qf dioxins from thermodynamic viewpoint// Metals and materials international. 2001 .V 7. № l.P. 15−20.
- Зайцев A.K., Леонтьев Л. И., Юсфин Ю. С. Анализ формирования экотоксикантов в термических процессах. Научные доклады. Екатеринбург Институт металлургии УрО РАН, 1997. 85 с.
- Моисеев Т.К., Ватолин Н. А. Термодинамическое моделирование: предмет применение и проблемы// Доклады РАН. 1994. Т.337. № 6. С.775−778.
- Синярев Г. Б., Ватолин Н. А., Трусов Б. Г., Моисеев Т. К. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов. М.: Наука, 1983. 263 с.
- Ватолин Н.А., Моисеев Т. К., Трусов Б. Г. Термодинамическое моделирование в высокотемпературных неорганических системах. М.: Металлургия, 1994. 353 с.
- Моисеев Г. К., Ватолин Н. А. Маршук Л.А., Ильиных Н. И. Температурные зависимости приведенной энергии Гиббса некоторых неорганических веществ (альтернативный банк данных ACTPA. OWN). Екатеринбург: УрО РАН, 1997. 230 с.
- Моисеев Г. К., Вяткин Т. П. Термодинамическое моделирование в неорганических системах: Учебное пособие. Челябинск: ЮУрГУ, 1999. 256с.
- Рождественский И.Б., Олевинский К. К., Гутов В. И. Алгоритм программы химической термодинамики высокотемпературных гетерогенных систем// Теплофизические свойства химически реагирующих гетерогенных систем. М.: ЭНИИН, 1975. С.107−144.
- Синярев Г. Б, Трусов Б. Г., Слынько Л. Е. Универсальная программа для определения состава многокомпонентных рабочих тел и расчета некоторых тепловых процессов// Труды МВТУ. М: МВТУ. 1973. № 159. С.60−71.
- Dorn W.S. Variational principles for Chemical Eguilibrium// J.Chem. Phys. 1960. V.32. № 5. P. 1490−1492.
- Трусов Б.Г. Астра. Моделирование химических и фазовых равновесий при высоких температурах: Руководство по эксплуатации. М.: МВТИ им. Н. Э. Баумана, 1989. 37с.
- Domalski E. S., Hearing E. D. Estimation of the Thermodynamic Properties of C-H-N-O-S-Halogen Compounds at 298.15 K// J. of Phys. and Chem. Ref. Data. 1993. V. 22. P. 805−1159.
- Рид P., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие. Пер. с англ. под ред. Б. И. Соколова. 3-е изд., перераб. и доп. JL: Химия, 1982. 592с.
- Richard Laurent and Helgeson Harold С. Calculation of the thermodynamic properties at elevated temperatures and pressures of saturated and aromatic high molecular// Geochimica et Cosmochimica Acta. 1998. V. 62.№. 23/24.P.3591- 3636.
- Walker B.E. Jr., Brooks M.S., Ewing C.T., Miller R.R. Specific heat of biphenyl and other polyphenyls. Correlation of specific heat data for phenyl type compounds// J. Chem. Eng. Data. 1958. V.3. P. 280−282.
- Eigenmann H.K., Golden D.M., Benson S.W. Revised Group Additivity Parameters for the Enthalpies of Formation of Oxygen-Containing Organic Compounds//J. Phys. Chem. 1973. V.77. P.1687−1691.
- Geidarov Kh.I., Karasharli K.A., Dzhafarov O.I. Analysis of the results of the thermodynamic investigation of diphenyl derivatives// Azerb. Khim. Zhur. 1977. V.5. P.112−115.
- Chirico R.D., Knipmeyer S.E., Nguyen A., Steele W.V. The thermodynamic properties of biphenyl// J. Chem. Thermodyn. 1989.V. 21. P. 1307−1331.79. «Cambridgesoft» database, ver. 8.0.6, December 31. 2003.
- Thompson D. Enthalpies of formation and entropies of chlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans- selected data for computer-based studies// Thermochim. Acta. 1995. V. 261.P.7−20.
- Jung Eun Lee, Wonyong Choi. DFT Calculation on the Thermodynamic properties of polychlorinated dibenzo-p-dioxins: intramolecular Cl-Cl repulsion effects and their thermochemical implications// J. Phys. Chem. A. 2003. V. 107. P. 2693−2699.
- Лукьянова В.А., Колесов В. П. Стандартная энтальпия формирования дибензо-п-диоксина//Журн. физ. химии. 1997. Т. 71. № 3. С. 406−408.
- Гурвич JI.B., Дорофеева О. В., Иориш B.C. Термодинамическое моделирование образования 2,3,7,8-тетрахлордибензо-п-диоксина в процессах горения//Ж.физ. химии. 1993. Т. 67. № 10. С. 2030−2032.
- Coleman D.J., Pilcher G. Heats of combustion of biphenyl, bibenzyl, naphthalene, anthracene, and phenanthrene// Trans. Faraday Soc. 1966. V. 62. P. 821−827.
- Mackle H., O’Hare P.A.G. A high-precision aneroid semi-micro combustion calorimeter// Trans. Faraday Soc. 1963. V. 59. P. 2693−2701.
- Parks G.S., Vaughan L.M. The heat of combustion of biphenyl// J. Am. Chem. Soc. 1951.V. 73. P. 2380−2381. '
- Smith N.K., Gorin G., Good W.D., McCullough J.P. The heats of combustion, sublimation, and formation of four dihalobiphenyls// J. Phys. Chem. 1964.V. 68. P. 940−946.
- Huffman H.M., Parks G.S., Daniels A.C. Thermal data on organic compounds.
- VII. The heat capacities, entropies and free energies of twelve aromatic hydrocarbons//J. Am. Chem. Soc. 1930.V. 52. P. 1547−1558.
- Saito K., Atake Т., Chihara H. Incommensurate phase transitions and anomalous lattice heat capacities of biphenyl// Bull. Chem. Soc. Japan. 1988. V.61. P. 679−688.
- Saito K., Atake Т., Chihara H. Perfluorobiphenyl and perchlorobiphenyl: heat capacities and intramolecular twisting vibrations// J. Chem. Thermodynam. 1987. V. 19. P. 9−18.
- Casalinil R., Paluch M., Fontanella J. J., Roland С. M. Investigation of the correlation between structural relaxation time and configurational entropy under high pressure in a chlorinated biphenyl//J. Chem. Phys. 2002.V. 117. P. 4901−4906.
- Предельно допустимая концентрация (ПДК) поилихлорированных дибензодиоксинов и полихлорированных дибензофуранов в атмосферном воздухе населенных мест. ГН 2.1.6.014−94. Утвержден Госкомсанэпиднадзором России от 22.07.94 года.
- Бесков B.C., Сафронов B.C. Общая химическая технология и основы промышленной экологии. М.: Химия, 1999. 470 с.
- Хомченко Г. П. Пособие по химии для поступающих в вузы. 3-е изд. испр. и доп. М.: Новая волна, 1997. 463 с.
- Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. ГН 2.2.5.1313−03. Утвержден Госкомсанэпиднадзором России в 2003 г.
- Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1971. 456 с.
- Начала металлургии: Учебник для вузов. Под ред. проф. В. И. Коротича. Екатеринбург: УГТУ, 2000. 392 с.
- Дмитриев А.Н., Шумаков Н. С., Леонтьев Л. И., Онорин О. П. Основы теории и технологии доменной плавки. Екатерибург: УрО РАН, 2005. 547с.
- Байков А.А. Восстановление и окислов твердым углеродом. Собрание трудов АН СССР. T. II, 1948. 318 с.
- ЮЗ.Вегман Е. Ф., Жеребин Б. Н., Похвиснев А. Н., Юсфин Ю. С., Курунов И. Н., Пареньков А. Е., Черноусое П. И. Метталургия чугуна: учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. 774с.
- Ефименко Г. Г. Гиммельфарб A.A. Левченко В. Е. Металлургия чугуна. Киев: Вища школа, 1988. 350с.
- Тарасов В.П. Газодинамика доменного процесса. М.: Металлургия, 1982.
- Остроухое М.Я. Процесс шлакообразования в доменной печи. М.: Металлургиздат, 1963. 224 с.
- Лепинских Б.М., Белоусов A.A., Бахвалов С. Г., Востряков A.A., Постухов Э. А., Попова Э. А. Транспортные свойства металлических и шлаковых расплавов: Справ, изд. М.: Металлургия, 1995. 649с.
- Атлас шлаков. Справ, изд. Переведенное с немецкого. М.: Металлургия, 1985. 208 с.
- Программа по расчету вязкости доменного шлака. Полный доступ в интернете: http://www.domna.org.ua/Slag.aspx.
- Рамм А.Н. Современный доменный процесс. М.: Металлургия, 1980. 304с.
- Гладикова Л. А., Тетерин В. В., Кирьянов С. В., Бездоля И. Н. Применения карбамида для очистки хлорсодержащих газов// 5-я Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» Харьков. 2008. С. 146−147.
- Алиев Г. М.-А. Устройство и обслуживание газоочистных и пылеулавливающих установок. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1988. 368 с.
- Лопаткин Е.В., Лефедова О. В. Каталитическое дехлорирование хлорсодержащих ароматических соединений// 5-я Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» Харьков. 2008.С. 77−78.222 с.