CC BY
5
https://doi.org/10.15350/17270529.2023.4.49
УДК 51-73:628.474.32:547.6
1.3.17 - Химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества (физико-математические, химические науки)
Термодинамическое моделирование газофазного сгорания тетрахлордибензол-и-диоксина в атмосфере воздуха
Н. М. Барбин123, М. А. Шумилова1, Д. И. Терентьев2, М. Ю. Карпухин3
1 Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН, Россия, 426067, Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34
2 Уральский институт государственной противопожарной службы МЧС России, Россия, 620062, Екатеринбург, ул. Мира, 22
3 Уральский государственный аграрный университет, Россия, 620062, Екатеринбург, ул. Либкнехта, 42
Аннотация. Диоксины являются одними из самых опасных суперэкотоксикантов техногенного происхождения, способные образоваться при наличии трех условий: присутствия органики и хлор- или бромсодержащих компонентов и высокой температуры. В связи с токсичностью данного соединения целью работы является изучение процесса сгорания тетрахлордибензо-и-диоксина в воздухе методом термодинамического моделирования для создания новых технологий. Изучаемая система состояла из конденсированного диоксина (твёрдого и жидкого) и атмосферы воздуха (02+N2) в соотношении 10:1 и 1:2 соответственно. В результате проведенного расчета установлено, что увеличение количества воздуха в системе уменьшает температурный интервал начала и окончания испарения диоксина, а также повышает концентрации N2, CO, HCl в газовой фазе во всем температурном интервале с уменьшением концентрации диоксина и других соединений.
Ключевые слова: термодинамическое моделирование, диоксины, воздух, максимальная концентрация, температурный интервал.
Н Николай Барбин, e-mail: [email protected]
Thermodynamic Modeling of Gas-Phase Combustion of Tetrachlorodibenzo-p-dioxin in an Air Atmosphere
Nikolai M. Barbin1'2'3, Marina A. Shumilova1, Dmitriy I. Terentiev2, Mikhail Yu. Karpukhin3
1 Udmurt Federal Research Center UB RAS (34, T. Baramzina St., Izhevsk, 426067, Russian Federation)
2 Ural Institute of State Fire Service of EMERCOM of Russia (22, Mira St., Ekaterinburg, 620062, Russian Federation)
3 Ural State Agrarian University (42, Liebknecht St., Ekaterinburg, 620075, Russian Federation)
Summary. Dioxins refer to the most dangerous technogenic superecotoxicants for the formation of which three conditions are necessary: the presence of organic matter, chlorine- or bromine-containing components, and high temperature. Consequently, almost all thermal processes are a serious problem since they are accompanied by the formation of environmentally hazardous amounts of dioxins. The aim of the work is to study the process of combustion of tetrachlorodibenzo-p-dioxin in air by the method of thermodynamic modeling to create new technologies. The process of tetrachlorodibenzo-p-dioxin combustion in the air atmosphere with different ratios of the system components has been studied by thermodynamic modeling. It has been established that with an increase in the air content in the system, the temperature interval for the existence of dioxin and its concentration decrease. An increase in the amount of air in the system leads to an increase in the concentration of N2, CO, HCl in the gas phase over the entire temperature range, while the concentrations of dioxin and other compounds decrease. In each of the studied systems, the presence of compounds characteristic only of one of the systems and absent in the other was recorded. Thus, the combustion of dioxin should be carried out in the presence of a large amount of air, which reduces the amount of harmful substances formed.
Keywords: thermodynamic modeling, dioxins, air, maximum concentration, temperature range.
Н Николай Барбин, e-mail: NMBarbin@mail. ru
ВВЕДЕНИЕ
Диоксинообразные химические соединений (диоксины) представляют собой би- и трициклические галогенированные соединения, молекулы которых содержат два ароматических кольца, связанные двумя или одним кислородным мостиками [1]. В частности, брутто-формула наиболее экологически опасного тетрахлордибензо-и-диоксина имеет следующий вид С^ЩСЦОг [2]. Диоксины относятся к одним из самых опасных суперэкотоксикантов техногенного происхождения, обладающих мощным мутагенным, тератогенным и канцерогенным действиями [3]; ПДК диоксинов для воздуха составляет 0.5-10-9 мг/дм3 [4].
Для образования диоксинов необходимо наличие трех условий: присутствие органики и хлор- или бромсодержащих компонентов и высокая температура. Следовательно, серьезной проблемой являются практически все термические процессы, поскольку термическое разложение технических продуктов, сжигание осадков сточных вод, муниципальных и других промышленных и бытовых отходов, лесные пожары в лесах, обработанных хлорсодержащими пестицидами, синтез некоторых гербицидов, целлюлозно-бумажное производство сопровождаются образованием экологически опасных количеств диоксинов. Особенно это касается аварийной обстановки, в частности, при пожарах на производстве. В результате термодеструкции синтетических материалов при пожарах возможны массовые острые и хронические отравления людей различными выделяющимися ксенобиотиками
[5, 6].
Изучение сгорания диоксинов в атмосфере воздуха представляет собой сложную задачу [7 - 14]. Целью представленной работы является изучение процесса сгорания тетрахлордибензо-и-диоксина в воздухе методом термодинамического моделирования для создания новых технологий.
МЕТОДИКА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Исследование проводили методом термодинамического моделирования [15], который используется для изучения высокотемпературных процессов [16, 17]. Термодинамическое моделирование заключается в термодинамическом анализе равновесного состояния системы в целом (полный термодинамический анализ). Для расчетов использовали программный комплекс TERRA.[16].
Состав исходной системы состоял из конденсированного диоксина (твёрдого и жидкого) и атмосферы воздуха (02+N2). Было проведено моделирование двух систем с различным соотношением содержания диоксина и воздуха: в первой системе содержание диоксина было в 10 раз больше, чем воздуха; во второй системе соотношение между диоксином и воздухом составляло 1:2. Расчеты выполнялись при общем давлении, равном 1 • 105 Па, в интервале 293 - 1493 К с шагом 100 К.
В условиях термодинамического моделирования концентрации соединений в конденсированной и газовых фазах определяются равновесным состоянием всей системы в целом, то есть заданными параметрами (давление, температура) и исходным соотношением диоксин-воздух. При термодинамическом моделировании выявляются равновесные концентрации всех типов газообразных компонентов системы, возникающих в результате комплекса химических и физических превращений. Равновесные концентрации конденсированных и газообразных компонентов представляют собой продукты всех типов возможных реакций между диоксином и воздухом при достижении системой глобального экстремума термодинамического потенциала (Smax).
В составе системы были учтены диоксин С12Н4С1402 (твердый и жидкий) и его пары, конденсированные и газообразные вещества: H, H2, Cl, C12, HCl, N2, C2, C3, C4, C5, C6, C7, CO, C2O, CH2, CH3, CH4, C2H, C2H2, C2H3, C2H4, C3H, C4H, C4H2, C5H6, C6H6, CHO, COH2, CO2H2, HOCN, C2O2H4, CH2O, CH2O2, CC1, CCI2, CCI3, CCI4, C2CI, C2CI2, C2CI3, C2CI4, C2CI5, C2CI6, C1CO, CI2CO, CHC1, CH2CI, CH3CI, CHCI2, CH2CI2, CHCI3, C2HCI, C2H3CI, C2H2CI2, C2HCI3, C2H3CI3, C2H2C14, HC1CO, CN, CN2, NCN, C2N, CNC, C2N2, C4N, C5N, HCN, HCN, HNC, C1CN, C9H8, C12H8O, C12H9C1, C12H8C12, C12H4O2C14, C12H3C15O2, C12H3C16O2, C12H3C17O2, C11H10, C1CN, C12H7C13, C12H8O2, C12H3C15O2, C12H3C16O2, C12H3C17O2, C12H8O, C12H4C14O, C12H3C15O, C12H3C16O, C12H3C17O и еще 60 веществ, концентрация которых в равновесной системе меньше 0.0001 мол. дол.
Термодинамические функции веществ были взяты из литературных источников [18 - 20] и баз данных ИВТАНТЕРМО, TERRA, ASTRA, HSC Chemistry.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Первая система С12Н4О4О2 : воздух = 10 : 1
При температуре выше 693 К все вещества находятся в газовой фазе. Её равновесный состав приведен на рис. 1.
Рис. 1. Температурная зависимость состава газовой фазы в первой системе: 1 - Ci2H4Cl4O2; 2 - HCl; 3 - CO; 4 - N2; 5 - C^HC^; 6 - C^Cb; 7 - C2Cl2; 8 - C4H2; 9 - ClCN; 10 - CgN; 11 - C2HCl; 12 - C2N2; 13 - HCN; 14 - Cl; 15 - Cl2; 16 - C2Cl4; 17 - C3H; 18 - C2H2
Fig. 1. Temperature dependence of the composition of the gas phase in the first system: 1 - C12H4Cl4O2; 2 - HCl; 3 - CO; 4 - N2; 5 - C12HCl7O2; 6 - C12H8Cl2; 7 - C2Cl2; 8 - C4H2; 9 - ClCN; 10 - C5N; 11 - C2HCl; 12 - C2N2; 13 - HCN; 14 - Cl; 15 - Cl2; 16 - C2Cl4; 17 - C3H; 18 - C2H2
При 693 К основным компонентом системы является диоксин, концентрация которого составляет 0.363 мол. дол., дальнейшее повышение температуры ведет к уменьшению его концентрации, достигая 0.0001 мол. дол. при 1159 К. Другим значимым компонентом является азот, его содержание составляет 0.360 мол. дол. при 693 К и уменьшается до 0.1 мол. дол. при 1493 К. Концентрация СО увеличивается в температурном интервале от 693 до 993 К от 0.223 до 0.462 мол. дол., при дальнейшем повышении температуры до 1293 уменьшается до 0.338 мол. дол. и практически не меняется в интервале 1293 - 1493 К.
Содержание паров HCl уменьшается в температурном интервале 693 - 1093 К от 0.073 до 0.007 мол. дол., далее возрастает до 0.111 мол. дол. при температуре 1293 К и незначительно меняется с ростом температуры до 1493 К (0.134 мол. дол.).
Концентрация С^НСЬОг при 693 К составляет 0.001 мол. дол., возрастает до 0.112 мол. дол. при 993 К и уменьшается до 0.0001 мол. дол. при 1160 К. Концентрация C12HsC12 при 693 К составляет 0.002 мол. дол., возрастает до 0.121 мол. дол. при 993 К и уменьшается до 0.0001 мол. дол. при 1340 К.
Соединение С2С14 характеризуется концентрацией 0.0001 мол. дол. при 826 К, которая возрастает до 0.001 мол. дол. при 993 К и уменьшается до 0.0001 мол. дол. при 1395 К.
Соединение С2С12 с концентрацией 0.0001 мол. дол. при 833 К, возрастающей до 0.246 мол. дол. при 1193 К, немного снижающейся до 0.206 мол. дол. при 1293 К и практически неизменная 0.189 мол. дол. в температурном интервале до 1493 К
Соединение C1CN имеет концентрацию 0.0001 мол. дол. при 853 К, которая возрастает до 0.007 мол. дол. при 1093 К и увеличивается до 0.014 мол. дол. при 1493 К.
Газ C12 обладает концентрацией 0.0001 мол. дол. при 1233 К, увеличивающейся до 0.001 мол. дол. при 1493 К.
Количество C2N2 возрастает от 0.0001 мол. дол. при 963 К до 0.005 мол. дол. при 1093 К, уменьшается до 0 003 мол. дол. при 1293 К и возрастает до 0 004 мол. дол. при 1493 К.
Содержание соединения С4Н2 возрастает от 0.0001 мол. дол. при 956 К до 0.207 мол. дол. при 1293 К, и практически не меняется до 1493 К (0.197 мол. дол.)
Концентрация соединения С2НС1 возрастает от 0.0001 мол. дол. при 1015 К до 0.010 мол. дол. при 1493 К.
Количество соединения HCN возрастает от 0.0001 мол. дол. при 1120 К до 0.001 мол. дол. при 1493 К.
Концентрация C5N меняется сложным образом: возрастает от 0.0001 мол. дол. при 1060 К до 0.002 мол. дол. при 1093 К, характеризуется 0,003 мол. дол. при 1293 К, которые возрастают до 0.0015 мол. дол. при 1493 К.
Концентрация С1 возрастает от 0.0001 мол. дол. при 1233 К до 0.002 мол. дол. при 1493 К.
Содержание соединения С2Н2 возрастает от 0.0001 мол. дол. при 1466 К до 0.00015 мол. дол. при 1493 К.
Количество соединения С3Н возрастает от 0.0001 мол. дол. при 1373 К до 0 0004 мол. дол. при 1493 К.
На основании рис. 1 можно определить концентрационные и температурные интервалы нахождения газообразных соединений в системе (табл. 1). Согласно табличным данным, вещества N2, С12Н4С1402, С12НС1702, С12Н8С12 обладают отрицательным концентрационным интервалом, то есть конечная концентрация меньше начальной. У соединений С2С14, С3Н, С2Н2, С12 концентрационного интервала не существует, так как начальная и конечная концентрации совпадают. Для 10 соединений существует концентрационный интервал.
Температурный интервал имеют все соединения, расположенные в ряд в сторону его уменьшения: N2, СО, НС1, С2С12, С12НС17О2, С^НвСЬ, С1С^ С4Н2, С2СЦ, С2^, С2НС1, С12НС17О2, С5^ С12Н4С14О2, НС^ С12, С1, СзН, С2Н2.
Таблица 1. Температурные и концентрационные интервалы существования газовых соединений
в равновесной системе
Table 1. Temperature and concentration ranges of the existence of gas compounds in an equilibrium system
Система 1 / System 1 Система 2 / System 2
№ Соединения Температурный Концентрационный Температурный Концентрационный
Compounds интервал AT, K интервал AC, мол. дол. интервал AT, K интервал AC, мол. дол.
Temperature range AT, K Concentration range ДС, mole fractions Temperature range AT, K Concentration range ДС, mole fractions
1 n2 800 -0.239 900 -0.002
2 CO 800 0.110 900 -(0)
3 C12H4C14O2 430 -0.363 150 -0.001
4 C12HC17O2 466 -0.002 21 -(0)
5 HCl 800 0.062 900 -0.001
6 C2C14 569 -(0) 163 -(0)
7 C2C12 667 0.189 627 -(0)
8 C1CN 643 0.013 627 0.001
9 C2HC1 479 0.010 243 -(0)
10 HCN 370 0.001 417 0.001
11 C1 259 0.002 176 -(0)
12 C4H2 593 0.189 412 -(0)
13 c2n2 531 0.004 365 -(0)
14 c5n 442 0.015 - -
15 C3H 116 -(0) - -
16 C2H2 40 -(0) - -
17 C12 331 -(0) - -
18 C12H8C12 646 -0.002 - -
19 C12H7C13 - - 430 -(0)
Вторая система C12H4CI4O2 : воздух = 1 : 2
При температуре выше 593 К все вещества находятся в газовой фазе. Её равновесный состав приведен на рис. 2.
В интервале температур 593 - 1493 К основными компонентами газовой фазы являются: азот с концентрацией 0.537 мол. дол.; СО с концентрацией 0.347 мол. дол. и HCl с концентрацией 0.116 мол. дол.
Концентрация паров C12H4O4O2 при 593 К составляет 0.001 мол. дол., уменьшаясь до 0.0004 мол. дол. при 693 К и до 0.0001 мол. дол. при 746 К.
Концентрация C12H7Cl3 возрастает до 0.0001 мол. дол. при 693 К до 0.0003 мол. дол. при 793 К, достигая максимума 0.0004 мол. дол. при 893 К, после чего происходит ее уменьшение до 0.0003 мол. дол. при 1093 К и далее до 0.0001 мол. дол. при 1121 К.
Соединение C12HCl702 имеет концентрацию 0.0001 мол. дол. при 793 К.
Содержание C2Cl4 возрастает от 0.0001 при 779 К до 0.00013 мол. дол. при 793 К, достигая максимума 0.0002 мол. дол. при 893 К и уменьшается до 0.0001 мол. дол. при 936 К.
Количество соединения C2Cl2 возрастает от 0.0001 мол. дол. при 872 К до 0.0004 мол. дол. при 993 К, достигает максимума 0.0006 мол. дол. при 1193 К и уменьшается до 0.0003 мол. дол. при 1493 К.
Концентрация ClCN возрастает от 0.0001 мол. дол. при 872 К до 0.001 мол. дол. при 1493 К.
о г 3
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
S93 633 793 893 993 1093 1193 1293 1393 14-93
X К
Рис. 2. Температурная зависимость состава газовой фазы во второй системе: 1 - HCl; 2 - CO; 3 - N2; 4 - C12H4CI4O2; 5 - C12H7Cl3; 6 - C12HCl7O2; 7 - C2Cl4; 8 - ClCN; 9 - C2Cl2; 10 - C4H2;11 - HCN; 12 - C2N2; 13 - Cl; 14 - C2HCl
Fig. 2. Temperature dependence of the composition of the gas phase in the second system: 1 - HCl; 2 - CO; 3 - N2; 4 - C12H4Cl4O2; 5 - C12H7Cl3; 6 - C12HCl7O2; 7 - C2Cl4; 8 - ClCN; 9 - C2Cl2; 10 - C4H2; 11 - HCN; 12 - C2N2; 13 - Cl; 14 - C2HCl
У соединения C4H2 содержание возрастает от 0.0001 мол. дол. при 1090 К до 0.0008 мол. дол. при 1193 К и уменьшается до 0.0005 мол. дол. при 1493 К.
Концентрация HCN возрастает от 0.0001 мол. дол. при 1090 К до 0.001 мол. дол. при 1493 К.
Количество соединения C2N2 возрастает от 0.0001 мол. дол. при 1136 К до 0.0003 мол. дол. при 1493 К.
Концентрация C2HCl увеличивается от 0.0001 мол. дол. при 1236 К до 0.00012 мол. дол. при 1493 К.
Концентрация Cl возрастает от 0.0001 мол. дол. при 1321 К до 0.0005 мол. дол. при 1493 К.
На основании рис. 2 можно определить концентрационные и температурные интервалы нахождения газообразных соединений в системе (табл. 1). Из таблицы следует, что для N2, С12Н4С1402, С12НС1702, НС1 концентрационный интервал отрицательный, то есть конечная концентрация меньше начальной. У соединений СО, С12Н7С12, С2С14, С2С12, С2НС1, С1, С4Н2, C2N2, С12Н7С13 концентрационного интервала не существует, так как начальная и конечная концентрации совпадают. Для C1CN и НСN существует концентрационный интервал.
Температурным интервалом обладают все соединения, расположенные в ряд в направлении его уменьшения N2, СО, НС1, С2С12, C1CN, С12Н7С13, HCN, С4Н2, C2N2, С2НС1, С1, С2С14, С12Н4С14О2, С12НС17О2.
Сравнение первой и второй систем
Рис. 1 и рис. 2 показывают, что увеличение содержания воздуха в системе ведет к повышению концентрации N2, СО, НС1 в газовой фазе во всем температурном интервале и к уменьшению концентрации диоксина и других соединений.
В первой системе зафиксировано наличие 5 соединений, отсутствующих во второй системе и, наоборот, во второй системе присутствует одно соединение, отсутствующее в первой (табл. 1).
Из сравнения систем следует, что при нагревании с увеличением содержания воздуха происходит уменьшение концентрации диоксина; также в обеих системах нагревание приводит к снижению содержания диоксина. Если исходить из того, что в исследуемых системах наиболее токсичным является диоксин, то нагревание ведет к уменьшению вредного воздействия обеих систем.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Методом термодинамического моделирования изучен процесс горения тетрахлордибензо-и-диоксина в атмосфере воздуха при меняющемся соотношении компонентов системы. Установлено, что с увеличением содержания воздуха в системе уменьшается температурный интервал существования диоксина и его концентрация, при этом повышаются концентрации N2, СО, НС1 в газовой фазе. Следовательно, сжигание диоксина необходимо проводить при большом содержании воздуха, так как это ведет к образованию меньшего количества вредных веществ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Волохов Н. Д., Лихачева И. В., Анахов С. В. Проблема обезвреживания диоксинов // Экологическая безопасность в техносферном пространстве : сборник материалов Второй Всероссийской с международным участием научно-практической конференции молодых ученых и студентов. Екатеринбург, 2019. С. 45-51.
2. Бердников В. И., Гудим Ю. А. Условия образования диоксинов при высокотемпературном сжигании хлорсодержащих материалов // Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2015. Т. 58, № 2. С. 77-82. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2015-2-77-82
3. Анахов С. В., Матушкин А. В., Пыкин Ю. А. Обоснование способа плазменного дожигания газообразных продуктов переработки опасных отходов // Техносферная безопасность. Научный электронный журнал. 2020. Т. 29, N° 4. С. 23-36.
REFERENCES
1. Volohov N. D., Lihacheva I. V., Anahov S. V. Problema obezvrezhivaniya dioksinov [Problem of neutralization of dioxins].
Ekologicheskaya bezopasnost' v tekhnosfernom prostranstve : sbornik materialov Vtoroj Vserossijskoj s mezhdunarodnym uchastiem nauchno-prakticheskoj konferencii molodyh uchenyh i studentov [Ecological safety in the technosphere space: collection of materials of the Second All-Russian scientific and practical conference of young scientists and students with international participation]. Ekaterinburg, 2019. pp. 45-51. (In Russian).
2. Berdnikov V. I., Gudim Yu. A. Usloviya obrazovaniya dioksinovpri vysokotemperaturnom szhiganii hlorsoderzhashchih materialov [Conditions for the formation of dioxins during high-temperature combustion of chlorine-containing materials], Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Chernaya Metallurgiya [News of Higher Educational Institutions. Ferrous Metallurgy ], 2015, vol. 58, no. 2, pp. 77-82. (In Russian).
https://doi.org/10.17073/0368-0797-2015-2-77-82
3. Anahov C. V., Matushkin A. V., Pykin YU. A. Obosnovanie sposoba plazmennogo dozhiganiya gazoobraznyh produktov pererabotki opasnyh othodov [Substantiation of the method of plasma afterburning of gaseous products of hazardous waste processing], Tekhnosfernaya bezopasnost' [Technosphere Safety. The scientifical online journal], 2020, vol. 29, pp. 23-36. (In Russian).
4. Харина Г. В., Анахов С. В. Термодинамические характеристики процессов разложения и синтеза некоторых диоксинов // Экологическая безопасность в техносферном пространстве : сборник материалов IV Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых и студентов. Екатеринбург, 2021. С. 194-198.
5. Черняк Ю. И., Грассман Д. А. Воздействие диоксинов на пожарных // Медицина труда и промышленная экология. 2007. № 6. С. 18-21.
6. Федоров Л. А. Диоксины как экологическая опасность: Ретроспектива и перспективы. М.: Наука. 1993. 266 с.
7. Буряк И. В., Рахманов И. В. Особенности технологии и энергосбережения термоокислительного обезвреживания хлорсодержащих отходов // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Экономика и экологический менеджмент. 2015. N° 3. С. 364-367.
8. Кузнецов Н. П., Тененев В. А., Хайбулин Р. Г. Технические решения по предотвращению образования диоксинов при термической утилизации промышленных отходов // Экология промышленного производства. 2014. № 2. С. 7-12.
9. Chen Z., Yu G., Zou X., Wang Y. Co-disposal of incineration fly ash and sewage sludge via hydrothermal treatment combined with pyrolysis: Cl removal and PCDD/F detoxification // Chemosphere, 2020, vol. 260, 127632. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.127632
10. Yaghmaeian K., Jaafarzadeh N., Nabizadeh R., Dastforoushan G., and Jaafari J. CFD modeling of incinerator to increase PCBs removal from outlet gas // Journal of Environmental Health Science and Engineering, 2015, vol. 13, 60. https://doi.org/10.1186/s40201-015-0212-0
11. Барышева О. Б., Хабибуллин Ю. Х. Численное моделирование параметров топочных установок с учетом кинетики химических реакций // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. Т. 32, № 2. С. 380-385.
12. Finocchio E., Busca G., Notaro M. A review of catalytic processes for the destruction of PCDD and PCDF from waste gases // Applied Catalysis B: Environmental, 2006, vol. 62, pp. 12-20. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2005.06.010
13. Nganai S., Lomnicki S. M., Dellinger B. Formation of PCDD/Fs from the Copper Oxide-Mediated Pyrolysis and Oxidation of 1,2-Dichlorobenzene // Environmental Science & Technology, 2011, vol. 45, pp. 1034-1040. https://doi.org/10.1021/es102948f
14. Lee V. K. C., Cheung W.- H., McKay G. PCDD/PCDF reduction by the co-combustion process // Chemosphere, 2008, vol. 70, pp. 682-688. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2007.06.072
15. Моисеев Г. К., Вяткин Г. П., Барбин Н. М. Применение термодинамического моделирования для изучения воздействий с учетом ионных расплавов. Челябинск: ЮУрГУ. 2002. 166 с.
16. Барбин Н. М., Шумилова М. А., Гончаров О. Ю. Термодинамическое моделирование высокотемпературного поведения арсенитов натрия и калия // Химическая физика и мезоскопия. 2022. Т. 24, № 3. С. 400-407. https://doi.org/10.15350/17270529.2022.3.33
4. Harina G. V., Anahov S. V. Termodinamicheskie harakteristiki processov razlozheniya i sinteza nekotoryh dioksinov [Thermodynamic characteristics of the processes of decomposition and synthesis of some dioxins]. Ekologicheskaya bezopasnost' v tekhnosfernom prostranstve: cbornik materialov IV Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii prepodavatelej, molodyh uchenyh i studentov [Ecological Safety in the Technosphere Space: Collection of Materials of the IV International Scientific and Practical Conference of Teachers, Young Scientists and Students]. Ekaterinburg, 2021. pp. 194-198.
(In Russian).
5. CHernyak Yu. I., Grassman D. A. Vozdejstvie dioksinov na pozharnyh [The impact of dioxins on firefighters]. Medicina truda i promyshlennaya ekologiya [Occupational Medicine and Industrial Ecology], 2007, no. 6, pp. 18-21. (In Russian).
6. Fedorov L. A. Dioksiny kak ekologicheskaya opasnost': Retrospektiva i perspektivy [Dioxins as an Environmental Hazard: Retrospective and Prospects]. Moscow: Nauka Publ., 1993. 266 p.
7. Buryak I. V., Rahmanov I. V. Osobennosti tekhnologii i energosberezheniya termookislitel'nogo obezvrezhivaniya hlorsoderzhashchih othodov [Features of technology and energy saving of thermal-oxidative decontamination of chlorine-containing wastes].
Nauchnyj zhurnal NIUITMO. Seriya: Ekonomika i ekologicheskij menedzhment [Scientific Journal NRU IFMO], 2015, no. 3. pp. 364367. (In Russian).
8. Kuznecov N. P., Tenenev V. A., Hajbulin R. G. Tekhnicheskie resheniya po predotvrashcheniyu obrazovaniya dioksinov pri termicheskoj utilizacii promyshlennyh othodov [Technical solutions to prevent the formation of dioxins during thermal utilization of industrial waste]. Ekologiya promyshlennogo proizvodstva [Ecology of Industrial Production], 2014, no. 2, pp. 7-12. (In Russian).
9. Chen Z., Yu G., Zou X., Wang Y. Co-disposal of incineration fly ash and sewage sludge via hydrothermal treatment combined with pyrolysis: Cl removal and PCDD/F detoxification. Chemosphere, 2020, vol. 260, 127632. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.127632
10. Yaghmaeian K., Jaafarzadeh N., Nabizadeh R., Dastforoushan G., and Jaafari J. CFD modeling of incinerator to increase PCBs removal from outlet gas. Journal of Environmental Health Science and Engineering, 2015, vol. 13, 60.
https://doi .org/10.1186/s40201-015-0212-0
11. Barysheva O. B., Habibullin Yu. H. Chislennoe modelirovanie parametrov topochnyh ustanovok s uchetom kinetiki himicheskih reakcij [Numerical modeling of the parameters of furnace installations taking into account the kinetics of chemical reactions]. Izvestiya Kazanskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel'nogo universiteta [Bulletin of the Kazan State University of Architecture and Civil Engineering], 2015, vol. 32, no. 2, pp. 380-385. (In Russian).
12. Finocchio E., Busca G., Notaro M. A review of catalytic processes for the destruction of PCDD and PCDF from waste gases. Applied Catalysis B: Environmental, 2006, vol. 62, pp. 12-20. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2005.06.010
13. Nganai S., Lomnicki S. M., Dellinger B. Formation of PCDD/Fs from the Copper Oxide-Mediated Pyrolysis and Oxidation of 1,2-Dichlorobenzene. Environmental Science & Technology, 2011, vol. 45, pp. 1034-1040. https://doi.org/10.1021/es102948f
14. Lee V. K. C., Cheung W.- H., McKay G. PCDD/PCDF reduction by the co-combustion process. Chemosphere, 2008, vol. 70, pp. 682688. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2007.06.072
15. Moiseev G. K., Vyatkin G. P., Barbin N. M. Primenenie termodinamicheskogo modelirovaniya dlya izucheniya vozdejstvij s uchetom ionnyh rasplavov [Application of thermodynamic modeling to study the effects of ionic melts]. Chelyabinsk: SUSU Publ., 2002.
166 p.
16. Barbin N. M., Shumilova M. A., Goncharov O. Yu. Termodinamicheskoe modelirovanie vysokotemperaturnogo povedeniya arsenitov natriya i kaliya [Thermodynamic modeling of high-temperature behavior of sodium and potassium arsenites], Khimicheskaya fizika i mezoskopiya [Chemical Physics and Mesoscopy], 2022, vol. 24, no 3, pp. 400-407. (In Russian). https://doi.org/10.15350/17270529.2022.333
17. Барбин Н. М., Шумилова М. А., Гончаров О. Ю. Термическая стабильность арсенатов и арсенитов цветных металлов // Химическая физика и мезоскопия. 2022. Т. 24, № 4. С. 545-553. https://doi.Org/10.15350/17270529.2022.4.45
18. Thermochemical date of pure substances. Third Edition Ihsan Barin in collaboration with Gregor Platzni. VCH Weinhein, New York, Basel, Cambridge, Tokyo, 1995. 1885 p.
19. Петров В. Г. Исследование превращений токсичных веществ в процессах трансформации техногенных продуктов и образований: дис. докт. хим. наук. Ижевск, 2006. 392 с.
20. Майорова А. В. Исследование образования и поведение вредных органических соединений и формирования газовых выбросов при утилизации ПХБ и технических смесей на их основе: дис. канд. хим. наук. Екатеринбург, 2010. 120 с.
17. Barbin N. M., Shumilova M. A., Goncharov O. Yu. Termicheskaya stabil'nost' arsenatov i arsenitov cvetnyh metallov [Thermal stability of arsenates and arsenites of alkali metal], Khimicheskaya fizika i mezoskopiya [Chemical Physics and Mesoscopy], 2022, vol. 24, no 4, pp. 545-553. (In Russian). https://doi.org/10.15350/17270529.2022A45
18. Thermochemical date of pure substances. Third Edition Ihsan Barin in collaboration with Gregor Platzni. VCH Weinhein: New York, Basel, Cambridge, Tokyo, 1995. 1885 p.
19. Petrov V. G. Issledovanie prevrashchenij toksichnyh veshchestv v processah transformacii tekhnogennyh produktov i obrazovanij [Study of transformations of toxic substances in the processes of transformation of technogenic products and formations]: dis. dokt. him. nauk. Izhevsk, 2006. 392 p.
20. Majorova A. V. Issledovanie obrazovaniya i povedenie vrednyh organicheskih soedinenij i formirovaniya gazovyh vybrosov pri utilizacii PHB i tekhnicheskih smesej na ih osnove [Study of the formation and behavior of harmful organic compounds and the formation of gas emissions during the disposal of PCBs and technical mixtures based on them]: dis. kand. him. nauk. Ekaterinburg, 2010. 120 p.
Поступила 11.09.2023; после доработки 08.12.2023; принята к опубликованию 12.12.2023 Received September 11, 2023; received in revised form December 8, 2023; accepted December 12, 2023
Информация об авторах
Барбин Николай Михайлович, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, УдмФИЦ УрО РАН, Ижевск; ведущий научный сотрудник Уральского института ГПС МЧС России, Екатеринбург; директор НИИ физико-химических проблем и техносферной безопасности УрГАУ, Екатеринбург, Российская Федерация, e-mail: NMBarbin@mail. ru
Шумилова Марина Анатольевна, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, УдмФИЦ УрО РАН, Ижевск, Российская Федерация
Терентьев Дмитрий Иванович, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, Уральский институт ГПС МЧС России, Екатеринбург, Российская Федерация
Карпухин Михаил Юрьевич, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий кафедрой, УрГАУ, Екатеринбург, Российская Федерация
Information about the authors
Nikolai M. Barbin, Dr. Sci. (Eng.), Leading Researcher, Udmurt Federal Research Center UB RAS, Izhevsk; Leading Researcher, Ural Institute of the State Fire Service EMERCOM ofRussia, Ekaterinburg; Director of the Research Institute ofPhysico-Chemical Problems and Technosphere Safety, Ekaterinburg, Russian Federation, e-mail: NMBarbin@mail. ru
Marina A. Shumilova, Cand. Sci. (Chem.), Leading Researcher, Udmurt Federal Research Center UB RAS, Izhevsk, Russian Federation
Dmitriy I. Terentiev, Cand. Sci. (Chem.), Leading Researcher, Ural Institute of the State Fire Service EMERCOM ofRussia, Ekaterinburg, Russian Federation
Mikhail Yu. Karpukhin, Cand. Sci (Agricultural), Head of the Department, Ural State Agrarian University, Ekaterinburg, Russian Federation
