The devices and parameters for technogenic pollution freezing by liquid and gaseous nitrogen

Abstract

Для ликвидации последствий техногенных загрязнений, в том числе и разливов ракетного топлива, связанных с эксплуатацией ракет-носителей, предлагается использование криогенного метода замораживания с последующей утилизацией загрязненного грунта. Для быстрого замораживания относительно ровной поверхности загрязнений разработано устройство с набором двухзонных модулей с применением жидкого и, образующегося в результате его испарения, газообразного азота. При замораживании в местах со сложным рельефом поверхности загрязненного грунта эффективно использование разработанного распылителя жидкого азота типа «пистолет». Изготовлен опытный образец «пистолета» и проведены испытания, доказывающие заявленную его эффективность. В качестве объекта замораживания использовалось наиболее экологически токсичное ракетное топливо-несимметричный диметилгидразин (НДМГ). На базе предложенных криогенных устройств разработаны математические модели расчета следующих параметров замораживания жидким и газообразным азотом загрязненного грунта: коэффициент теплоотдачи (α), продолжительность процесса (τ) и конечная температура (t к), обеспечиваемая параметром (τ). Результаты расчета основных параметров замораживания ракетного топлива представлены в виде табличных и графических зависимостей от толщины слоя загрязненного грунта (δ), концентрации НДМГ (C п) и интервала температур парожидкостного и газообразного азота (t аз) в широком диапазоне их значений. Полученные основные параметры процесса замораживания загрязненного ракетным топливом грунта жидким и газообразным азотом необходимы при практической реализации предлагаемых криогенных устройств, а используемые методики расчета применимы для любых техногенных загрязнений. Ключевые слова: замораживание, криогенный модуль, жидкий и газообразный азот, загрязненный грунт, ракетное топливо, техногенные загрязнения.