Научная статья на тему 'Расчет количества образовавшихся диоксинов в дымовых газах установок по сжиганию отходов и оценка токсичности газовой смеси'

Расчет количества образовавшихся диоксинов в дымовых газах установок по сжиганию отходов и оценка токсичности газовой смеси Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
382
90
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ДИОКСИНЫ / DIOXINS / ИНСИНЕРАТОРЫ / INCINERATORS / ДЫМОВЫЕ ГАЗЫ / FLUE GASES / КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА / QUANTITATIVE ASSESSMENT / КОЭФФИЦИЕНТ ТОКСИЧНОСТИ / COEFFICIENT OF TOXICITY

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Петров Вадим Генрихович

Проведены расчеты кинетики синтеза полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов и сделана количественная оценка их образования в дымовых газах установок по сжиганию отходов для различных зон промышленных инсинераторов. Определен коэффициент токсичности таких газов, который близок 0,02 при временах пребывания газов в наиболее вероятном температурном диапазоне синтеза диоксинов от 0,3 до 300 с. Уменьшение и увеличение времени пребывания газов приводит к увеличению их токсичности. Результаты исследования позволяют рассчитать количество диоксинов в дымовых газах инсинераторов и сделать оценку их токсичности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Петров Вадим Генрихович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Calculation of the amount of generated dioxins in flue gases of incinerators and evaluation of toxicity of gas mixtures

The made calculations of synthesis kinetics of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/F) and a quantitative assessment of their formation in the flue gases at waste incineration plants. It is found that the constant of synthesis of dioxins in the temperature range 500-800 K is k = (3.92±0.68)∙10-7, s-1. After determining the residence time of the flue gas in various areas incinerators can calculate the amount of the produced PCDD/F. To evaluate the toxicity of a mixture of PCDD/F in the flue gas introduced toxicity coefficient, which is equal to: The coefficient was calculated for various flue gas of devices for waste destruction by burning. The average toxicity coefficient values in various ranges of PCDD/F concentration in the flue gas of incinerators are shown in the table: For such gases toxicity coefficient is approximately 0.02 at residence times of gases in the temperature range of the most probable synthesis of dioxins from 0.3 to 300 seconds. Reducing or increasing the residence time of the gases increases their toxicity. Results of the study can be used to calculate the amount of dioxins in the flue gases of incinerators and make it possible to assess their toxicity. Ranges of concentration PCDD/F), ng/nm3 The residence time of the gases in the temperature range, 500-800 K,s η 102 before 1 < 3.0∙10-2 8.14 1-10 3.0∙10-1 1.90 10-100 3.0 2.03 100-10000 300 1.92 over 10000 >300 4.39

Текст научной работы на тему «Расчет количества образовавшихся диоксинов в дымовых газах установок по сжиганию отходов и оценка токсичности газовой смеси»

УДК 504.3.054

РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ОБРАЗОВАВШИХСЯ ДИОКСИНОВ В ДЫМОВЫХ ГАЗАХ УСТАНОВОК ПО СЖИГАНИЮ ОТХОДОВ И ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ ГАЗОВОЙ СМЕСИ

ПЕТРОВ В. Г.

Институт механики Уральского отделения РАН, 426067, г. Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34

АННОТАЦИЯ. Проведены расчеты кинетики синтеза полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов и сделана количественная оценка их образования в дымовых газах установок по сжиганию отходов для различных зон промышленных инсинераторов. Определен коэффициент токсичности таких газов, который близок 0,02 при временах пребывания газов в наиболее вероятном температурном диапазоне синтеза диоксинов от 0,3 до 300 с. Уменьшение и увеличение времени пребывания газов приводит к увеличению их токсичности. Результаты исследования позволяют рассчитать количество диоксинов в дымовых газах инсинераторов и сделать оценку их токсичности.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: диоксины, инсинераторы, дымовые газы, количественная оценка, коэффициент токсичности.

ВВЕДЕНИЕ

Ранее были получены кинетические характеристики реакций синтеза полихлорированных дибензо-п-диоксинов и дибензофуранов (ПХДД/Ф) в зоне охлаждения дымовых газов установок по сжиганию отходов. Эти данные позволяют сделать оценку количества образовавшихся веществ в различных зонах установок по сжиганию отходов. В работе сделан расчет количества диоксинов в различных зонах промышленных инсинераторов, проведено сравнение данных анализа ПХДД/Ф в дымовых газах с результатами расчета. Анализ литературных сведений позволил сделать оценку для коэффициента токсичности газов в установках по сжиганию отходов. Результаты исследования позволяют рассчитать количество диоксинов в дымовых газах инсинераторов и сделать оценку их токсичности.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Для определения кинетики синтеза ПХДД/Ф были использованы данные предыдущих исследований определения термодинамических и кинетических характеристик синтеза диоксинов с зоне охлаждения дымовых газов. На основании термодинамических расчетов было установлено, что наиболее вероятным температурным интервалом синтеза диоксинов является интервал 500 - 800 К. С использованием метода неизотермической кинетики была определена энергия активации процесса в зоне охлаждения отходящих газов, а также определен предэкспоненциальный множитель в уравнении Аррениуса для равенства констант скоростей прямой и обратной реакции при нулевом значении потенциала Гиббса [1, 2]. Данные кинетики разложения ПХДД/Ф были взяты из работы [3]. Для оценки коэффициента токсичности были использованы данные работ по исследованию процессов сжигания различных отходов, веществ и материалов [4 - 10].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Реакцию синтеза диоксинов можно записать в виде обратимых реакций:

СО, Н2, СЬ

CIX

+ Н2О

CIx

х + y = 8

Количество ПХДД/Ф определяется следующим образом:

dc dc

обр

dcr

(2)

dт dт dт

Разделим выражение (1) на значение равновесной концентрации ПХДД/Ф - Ср. В этом случае выражение около состояния равновесия можно записать так:

dc , -= dx ■■

:( кобр - kразя )

(3)

где х - доля смеси ПХДД/Ф от равновесного значения концентрации смеси веществ и изменяется от 0 до 1.

После интегрирования от 0 до с, от 0 до х, от 0 до т, получим

(

C

■ = x =

кг,

,exp

( Е ^

а,обр

~RT

0, разя

exp

( Е ^

а, разя

RT

t.

(4)

J)

Как отмечалось выше, наиболее вероятно образование ПХДД/Ф в интервале температур 500 - 800 К [1,2]. При расчете констант образования был использован метод неизотермической кинетики, в котором определяется температура максимальной скорость реакции - Ттах, после этого определяются кинетические параметры процесса [11]. Для расчета средней константы скорости в этом диапазоне температур примем, что максимальная скорость образования смеси ПХДД/Ф наблюдается при температурах Ттах = 550, 600, 650 К. В табл. 1 приведены рассчитанные данные зависимости (кобр - кразл) от температуры в интервале 500 - 800 К для различных температур Ттах.

Таблица 1

Зависимости (кобр - кразл) от температуры в интервале 500 - 800 К для различных температур Тт

<—>

с

Т, К -7-1- {кобр ' кразя) 10 , с

Ттах = 550 К Ттах = 600 К Ттах = 650 К

500 0,531 0,747 1,028

550 1,109 1,421 1,829

600 2,049 2,426 2,958

650 3,445 3,815 4,441

700 5,568 5,615 6,283

750 7,447 7,509 8,047

760 7,552 7,612 8,056

770 7,226 7,302 7,623

780 6,066 6,134 6,342

790 3,338 3,365 3,480

800 0,0 0,0 0,0

Для оценки среднего значения действующей константы скорости реакции в интервале температур (Т - Т2 = 500 - 800 К) использовалось следующее выражение:

кср (Т2 - Т) = || к0,обр еХР

Е

а,обр

Л

- к

0, раз л

ехр

Е

а, разл

ят

л » I Рп ,

(5)

где РТ- площадь отдельных фрагментов разбивки зависимости (кобр - кразл ) = /(Т) для

метода графического интегрирования, т.к. интеграл в формуле (5) не имеет аналитического решения. В табл. 2 приведены значения кср для разных температур Ттах.

Таблица 2

Значения кср для разных температур Тт

Т

Т К Т тах> К кср 107, с-1

550 3,590

600 3,850

650 4,326

кср = (3,92 ± 0,68>10-/, с-1

Для оценки количества образующихся ПХДД/Ф с применением кинетических характеристик, необходимо иметь представление о равновесной концентрации - Ср ПХДД/Ф при синтезе в благоприятных для этого условиях из исходных веществ. Такие данные могут быть получены в результате экспериментов. В дальнейшем для расчета Ср были использованы данные работ [12, 13] по окислению в реакторе веществ, содержащихся в пыли, осаждающейся на электростатических пылеуловителях мусоросжигающих установок при температурах 550 - 700 К, когда наблюдается наибольший выход и наибольшие скорости образования ПХДД/Ф. Полученное равновесное количество диоксинов в этом

7 2

случае была равным 7,0-10 нг (7,0-10 - г) суммы ПХДД/Ф на кг исследуемой пыли.

На основании полученных данных средних действующих констант скорости в интервале температур 500 - 800 К были рассчитано количество ПХДД/Ф для двух промышленных инсинераторов (КТО - комплексов термического обезвреживания), производительностью 50 и 150 кг сжигаемых отходов в час [4, 5]. Данные для различных узлов инсинераторов и сравнение расчетных данных и данных по количеству ПХДД/Ф, полученных при анализе дымовых газов установки КТО-50 приведены в табл. 3 - 5.

Таблица 3

Распределение ПХДД/Ф в различных узлах инсинератора КТО-50, полученное на основании расчетов реакций синтеза

Наименование узла Общее количество ПХДД/Ф, пг/нм3

Камера сжигания > 0

Камера дожигания 0,0

Сухой скруббер 10,8-12,9

Пылеуловитель 4,3-20,8

Таблица 4

Распределение ПХДД/Ф в различных узлах инсинератора КТО-150, полученное на основании расчетов реакций синтеза

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Наименование узла Общее количество ПХДД/Ф, пг/нм

Камера сжигания инсинератора 0,0

Зона дожигания инсинератора 0,0

Рекуператор 0,0

Скруббер 70,4

Таблица 5

Сравнение значений содержания ПХДД/Ф, полученных при анализе дымовых газов для установки КТО-50 и рассчитанных по и кинетическим параметрам реакций

Содержание ПХДД/Ф, пг/нм Результаты анализа Расчетный метод

Общее количество 64,6 33,7

Из сравнения результатов анализа и использования расчетного метода можно сделать вывод, что они удовлетворительно соотносятся между собой. Некоторое отличие между расчетными и экспериментальными данными может быть связано с тем, что в реальных условиях эксплуатации параметры процесса иногда отличаются от установленного технологического регламента работы установки.

Сделанный расчет количества ПХДД/Ф не дает оценку токсичности газовой смеси. Такую оценку можно сделать на основании имеющихся литературных данных. Суммарный эквивалент токсичности смеси ПХДД/Ф рассчитывается по формуле:

ТБО = £ ( ПХДД • ТЕБ), + 2 ( ПХДФ • ТЕР);, (6)

где ТЕБ - эквивалент токсичности каждого из токсичных изомеров ПХДД, ПХДФ по отношению к наиболее токсичному 2,3,7,8-ТХДД; 1, ], - один из 28 рассматриваемых токсичных изомеров [14].

Очевидно, что изомерный состав смеси диоксинов в каждом отдельном случае может быть разным, что может зависеть от состава отходов, а также от условий их термического обезвреживания. Тем не менее, для отдельных процессов, например для установок по сжиганию, могут быть некоторые общие особенности, которые следует обсудить. В табл. 6 приведено обобщение сведений на основании литературных данных о коэффициенте токсичности газовой смеси в зависимости от количества образовавшихся ПХДД/Ф для различных установок по сжиганию отходов, веществ и материалов [4 - 10].

Таблица 6

Коэффициенты токсичности для различных установок по сжиганию отходов, веществ и материалов в зависимости от количества образовавшихся ПХДД/Ф

№ п/п Характеристика установки 2 ( ПХДД/Ф) нг/нм3 ТЕд нг/нм3 ^.102 Лит. источник

1 Промышленный инсинератор 6,40.10-2 5,9010-3 9,13 [4]

2 Лабораторная установка 4,68.10-1 3,3110-2 7,14 [6]

3 Мусоросжигающий завод 1,42 3,4010-2 2,39 [9]

4 Лабораторная установка 2,70 3,6010-2 1,33 [8]

5 Лабораторная установка 3,30 6,5010-2 1,97 [8]

6 Мусоросжигающий завод 11,07 0,29 2,61 [9]

7 Мусоросжигающий завод 11,95 0,31 2,59 [9]

8 Мусоросжигающий завод 14,6 0,37 2,53 [9]

9 Мусоросжигающий завод 20,44 0,50 2,45 [9]

10 Лабораторная установка 23,30 0,40 1,72 [8]

11 Лабораторная установка 40,81 0,57 1,40 [8]

12 Лабораторная установка 57,70 1,07 1,85 [8]

13 Лабораторная установка 73,10 1,12 1,53 [8]

14 Мусоросжигающий завод 80,0 1,2 1,50 [7]

15 Лабораторная установка 94,14 1,97 2,09 [8]

16 Лабораторная установка 130,5 2,43 1,86 [8]

17 Лабораторная установка 3096 67,0 2,16 [8]

18 Лабораторная установка 8151 140,6 1,73 [10]

19 Лабораторная установка 13010 571 4,39 [8]

Коэффициент токсичности - п определяли по формуле:

ТБО п=---

2 (ПХДД/Ф) (7)

На основании табл. 6 можно рассчитать среднее значение коэффициента токсичности для каждого диапазона значений суммы концентраций ПХДД/Ф в дымовых газах. Данные приведены в табл. 7.

Таблица 7

Величины средних значений коэффициента токсичности в различных диапазонах концентраций ПХДД/Ф в дымовых газах установок по сжиганию

Диапазон концентраций 2 ( ПХДД/Ф) нг/нм3 Время пребывания газов в интервале температур 500-800 К, с Пср.102 Количество имеющихся сведений

до 1 3,010-2 8,14 2

1-10 3,010-1 1,90 3

10-100 3,0 2,03 10

100-10000 300 1,92 3

свыше 10000 >300 4,39 1

Из табл. 7 видно, что коэффициент токсичности с увеличением содержания суммы ПХДД/Ф сначала уменьшается, при временах пребывания 0,5 - 2 с достигает пср ~ 1,6" 10-2, а затем снова возрастает, в особенности при временах выше 300 с. Эту особенность можно объяснить, исходя из анализа эквивалентов токсичности изомеров ПХДД/Ф, величины которых приведены в табл. 8.

Таблица 8

Системы оценки эквивалентов токсичности ПХДД, ПХДФ относительно 2,3,7,8-ТХДД,

рекомендованные ВОЗ (1997 г.) [14]

Изомеры ТЕГ

ПХДД:

2,3,7,8 - ТХДД 1

1,2,3,7,8 - ПнХДД 1

1,2,3,4,7,8 - ГкХДД 0,1

1,2,3,6,7,8 - ГкХДД 0,1

1,2,3,7,8,9 - ГкХДД 0,1

1,2,3,4,6,7,8 - ГпХДД 0,01

охдд 0,0001

ПХДФ:

2,3,7,8 - ТХДФ 0,1

1,2,3,7,8 - ПнХДФ 0,05

2,3,4,7,8 - ПнХДФ 0,5

1,2,3,4,7,8 - ГкХДФ 0,1

1,2,3,6,7,8 - ГкХДФ 0,1

1,2,3,7,8,9 - ГкХДФ 0,1

2,3,4,6,7,8 - ГкХДФ 0,1

1,2,3,4,6,7,8 - ГпХДФ 0,01

1,2,3,4,7,8,9 - ГпХДФ 0,01

ОХДФ 0,0001

Из табл. 8 видно, что наиболее токсичными являются соединения с 4, 5 и 6 атомами хлора в молекуле, существенно менее токсичны соединения с 7 и 8 атомами хлора. Токсичность смеси газов объясняется соотношениями между этими изомерами в газовой смеси, при этом соединения с 4 - 6 атомами являются вероятными прекурсорами для соединений с 7 и 8 атомами в соответствии с реакцией, например для ПХДД.

.0

С1х

.0

(х + у = 4-6)

У + пС12 ^ С1х (п = 0,5;1)

(х' + у' = 7;8)

(8)

У

Если принять ТЕГ исходных веществ за 0,1, а ТЕГ продуктов реакции за - 0,01, можно получить профили концентраций в газовой смеси этих веществ в зависимости от времени пребывания в интервале температур 500 - 800 К для табл. 6. В табл. 9 приведены расчетные данные соотношения в газовой смеси изомеров ПХДД/Ф со средним ТЕГ равным 0,1 и изомеров ПХДД/Ф со средним ТЕГ = 0,01.

Таблица 9

Соотношение в газовой смеси изомеров ПХДД/Ф со средним ТЕЕ равным 0,1 и изомеров ПХДД/Ф со средним ТЕЕ= 0,01 в зависимости от времени пребывания газов в интервале температур 500-800 К

№ п/п Доля изомеров ПХДД/Ф, с содержанием 4 - 6 атомов хлора и средним ТЕГ равным 0,1 Доля изомеров ПХДД/Ф, с содержанием 7, 8 атомов хлора и средним ТЕГ равным 0,01 Время пребывания газов в интервале температур 500 - 800 К, с

1 0,903 0,096 1,81 •Ю-3

2 0,682 0,318 1,32^10-2

3 0,154 0,845 4,01 •Ю-2

4 0,036 0,963 7,63 •Ю-2

5 0,108 0,892 9,32-10-2

6 0,179 0,821 3,13-10-1

7 0,177 0,823 3,38^10-1

8 0,170 0,830 4,12-10-1

9 0,161 0,839 5,77-10-1

10 0,080 0,920 6,58-10-1

11 0,044 0,956 1,15

12 0,094 0,906 1,63

13 0,059 0,941 2,07

14 0,056 0,944 2,26

15 0,121 0,879 2,65

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

16 0,096 0,904 3,69

17 0,129 0,871 87,46

18 0,081 0,919 230,27

19 0,377 0,623 367,54

При анализе табл. 9 можно сделать заключение, что при малых временах нахождения газовой смеси в интервале температур 500 - 800 К синтез ПХДД/Ф идет, в основном, за счет токсичных веществ с содержанием 4 - 6 атомов хлора, а синтез менее токсичных не успевает начаться. При увеличении времени пребывания синтез идет, в основном, с образованием менее токсичных веществ. Соотношением между ними определяется соотношением констант скоростей синтеза токсичных и менее токсичных изомеров. При больших временах увеличение доли токсичных изомеров может быть связано с уменьшением концентрации хлора в газовой смеси, что ведет к синтезу соединений с меньшим содержанием атомов хлора.

ВЫВОДЫ

Полученные данные позволяют рассчитать количество ПХДД/Ф в газовой смеси и сделать оценку их токсичности. Для интервала 1 - 10000 нг/нм и временах пребывания дымовых газов в интервале температур 500 - 800 К от 0,3 до 300 с, коэффициент токсичности может быть принят равным щср = 2-10- . Уменьшение и увеличение времени пребывания может привести к образованию более токсичных веществ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Петров В. Г. Использование метода неизотермической кинетики для оценки энергии активации некоторых химических процессов в охлаждаемых газовых системах // Химическая физика и мезоскопия. 2009. Т. 11, № 2. С. 253-257.

2. Петров В. Г. Расчет предэкспоненциального множителя в уравнении Аррениуса для реакций синтеза диоксинов в зонах охлаждения отходящих газов инсинераторов // Химическая физика и мезоскопия. 2011. Т. 13, № 2. С. 251-254.

3. Shaub W. M., Tsang W. Physical and Chemical Properties of Dioxins in Relation to the their Disposal // Human and Environmental Risks of Chlorinated Dioxins and Related Compounds. N.-Y.: Plenum Press, 1983, рр. 731-748.

4. Петров В. Г., Стомпель С. И., Буков В. А. Анализ экологической безопасности работы инсинераторов КТО при вероятном образовании диоксинов // Вестник Удмуртского университета. Физика и Химия. 2013. Вып. 4-4. С. 21-26.

5. Petrov V., Stompel S. and Bukov V. The Control of Formation of Dioxins in Incinerators for Reactionary Masses of Destruction of the Chemical Weapon // Toxicological Problems. Bulgarian Toxicological Society. Sofia, Bulgaria, 2014, рр. 379-383.

6. Marinov N. M., Pitz W. J., Westbrook C. K., Castaldi M. J., Senkan S. M. Modeling of aromatic and polycyclic aromatic hydrocarbon formation in premixed methane and ethane flames // Combustion Science and Technology, 1996, vol. 116-117, pp. 211-287.

7. Kawakami I., Sase E., Yagi Y., Sakai S. Dioxin-like Compounds from An Incineration Plant of Normal Municipal Solid Waste // Organogalogen Compounds, 2000, vol. 46, pp. 197-200.

8. Nakao T., Aozasa O., Ohta S., Miyata H. Formation of Dioxin Analogues on Combustion Process with Unregulated Small Incinerator // Organogalogen Compounds, 2000, vol. 46, pp. 205-208.

9. Giugliano M., Cenuschi S., Grosso M., Miglio R., Aloigi E. PCDD/F Concentrations and Mass Balance in the Flue Gas Cleaning Section of a State -of-the-art MSW Incineration Plant // Organogalogen Compounds, 2000, vol. 46, pp. 146-149.

10. Самсонов Д. П., Кирюхин В. П., Жирюхина Н. П., Первунина Р. И. Определение содержания полихлорированных дибензо-п-диоксинов, дибензофуранов, бифенилов и полиароматических соединений в продуктах сгорания твердого ракетного топлива // Журнал аналитической химии. 1996. Т. 51, № 11. С. 1218-1221.

11. Poescu C., Segal E., Tucsnak M., Oprea C. On the Temperature Integral in Non-isotermal Kinetics with Linear Heating Rate. Part II // Thermochimica Acta, 1986, vol. 107, pp. 365-370.

12. Hell K., Stieglitz L., Dinjus E., Segers P., Buekens A. De novo' testing of dusts, collected in successive fields of an electrostatic precipitator of sintering plant. (I) Effect of reaction time // Organogalogen Compounds, 2000, vol. 46, рр. 181-184.

13. Hell K., Stieglitz L., Dinjus E., Buekens A. Inhibition of PCDD/F 'de novo' formation by addition of basic compounds to dust from metallurgical plants. (I) Experimental results // Organogalogen Compounds, 2000, vol. 46, pp. 189-192.

14. Федоров Л. А. Диоксины как экологическая опасность: ретроспектива и перспектива. М.: Наука, 1993. 266 с.

CALCULATION OF THE AMOUNT OF GENERATED DIOXINS IN FLUE GASES OF INCINERATORS AND EVALUATION OF TOXICITY OF GAS MIXTURES

Petrov V. G.

Institute of Mechanics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Izhevsk, Russia

SUMMARY. The made calculations of synthesis kinetics of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/F) and a quantitative assessment of their formation in the flue gases at waste incineration plants. It is found that the constant of synthesis of dioxins in the temperature range 500-800 K is k = (3.92±0.68)-10-7, s-1. After determining the residence time of the flue gas in various areas incinerators can calculate the amount of the produced PCDD/F. To evaluate the toxicity of a mixture of PCDD/F in the flue gas introduced toxicity coefficient, which is equal to:

TEQ h =-—-

^ (PCDD/F)'

The coefficient was calculated for various flue gas of devices for waste destruction by burning. The average toxicity coefficient values in various ranges of PCDD/F concentration in the flue gas of incinerators are shown in the table: For such gases toxicity coefficient is approximately 0.02 at residence times of gases in the temperature range of the most probable synthesis of dioxins from 0.3 to 300 seconds. Reducing or increasing the residence time of the gases increases their toxicity. Results of the study can be used to calculate the amount of dioxins in the flue gases of incinerators and make it possible to assess their toxicity.

Ranges of concentration 2 (PCDD/F), ng/nm3 The residence time of the gases in the temperature range, 500-800 K,s П 102

before 1 < 3.0-10-2 8.14

1-10 3.0-10-1 1.90

10-100 3.0 2.03

100-10000 300 1.92

over 10000 >300 4.39

KEYWORDS: dioxins, incinerators, flue gases, quantitative assessment, coefficient of toxicity. REFERENCES

1. Petrov V. G. Ispolzovaniye metoda neizotermicheskoy kinetiki dlya ocenki energii aktivacii nekotoryh khimicheskih processov v ohlazhdaemyh gazovyh sistemah [Use of the method of non-isothermal kinetic for the estimation of energy of activation of some chemical processes in cooled gas systems]. Khimicheskaya fizika i mezoskopiya [Chemical physics and mesoscopy], 2009, vol. 11, no. 2, pp. 253-257.

2. Petrov V. G. Raschet predeksponencialnogo mnozhitelya v uravnenii Arreniusa dlya reakcii sinteza dioksinov v zonah ohlazhdeniya othodyacshih gazov incineratorov [Calculation of preexponential parameters in equation of Arrenius for reactions of synthesis dioxins in zones of cooling departing gases of incinerators]. Khimicheskaya fizika i mezoskopiya [Chemical physics and mesoscopy], 2011, vol. 13, no. 2, pp. 251-254.

3. Shaub W. M., Tsang W. Physical and Chemical Properties of Dioxins in Relation to the their Disposal. Human and Environmental Risks of Chlorinated Dioxins and Related Compounds. N.-Y.: Plenum Press, 1983, pp. 731-748.

4. Petrov V. G., Stompel S. I., Bukov V. A. Analiz ekologicheskoy bezopasnosti raboty isineratorov KTO pri verojatnom obrazovanii dioksinov [Analysis of environmental safety of KTO-incinerators at possible formation of dioxins]. Vestnik Udmurtskogo universiteta. Fizika i Khimiya [Bulletin of Udmurt University. Physics and chemistry], 2013, vol. 4-4, pp. 21-26.

5. Petrov V., Stompel S. and Bukov V. The Control of Formation of Dioxins in Incinerators for Reactionary Masses of Destruction of the Chemical Weapon. Toxicological Problems. Bulgarian Toxicological Society, Sofia, Bulgaria, 2014, pp. 379-383.

6. Marinov N. M., Pitz W. J., Westbrook C. K., Castaldi M. J., Senkan S. M. Modeling of aromatic and polycyclic aromatic hydrocarbon formation in premixed methane and ethane flames. Combustion Science and Technology, 1996, vol. 116-117, pp. 211-287.

7. Kawakami I., Sase E., Yagi Y., Sakai S. Dioxin-like Compounds from An Incineration Plant of Normal Municipal Solid Waste. Organogalogen Compounds, 2000, vol. 46, pp. 197-200.

8. Nakao T., Aozasa O., Ohta S., Miyata H., Formation of Dioxin Analogues on Combustion Process with Unregulated Small Incinerator. Organogalogen Compounds, 2000, vol. 46, pp. 205-208.

9. Giugliano M., Cenuschi S., Grosso M., Miglio R., Aloigi E. PCDD/F Concentrations and Mass Balance in the Flue Gas Cleaning Section of a State -of-the-art MSW Incineration Plant. Organogalogen Compounds, 2000, vol. 46, pp. 146-149.

10. Samsonov D. P., Kiruhin V. P., Zhiruhina N. P., Pervunina R. I. Opredeleniye soderzhaniya polykhlorirovanih dibenzo-p-dioksinov, dibenzofuranov, bifenilov i polyaromaticheskih soedineniy v produktah sgoraniya tverdogo raketnogo topliva [Determination of the content of polychlorinated dibenzo-p-dioxins, dibenzofurans, biphenyls and polyaromatic compounds in the combustion products of solid propellant]. Journal of Analytical Chemistry, 1996, vol. 51, no. 11, pp. 1218-1221.

11. Poescu C., Segal E., Tucsnak M., e.a. On the Temperature Integral in Non-isotermal Kinetics with Linear Heating Rate. P II. Thermochimica Acta, 1986, vol. 107, pp. 365-370. doi:10.1016/0040-6031(86)85063-8

12. Hell K., Stieglitz L., Dinjus E., Segers P., Buekens A. De novo' testing of dusts, collected in successive fields of an electrostatic precipitator of sintering plant. (I) Effect of reaction time. Organogalogen Compounds, 2000, vol. 46, pp. 181-184.

13. Hell K., Stieglitz L., Dinjus E., Buekens A. Inhibition of PCDD/F 'de novo' formation by addition of basic compounds to dust from metallurgical plants. (I) Experimental results. Organogalogen Compounds, 2000, vol. 46, pp. 189-192.

14. Fedorov L. A. Dioksiny kak ecologicheskaya opasnost: retrospective i perspektiva [Dioxins as an environmental hazard: Retrospective and Perspective]. M.: Nauka Publ., 1993. 266 p.

Петров Вадим Генрихович, доктор химических наук, главный научный сотрудник, тел. (3412) 21-89-55, e-mail: petrov@udman. ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.