Как в США уничтожают химическое оружие

В соответствии с международным договором американские военные забирают сирийское химическое оружие, грузят его на специальное судно и уничтожают прямо в открытом море. Технология утилизации ядовитых веществ была разработана военными инженерами в штате Мэриленд. Вот история о том, как она создавалась.

Как в США уничтожают химическое оружие

Соединенные Штаты имеют большой опыт по переработке собственных запасов химического оружия, однако созданный специально под сирийские ОВ реактор FDHS представляет собой последнее слово техники в этой области.

«Это страшная смерть, — говорит технический директор Джозеф Винанд, сидя в своем кабинете в Эджвудском химико-биологическом центре армии США, обширном предприятии, раскинувшемся к северу от Балтимора. — Зарин вроде как дихлофос, рассчитанный специально на людей».


В те дни, когда в Сирии проводились газовые атаки, Винанд по срочному поручению министерства обороны США был занят разработкой технологических циклов нового поколения, предназначенных для нейтрализации химического оружия. Гражданская война в Сирии была в самом разгаре, так что проект разрабатывался в бешеном темпе. Надо было как можно скорее построить первый пригодный к транспортировке агрегат, чтобы сразу запустить его в дело, тут же начав уничтожение первых партий ОВ. Агрегат получил название «система для гидролиза в полевых условиях» (FDHS), и его можно теперь направить в любую точку света, где требуется уничтожение химического оружия. Правда, тогда, в начале проекта, еще никто не знал, где и как именно все это оборудование будет использовано.

Спасительный гидролиз

В одном из цехов с распахнутыми настежь воротами мы видим только что собранный FDHS, точнее, его рабочую сердцевину. Это третий близнец в серии, полностью повторяющий те два, которые уже отправлены к месту назначения. Вертикальную часть L-образной махины образует здоровенная цистерна величиной с поставленный на попа джип. От цистерны расходится система труб и кранов, тянущихся вдоль горизонтальной секции. Все это слегка напоминает декоративную пивоварню, какие ставят для украшения прямо в залах дорогих ресторанов.

Нечто кулинарное в этом агрегате действительно есть. Из реакторной цистерны горячая вода вместе с едким натром и хлорной известью (это и есть главные реагенты) растекается по трубам системы. С другой стороны закачивается подлежащий обезвреживанию ядохимикат. При контакте с реагентами отравляющее вещество начинает разлагаться, и получившаяся смесь жидкостей закачивается в реактор с титановым внутренним покрытием. Там происходит добавочное перемешивание, и реакция завершается при температуре 90 °C. Когда процесс подходит к концу, стоки из этого агрегата уже не представляют никакой опасности, так как молекулярная структура ОВ подверглась необратимым изменениям, и эти вещества уже никогда нельзя будет использовать в качестве оружия массового поражения.

Химические и технологические процессы, положенные в основу этого гидролитического реактора, не содержат в себе ничего нового. В Эджвуде и в соседнем Абердине, где размещен опытный полигон, в течение последних трех десятилетий гидролиз используется весьма широко, так как в Штатах продолжается программа уничтожения собственного химического оружия, а его суммарное количество составляет 28 000 т. И хотя тот агрегат, о котором мы говорим, представляет собой просто шедевр и последнюю новинку в этой области, многие его детали получены в готовом виде прямо со складов давних подрядчиков. Для того чтобы эту систему можно было использовать в Сирии, Винанд с коллегами должен был решить всего одну проблему — упаковать весь технологический процесс в относительно небольшой объем. От нового агрегата требовались компактность, транспортабельность, повышенная надежность с многократным запасом прочности, а также технологическая гибкость, которая позволила бы перерабатывать разные типы химического оружия. Все параметры процесса — температуру, скорость подачи реагентов, время нейтрализации — подбирают в зависимости от уничтожаемых ОВ. В этом реакторе можно нейтрализовать и простые однокомпонентные яды, такие как горчичный газ (иприт), и бинарный компонент DF (methylphosphonyl difluoride), который становится нервно-паралитическим газом зарином, если к нему добавить определенные вспомогательные реактивы. Эффективность агрегата FDHS достигает безупречных 99,9%, и он способен перерабатывать от 5 до 25 т ядов в день.

Компактность и изящество

Реактор выглядит очень элегантно. В нем нет путаницы и хитросплетения труб, проводов и прочего технологического хозяйства. Нет в этом агрегате и такого угла, до которого было бы трудно добраться.

Однако самое главное достижение конструкторов — это транспортабельность агрегата FDHS как единого целого. В нем имеется все — и воздушные компрессоры, и системы фильтрации, и водяные насосы, и генераторы, лаборатория, похожий на навес тент, в котором выгорожен блок обеззараживания, плюс еще множество прочих нужных компонентов. После разборки все эти детали укладываются в обычные 20-футовые контейнеры, соответствующие всем международным стандартам. FDHS можно погрузить на трейлеры, железнодорожные платформы и в самолеты, чтобы оперативно доставить в любую точку мира. Упакованная в 35 контейнеров, соответствующих стандарту ISO, эта система может быть собрана за десять дней и сразу после этого включиться в работу в круглосуточном режиме без выходных. Обслуживающая смена составляет 15 человек.

Дело приняло совершенно новый оборот после того, как переговоры между Асадом и Россией заставили Сирию отказаться от химического оружия. 14 сентября прошлого года Башар Асад согласился подписать предложенные ООН условия по уничтожению запасов химического оружия, а несколько дней спустя Сирия примкнула к Конвенции по химическому разоружению, в которой на тот момент состояло 130 государств. Она обязалась уничтожить все накопленные запасы химического оружия, равно как и средства для его изготовления.

Сирийские запасы убийственных ядов оказались таким экологическим и политическим сюрпризом, с которым никто из соседей связываться не захотел. Собственной инициативы не проявила ни одна страна. Тем не менее уже с января этого года сирийские рабочие просто кирками и кувалдами крушили бетонные корпуса заводов, производивших химическое оружие, и началась транспортировка опасного груза к побережью. К 27 апреля благодаря международному содействию 92,5% из заявленных сирийских запасов ОВ было либо уничтожено, либо уже погружено на датский и норвежский сухогрузы в Латакии. Их безопасность в сирийских водах взялись обеспечивать корабли России и Китая.

Но что же делать с этой массой ОВ дальше? Тут в действие вступил весьма экстравагантный план, имевший одно серьезное достоинство: ни одно государство не наложило на него вето. В сообществе сторонников разоружения он получил название «план «Б»». Вместо того чтобы везти этот опасный груз на нейтрализацию в какую-либо страну, сирийское химическое оружие оказалось возможным уничтожить просто на борту судна, дрейфующего в открытом море в международных водах.

Как рассказывает Томас Россо, проджект-менеджер в Эджвуде, корабельный вариант рассматривался еще в мае 2013 года, но при этом не отменялось и использование агрегата на суше. Однако к середине октября все другие варианты были уже отвергнуты. «Возможность заниматься обезвреживанием ядов прямо в открытом море, в нейтральных водах, сняла сразу очень много политических проблем», — говорит Дэрил Кимболл, исполнительный директор Ассоциации по контролю за распространением оружия.

Безобидный пар
Океан так океан! «Я сказал: почему бы и нет? Переключаемся на план «Б», — вспоминает Винанд. — Даже готовые агрегаты можно было легко приспособить к морскому плаванию. Ведь что нам нужно для гидролиза? Вода! Уж ее там более чем достаточно».

Члены команды отправились в Балтимор и Норфолк, чтобы присмотреть судно типа автомобильного парома, на которое можно было бы закатывать трейлеры с контейнерами, и выбор пал на Cape Ray. Во-первых, эту посудину реально можно было купить, а во-вторых, там как раз хватало места, чтобы установить все оборудование под два агрегата FDHS. Пространства, правда, было в обрез. Реакторы шестиметровой высоты едва втискивались на главную трейлерную палубу, где высота составляла чуть больше семи метров. Каждый агрегат должен был занимать участок 100 х 100 м, но это если его развертывать в пустыне, как предполагалось изначально. Теперь следовало развернуть два агрегата на трех палубах парома Cape Ray. Там же должны были разместиться все контейнеры под реагенты и сточные воды (контейнеры 220 Conex, каждый вмещает по 20 т).

Ожидалось, что на Cape Ray будет доставлено 700 т ОМП, а значит, в результате переработки наберется 6000 т стоков. Не считая той площади, которую должны занять отходы, это вдобавок и немалый вес, который нужно было распределить по всему судну, не нарушая его балансировки. Пришлось применить компьютерное моделирование.

Сточные воды весьма активны в коррозионном плане, и требовалось с большой ответственностью подойти к выбору материалов для изготовления контейнеров под них, поскольку в море предстояло находиться довольно долго. Лабораторные тесты в Эджвуде показали, что стоки из-под FDHS должны иметь рH между 0 и 1. «Реакция очень кислая, — говорит Винанд, — это же кислотность, которая разъедает даже стекло. В обычные цистерны для коммерческого использования такое не зальешь, тем более на долгое время. Пришлось нам снова вернуться к химическому процессу». Нужно было добавить в реакцию еще несколько этапов, вставить в агрегат промежуточные баки, в которых можно было бы повысить рH. На решение этой задачи ушло несколько недель.

Однако и на этом хлопоты не закончились. «Как это ни странно, но всплыла проблема с судовым винтом», — рассказывает Винанд. Дело в том, что судовой винт, вращаясь, рождает определенные колебания, которые могут входить в резонанс с собственными колебаниями FDHS, так что весь этот агрегат может пойти вразнос — того и гляди, начнут трескаться сварные соединения.

Проблемой судового винта начали заниматься в декабре, когда оба агрегата уже установили на нижних палубах судна Cape Ray. К тому времени усилили стальные рамы, чтобы они не боялись нагрузок от морской качки, как бортовой, так и килевой. Для этого снова потребовалась компьютерная симуляция в расчете на самое крутое волнение, какое может повстречаться на пути между Сирией и Испанией. Для безопасной работы нейтрализатора требовались ограничения на качку — 1 градус килевой и 5 градусов бортовой. Впрочем, на судне уже имелись стабилизаторы, уменьшающие бортовую качку. Было предусмотрено еще множество других мер безопасности, и лишь после этого начались реальные морские испытания у побережья Виргинии. Сами агрегаты FDHS получили некоторую герметизацию под своими тентами, где создавался относительный вакуум. Точно так же поступили и со всей трейлерной палубой — трапы и люки снабдили воздушными замками, так что при легком вакуумировании воздух мог просачиваться внутрь, но никак — наружу. Любая молекула токсического вещества, вырвавшись из агрегата, так и осталась бы внутри трюма.

7 января нынешнего года Cape Ray поднял якорь в Норфолке и взял курс на Испанию. Скорее всего, этот исторический переход уже никогда не повторится. Гражданский персонал из министерства обороны, набранный для эксплуатации нейтрализаторов, весь целиком состоял из добровольцев. Их средний возраст 35 лет, но при этом средний стаж работы по профессии составляет 15 лет. В общем, команда набралась из молодых людей, которые при этом могут считаться бывалыми ветеранами. Каждый из них за год проходил как минимум по 445 часов переподготовки, освежая навыки первой помощи и работы с опасными веществами. Все были многократно проверены, особенно на предмет психологической устойчивости и надежности.

Итак, согласно плану «Б», Cape Ray в Италии возьмет на борт сирийское химическое оружие, а затем пойдет вдоль Средиземного моря в поисках более тихой воды. Если погода будет способствовать, два агрегата FDHS завершат свою миссию ровно за три месяца. Сточные воды затем будут доставлены на мусоросжигательные сооружения в Финляндию и Германию, и там смертельно опасные яды улетят в атмосферу в виде безобидного пара.

Как это работает: утилизация химического оружия

Примерно 560? т химического оружия будет уничтожено на судне ВМФ США с помощью двух агрегатов, называемых FDHS — «системы для гидролиза в полевых условиях».

Как в США уничтожают химическое оружие


В зависимости от типа ОВ FDHS переключается на режим, который обеспечит оптимальный процесс разложения. Нейтрализация компонента боевого газа HD (горчичный газ) начинается с того, что вода закачивается в восьмитонную титановую цистерну (1) и нагревается там до 90? C.
Нагретая вода протекает через систему труб длиной 37 м, включающую в себя и специализированные статические миксеры (2). Яд закачивается в статические миксеры из бака вместимостью чуть больше тонны (3) и смешивается с нагретой водой.

Ядохимикат добавляется непрерывно, и смесь циркулирует по трубам и титановой цистерне, где она перемешивается большими лопастями.

Примерно через два часа опасный химикат благодаря гидролизу преобразуется в безопасные компоненты. В этом процессе обезвреживается 99,9% загруженного яда.

Полученные сточные воды сливаются в особые баки. Два агрегата FDHS, смонтированные на судне, могут в день перерабатывать до 50 т отравляющего вещества. В завершение всего этого процесса 5500 т жидких отходов будет отправлено в Финляндию и Германию на коммерческие предприятия, специализирующиеся на переработке опасных отходов.

Избавление от смертельного груза

Как в США уничтожают химическое оружие


1. Два реакторных блока, построенных в Мэриленде, загружаются в Портсмуте, штат Виргиния, на судно Cape Ray, которое отправляется в итальянский порт Джойя Тауро.
2. Сирийское химическое оружие вывозится в порт Латакия и загружается в сухогрузы.

3. Военные корабли нескольких держав сопровождают сухогрузы до Джойя Тауро, где опаснейшая химия перегружается на Cape Ray.

4. Cape Ray выходит в международные воды Средиземноморья и только там приступает к разложению ядохимикатов путем гидролиза. Вся работа должна занять 2−3 месяца.

5. Полученные отходы вывозят в Германию и Финляндию, где они будут ждать своей очереди на окончательное уничтожение.

Джозеф Винанд, технический директор Эджвудского химико-биологического центра:

Как в США уничтожают химическое оружие


«С самого начала, когда нам был поставлен просто немыслимый дедлайн, вся рабочая группа перешла на 90-часовую рабочую неделю. Бывало, я захожу и вижу, что кто-то из парней тут торчит еще с вечера. По субботам я покупал им пончики: я же понимал, что для работы мозга им нужно побольше сахара».
Автор: Баки Макмахон
Первоисточник: http://www.popmech.ru/technologies/48409-kak-amerikantsy-unichtozhayut-khimicheskoe-oruzhie/


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 4
  1. V.ic 5 сентября 2016 06:17
    Как всегда: сначала создать трудности, а затем начинать их героически преодолевать. В этом отношении человек от обезьяны отличается незначительно.
  2. Bongo 5 сентября 2016 07:35
    «Это страшная смерть, — говорит технический директор Джозеф Винанд, сидя в своем кабинете в Эджвудском химико-биологическом центре армии США, обширном предприятии, раскинувшемся к северу от Балтимора. — Зарин вроде как дихлофос, рассчитанный специально на людей».

    Самое забавное, что фосфорорганические ОВ изначально создавались как инсектициды. 1936 году немецкий химик доктор Герхард Шрадер, в ходе исследований по созданию средств по борьбе с насекомыми, в лаборатории инсектицидов «И.Г.Фарбен» синтезировал цианамид этилового эфира фосфорной кислоты - вещество ставшее в последствии известное как «Табун». Это открытие предопределило направление развития боевых отравляющих веществ (БОВ) и стало первым в ряду нервно-паралитических ядов военного назначения.
    История создания боевых ОВ «Отрава века» или открытие доктора Шрадера
  3. Старый26 5 сентября 2016 08:46
    Статье плюс. очень хорошо описан процесс уничтожения (разумеется без технологических тонкостей). очень интересное инженерное решение проблемы уничтожения ХО
  4. Маки Авелльевич 6 сентября 2016 06:54
    Цитата: V.ic
    Как всегда: сначала создать трудности, а затем начинать их героически преодолевать. В этом отношении человек от обезьяны отличается незначительно.


    Думается обезьяна себе меньше проблем создаёт.

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня