CN100501238C

CN100501238C - 处理四氧化二氮废液或偏二甲肼废液的方法及焚烧炉

Info

Publication number: CN100501238C
Application number: CN 200410064555
Authority: CN
Inventors: 曹立仁; 侯瑞琴; 刘兰英; 刘占卿; 郑质文; 刘东勋; 周东兴; 董根全
Original assignee: Shanxi Institute of Coal Chemistry of CAS; Engineering Design and Research Institute of General Armament Department
Current assignee: Shanxi Institute of Coal Chemistry of CAS; Engineering Design and Research Institute of General Armament Department
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2024-11-19
Also published as: CN1699827A

Abstract

一种处理四氧化二氮废液和/或偏二甲肼废液的方法是用空气吹扫焚烧炉炉膛，通入空气总空气过剩系数控制在2.4～2.9，然后通入燃料油并点燃，炉膛开始升温；当焚烧炉烟道气温度达到580～600℃时，通入四氧化二氮废液或偏二甲肼废液，与燃料油一同燃烧，最后尾气经烟道由烟囱排入大气中。本工艺简单易行，焚烧炉结构紧凑轻巧，操作方便，安全可靠，处理后尾气中残余的废液成分：二氧化氮小于700ppm，偏二甲肼小于1ppm。

Description

处理四氧化二氮废液或偏二甲肼废液的方法及焚烧炉

技术领域

本发明属于一种液体燃料油燃烧法处理不同浓度的偏二甲肼废液或四氧化二氮废液的方法及焚烧炉。

背景技术

随着社会的不断进步和发展，人类也意识到保护自然环境的的重要性，目前，我国对环保已提到高度重视，环保工程项目已成为极其重要的研究课题。

目前，众所周知的三大污染物有：NO_X、SO₂及烃类化合物，但还有一些不被人们所知的、排放量不大的有害物，如肼类化合物，我国卫星发射场发射卫星所使用的火箭液体推进剂采用偏二甲肼，氧化剂采用四氧化二氮，两种液体都具有毒性和腐蚀性，在使用过程中会产生一些废液、废气，直接排放大气中对人类和动植物以及整个自然界会产生严重的危害，甚至造成被污染物的枯竭或死亡，另一方面，由于其氧化性和易燃易爆性，当浓度积聚到一定程度时，随时存在爆炸的隐患，因此，科研人员研究开发了各种处理方法，如，催化燃烧法，催化燃烧法是将要处理的废液与氧化剂在催化剂床层上直接进行催化氧化反应，由于催化燃烧为一放热反应，反应剧烈，放出的热量集中，不易带出，致使温度难以控制，一旦飞温，会造成催化剂寿命缩短和失活，催化剂定期更换造成运行成本提高，由于废液的浓度不稳定，导致催化燃烧非常不易控制。另外，对反应器材质要求严格，这样，从整体上增加了处理废液的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理不同浓度的四氧化二氮废液或处理不同浓度的偏二甲肼废液、操作简便、成本低、不形成二次污染的方法及焚烧炉。

本发明的反应机理如下：

煤油燃烧提供高温环境，处理四氧化二氮废液时，使氧不足，提供还原性介质，二氧化氮被还原；处理偏二甲肼废液时氧微量过剩，使偏二甲肼完全氧化，二次空气急速与剩余的有机物完全燃烧，同时降低炉温，不使被反应生成新生态的氮再度被氧化，尾气经烟囱排入大气中。

处理偏二甲肼废液的反应式：

(CH₃)₂N₂H₂+4O₂→2CO₂+N₂+4H₂O (1)

37O₂+2C₁₂H₂₆→24CO₂+26H₂O (2)

(CH₃)₂N₂H₂→2CH₄+N₂ (3)

CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O (4)

处理四氧化二氮废液的反应式

N₂O₄→NO₂+NO₂ (1)

NO₂+C₁₂H₂₆→H₂O+CO₂+N₂ (2)

O₂+C₁₂H₂₆→H₂O+CO₂ (3)

2NO₂→2NO+O₂ (4)

2NO→N₂+O₂ (5)

本发明的目得是这样实现的：以煤油为燃料，燃油经喷嘴进入焚烧炉内点燃，并通入一定量的空气，炉子开始升温。炉内烟道气温度达到规定要求时，再通入四氧化二氮废液或偏二甲肼废液与煤油一起燃烧，生成氮气、水和二氧化碳，消除污染，达到处理废液的目得。

本发明处理废液的方法包括如下步骤：

(1)用空气吹扫焚烧炉炉膛，使一次空气过剩系数控制在0.95～1.05，二次空气通入后，总空气过剩系数控制在2.4～2.9，然后通入燃料油并点燃，炉膛开始升温；

(2)当焚烧炉烟道气温度达到580～600℃时，通入四氧化二氮废液或偏二甲肼废液，与燃料油一同燃烧；处理四氧化二氮废液时，一次空气系数为0.71-0.85，总空气系数控制在2.5—2.9，烟道气温度保持在600～650℃之间，使未完全燃烧的燃料油及四氧化二氮在二次空气的作用下完全燃烧，最后尾气经烟道由烟囱排入大气中；处理偏二甲肼废液时，一次空气系数为1.05～1.5，总空气系数控制在2.3～2.6，烟道气温度保持在600～650℃之间，使未完全燃烧的燃料油及偏二甲肼在二次空气的作用下完全燃烧，最后尾气经烟道由烟囱排入大气中。

如上所述的燃料油可以是航空煤油、普通煤油和轻柴油。

如上所述的四氧化二氮废液的浓度为20wt％～100wt％

如上所述的偏二甲肼废液的浓度为20wt％～100wt％

为完成上述处理方法，我们设计了专用的焚烧炉，它包括耐热钢炉体、燃烧器、夹套、烟囱；炉体上设有保温夹套；烟囱上设有观火孔和监测孔，燃烧器固定在炉体的前端；燃料油喷嘴和废液喷嘴整体装入燃烧器的内部，一次空气入口位于燃烧器的中段，气体分布板位于燃烧器内喷嘴的前端，测温口位于炉体尾部上端，夹套位于炉体外部，二次空气入口装在夹套的前端，烟囱位于炉体的尾部，检测孔和观火孔分别设在烟囱上的上部和下部。

如上所述的炉体可以固定在移动载车上。

该设备能处理不同浓度的四氧化二氮废液和不同浓度的偏二甲肼废液，排放尾气合格，不形成二次污染。

本焚烧炉具有以下特点：

1整体结构紧凑，体积小，重量轻，移动方便。

2工艺简单，易于操作，安全可靠，经济适用，燃油来源广。

3一台炉子能同时或分别处理两种不同物性和不同浓度的废液。

4在燃料油连续不断地提供热量的前提下，被处理废液可以连续或间断供给，处理量也可以适时变动。

5燃烧器一机多用，不但具有点火器的功能，而且，具有燃烧器的功能。

6不产生二次污染，处理后排放尾气中NO₂含量小于700ppm，偏二甲肼含量小于1ppm。

具体实施方式

本发明的实施例结合附图进一步说明。

图1是本发明焚烧炉的结构示意图

如图所示，1燃烧器，2是燃料油喷嘴，3是废液喷嘴，4是一次空气入口，5是气体分布板，6是二次空气入口，7是夹套，8是炉体，9是测温口，10是检测孔，11是烟囱，12是观火孔，13是载车。

燃烧器1安装在炉体的前端，燃料油喷嘴2和废液喷嘴3整体装入燃烧器1的内部，一次空气入口4位于燃烧器1的中段部，气体分布板5位于燃烧器1内喷嘴的前端，炉体8尾部上端设有测温口9，炉体8外部设有保温夹套7，二次空气入口6装在夹套7的前端，烟囱11位于炉体8的尾部。检测孔10和观火孔12分别设在烟囱11上的上部和下部。

为了适合不同场地随时处理，我们将炉体8固定在载车13上，载车设有转向器，灵活、轻便，既可车拉，也可人推。

实施例1：处理物以四氧化二氮废液100Wt％、燃油以煤油为例：

处理操作时，空气从一次风入口4和二次风入口6进入炉膛，一次空气系数为0.96，总空气系数控制在2.5，启动点火器按钮，打火、喷油、配风、燃烧自动进行，炉子开始升温，当炉体测温口9的温度达到580℃时，四氧化二氮废液进入炉膛与燃油在空气的作用下一起燃烧，此时，调整一次空气系数为0.72，总空气系数为2.5，使炉内温度保持在600～650℃之间，燃烧后尾气经烟囱11排放，取样分析，尾气中二氧化氮含量680ppm。总烃和3，4—苯并芘符合国家规定的排放标准。

实施例2：

其它条件同实施例1，将废液改为浓度为80％的四氧化二氮，处理操作时，一次空气系数为0.97，总空气系数控制在2.6，启动点火器按钮，打火、喷油、配风、燃烧自动进行，炉子开始升温，当炉体测温口9的温度达到580℃时，四氧化二氮废液进入炉膛与燃油在空气的作用下一起燃烧，此时，调整一次空气系数为0.74，总空气系数为2.7，使炉内温度保持600～650℃之间，取样分析，尾气中二氧化氮含量650ppm，符合国家规定的排放标准。

实施例3：

其它条件同实施例1，将处理废液改为浓度为20％的四氧化二氮，燃油改用航空煤油，处理操作时，一次空气系数为0.98，总空气系数控制在2.9，启动点火器按钮，打火、喷油、配风、燃烧自动进行，炉子开始升温，当炉体测温口9的温度达到600℃时，四氧化二氮废液进入炉膛与燃油在空气的作用下一起燃烧，此时，调整一次空气系数为0.80，总空气系数为2.9，炉体测温口的温度保持在600-650℃之间，取样分析，尾气中二氧化氮含量630ppm，符合国家规定的排放标准。

实施例4：

将燃油改用轻柴油，其它条件同实施例3，取样分析，尾气中二氧化氮含量650ppm，符合国家规定的排放标准。

实施例5：

其它条件同实施例1，处理废液改为浓度为100％的偏二甲肼，处理操作时，一次空气系数为0.96，总空气系数控制在2.65，启动点火器按钮，打火、喷油、配风、燃烧自动进行，炉子开始升温，当炉体测温口9的温度达到590℃时，偏二甲肼废液喷入炉膛与燃油在空气的作用下一起燃烧，此时，一次空气系数调整为1.07，总空气系数调整为2.47，炉体测温口的温度保持在600-650℃之间，尾气取样分析，偏二甲肼含量0.6ppm，符合国家规定的排放标准。

实施例6：

其它条件同实施例1，将处理废液改为浓度为80％的偏二甲肼，处理操作时，一次空气系数为0.97，总空气系数控制在2.7，启动点火器按钮，打火、喷油、配风、燃烧自动进行，炉子开始升温，当炉体测温口9的温度达到600℃时，偏二甲肼废液喷入炉膛与燃油在空气的作用下一起燃烧，此时，一次空气系数调整为1.07，总空气系数调整为2.33，炉子烟道气温度保持在600-650℃之间，取样分析，偏二甲肼含量0.55ppm，尾气符合国家规定的排放标准。

实施例7：

其它条件同实施例1，将处理废液改为浓度为50％的偏二甲肼，处理操作时，一次空气系数为0.975，总空气系数控制在2.85，启动点火器按钮，打火、喷油、配风、燃烧自动进行，炉子开始升温，当炉体测温口9的温度达到595℃时，偏二甲肼废液喷入炉膛与燃油在空气的作用下一起燃烧，此时，一次空气系数调整为1.45，总空气系数调整为2.38，炉子烟道气温度保持在600-650℃之间，取样分析，偏二甲肼含量0.52ppm，尾气符合国家规定的排放标准。

实施例8：

其它条件同实施例1，只是将处理废液改为浓度为20％的偏二甲肼，处理操作时，一次空气系数为0.98，总空气系数控制在2.9，启动点火器按钮，打火、喷油、配风、燃烧自动进行，炉子开始升温，当炉体测温口9的温度达到600℃时，偏二甲肼废液喷入炉膛与燃油在空气的作用下一起燃烧，此时，一次空气系数调整为1.25，总空气系数调整为2.49，炉子烟道气温度保持在600-650℃之间，取样分析，偏二甲肼含量0.5ppm，尾气符合国家规定的排放标准。

实施例9：将燃油改用航空煤油，其它条件同实施例8，取样分析，偏二甲肼含量0.5ppm，尾气符合国家规定的排放标准。

实施例10：将燃油改用轻柴油，其它条件同实施例8，取样分析，偏二甲肼含量0.5ppm，尾气符合国家规定的排放标准。

Claims

1、一种处理四氧化二氮废液或偏二甲肼废液的方法，其特征在于包括如下步骤：

2、如权利要求1所述的一种处理四氧化二氮废液或偏二甲肼废液的方法，其特征在于所述的燃料油是航空煤油、普通煤油或轻柴油。

3、如权利要求1所述的一种处理四氧化二氮废液或偏二甲肼废液的方法，其特征在于所述的四氧化二氮废液的浓度为20wt％～100wt％。

4、如权利要求1所述的一种处理四氧化二氮废液或偏二甲肼废液的方法，其特征在于所述的偏二甲肼废液的浓度为20wt％～100wt％。

5、用于如权利要求1—4任一项所述的一种处理四氧化二氮废液或偏二甲肼废液的方法的焚烧炉，包括燃烧器(1)，燃料油喷嘴(2)，废液喷嘴(3)，一次空气入口(4)，气体分布板(5)，二次空气入口(6)，夹套(7)，炉体(8)，测温口(9)，检测孔(10)，烟囱(11)，观火孔(12)；其特征在于燃烧器(1)固定在炉体的前端；燃料油喷嘴(2)和废液喷嘴(3)整体装入燃烧器(1)的内部，一次空气入口(4)位于燃烧器(1)的中段，气体分布板(5)位于燃烧器(1)内喷嘴的前端；测温口(9)位于炉体(8)尾部上端；夹套(7)位于炉体(8)外部，二次空气入口(6)装在夹套(7)的前端；烟囱(11)位于炉体(8)的尾部，检测孔(10)和观火孔(12)分别设在烟囱(11)上的上部和下部。

6、如权利要求5所述的焚烧炉，其特征在于还包括载车(13)，焚烧炉固定在载车(13)上，载车(13)设有转向器。