CN103343974B - Tnt熔化雾化燃烧方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TNT熔化雾化燃烧方法，包括以下步骤：对TNT进行加热熔化；控制熔化TNT温度不低于100℃；启动高压点火；开启空气压缩泵；将熔化后的TNT雾化，形成微小颗粒；燃烧雾化后的TNT；收集燃烧后产生的能量。此外还公开一种TNT熔化雾化燃烧设备，包括熔化箱、压缩空气泵和空气雾化喷嘴；熔化箱经TNT管道与空气雾化喷嘴连接；空气压缩泵经气体管道与空气雾化喷嘴连接；空气雾化喷嘴外设置有点火装置。本发明提供的TNT熔化雾化燃烧方法和设备，能实现TNT高效、洁净燃烧；在TNT雾化前先点火，确保雾化后的TNT能及时、安全可靠地燃烧；将燃烧得到的能量回收利用，达到节能环保的目的。

Description

TNT熔化雾化燃烧方法及设备

技术领域

本发明涉及报废弹药销毁处理技术领域，涉及一种TNT销毁处理方法和设备，具体涉及一种TNT熔化雾化燃烧方法及设备。

背景技术

2,4,6-三硝基甲苯（英文：Trinitrotoluene，缩写：TNT）是一种无色或淡黄色晶体，溶点为354K（80.9℃）。它带有爆炸性，是常用炸药成份之一，例如混和硝酸铵可成为阿马托炸药。它由甲苯经过硝化而制成。它的IUPAC命名是2-甲基-1，3，5-三硝基苯(2-methyl-1,3,5-trinitrobenzene)，由于本身为黄色晶体，所以与苦味酸同时世称“黄色炸药”。

精炼的三硝基甲苯十分穏定。与硝化甘油不同，它对于摩擦、震动等都不敏感。即使是受到枪击，也不容易爆炸。因此它需要雷管起动。它也不会与金属起化学作用或者吸收水份。因此它可以存放多年。但它与碱强烈反应，生成不稳定的化合物。

每公斤TNT炸药可产生420万焦耳的能量。值得注意的是三硝基甲苯比脂肪（38MJ/kg）和糖（17MJ/kg）释放更少的能量，但它会很迅速地释放能量，这是因为它含有氧可作为助燃剂，不需要大气中的氧气。而现今有关爆炸和能量释放的研究，也常常用“公斤黄色炸药”或“吨黄色炸药”为单位，以比较爆炸、地震、行星撞击等大型反应时的能量。

有些军事试验基地被TNT所污染。军火所产生的污水会污染地面水和地下水。这些被污染的水会呈粉红色，这是因为水被TNT和黑索金所污染。这些污染物被称为“粉红水”，要清理程序十分困难和昂贵。

人长期暴露于三硝基甲苯会增加患贫血症和肝功能不正常的机会。注射了或吸入三硝基甲苯的动物亦发现会影响血液和肝脏、脾脏发大和其他有关免疫系统的坏影响。亦有证据证明了TNT对男性的生殖功能有不良影响，而TNT也被列为一种可能致癌物。进食TNT会使尿液变黑。能引起亚急性中毒、慢性中毒。例如引起白内障、中毒性肝炎，还损坏造血系统。

由于国家对民用爆炸品使用管理规定的调整，导致军队报废弹药销毁处理时回收的TNT用于民用的量很少，造成大量库存积压，存在危险很大。目前，国外对此类炸药主要采取化学方法而生产油漆、化妆品等产品，但其工艺复杂、设备成本昂贵；国内主要采取野外焚烧办法进行处理，但其环境污染十分严重。而野外焚烧之所以污染大，是由于其燃烧不充分所致。

发明内容

本发明的目的在于提供一种熔化雾化燃烧方法来销毁TNT，并将燃烧得到的能量加以回收利用。

本发明的另外一个目的在于提供一种TNT熔化雾化燃烧设备，用于销毁TNT炸药。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种TNT熔化雾化燃烧方法，其特征在于包括以下步骤：

对TNT进行加热熔化；

控制熔化TNT温度不低于100℃；

启动高压点火；

开启空气压缩泵；

将熔化后的TNT雾化，形成微小颗粒；

燃烧雾化后的TNT；

收集燃烧后产生的能量。

所述对TNT进行加热熔化步骤中，采用蒸汽或油浴间接加热方式对TNT进行加热熔化；熔化温度控制在100～120℃。

所述开启空气压缩泵步骤中，控制空气压缩泵压力不低于0.8ΩPa。

所述燃烧雾化后的TNT步骤中，进一步包括监测火焰步骤。

一种TNT熔化雾化燃烧设备，其特征在于：包括熔化箱、压缩空气泵和空气雾化喷嘴；所述熔化箱、经TNT管道与空气雾化喷嘴连接；所述空气压缩泵经气体管道与空气雾化喷嘴连接；所述空气雾化喷嘴外设置有点火装置。

上述TNT熔化雾化燃烧设备还包括恒温箱；所述恒温箱设置在熔化箱和空气雾化喷嘴之间；所述熔化箱经TNT管道与恒温箱连接；所述恒温箱经TNT管道与空气雾化喷嘴连接。

所述熔化箱为蒸汽熔化箱或者油浴熔化箱。

连接所述熔化箱和恒温箱的TNT管道上设置有电磁阀；所述电磁阀与液位控制器连接；所述液位控制器包括上限液位传感器和下限液位传感器。

与所述空气压缩泵连接的气体管道上设置有压缩空气调压阀。

所述点火装置为高压点火器；所述空气雾化喷嘴处设置有火焰探测器。

本发明提供的TNT熔化雾化燃烧方法具有以下有益效果：

1、通过该方法，能够实现TNT高效、洁净燃烧；

2、在TNT雾化前先点火，确保雾化后的TNT能及时、安全可靠地燃烧；

3、将燃烧得到的能量回收利用，达到节能环保的目的。

本发明提供的TNT熔化雾化燃烧设备具有以下有益效果：

4、通过上述设备能够实现TNT高效、洁净燃烧；

5、通过设置的液位控制器和电磁阀，能够控制恒温箱内熔化TNT的量，当TNT的量较少时，停止燃烧程序；当TNT的量达到液位上限时，电磁阀关闭熔化箱到恒温箱的TNT流通，控制危险；

6、设置的压缩空气调压阀能够达到控制空气流量的目的，从而保证TNT的充分雾化和燃烧；

7、设置的火焰探测器监测TNT燃烧情况，防止发生爆炸；

8、该设备操作简单、运行稳定、安全可靠，其产生的热量可用于弹药销毁处理蒸汽锅炉加热等，实现了TNT能量的回收再利用。

附图说明

图1示意性地示出了TNT熔化雾化燃烧方法的总体流程图；

图2示意性地示出了TNT熔化雾化燃烧设备结构示意图。

其中，1、熔化箱；2、恒温箱；3、上限液位传感器；4、下限液位传感器；5、压缩空气调压阀；6、空气压缩泵；7、TNT管道；8、电磁阀；9、气体管道；10、空气雾化喷嘴；11、火焰探测器；12、点火装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的描述，但它们不是对本发明的进一步限制。

图1示意性地示出了TNT熔化雾化燃烧方法的总体流程图：

在步骤a中，对TNT进行加热熔化；将TNT加热熔化的方式有很多种，可以采用蒸汽或油浴方式对TNT进行加热熔化；熔化温度控制在100～120℃。

在步骤b中，控制熔化TNT温度不低于100℃；这里是指在TNT雾化前的温度要不低于100℃；加热熔化后的TNT可以暂时保存在恒温箱2中。

在本申请的一个实施例中，熔化后的TNT先经TNT管道7进入恒温箱2中，其目的在于，有效控制熔化TNT与空气混合的量，避免增加潜在的危险。

在步骤c中，启动高压点火；在启动高压点火前，必须检测熔化状态的TNT的温度，若温度低于100℃，需要重新对TNT加热，直到TNT的温度不低于100℃；检查点火电路是否有问题，若没有问题，再启动高压点火装置，此时，高压点火电极处于点火状态；若点火电路有问题，则排除故障后再启动高压点火装置。

在步骤d中，开启空气压缩泵；控制空气压缩泵压力不低于0.8ΩPa。空气压缩泵可以是对空气进行压缩，但不限于空气，也可以是氧气等助燃气体；但出于成本的考虑，空气是最经济实惠的。

在步骤e中，将熔化后的TNT雾化，形成微小颗粒；是将熔化后的TNT通过空气雾化方式将TNT雾化。

在雾化前，要确定输送TNT管道的通畅性，并保证输送TNT管道的温度不低于90℃。若管道不通畅，要先对管道加热直至不低于90℃。

在雾化过程中，可以通过控制TNT流量和气体流量的方法来控制形成的微小颗粒的大小，以保证后续微小颗粒能充分燃烧；在优选的实施方式中，调节熔化后TNT流量和气体流量，使微小颗粒的粒径小于200μm。

在步骤f中，燃烧雾化后的TNT燃烧过程中，要实时监测火焰情况，一旦未探测到火焰，即停止雾化燃烧；此外，也要实时检查输送TNT管道的温度、点火装置有无异常；一旦出现异常，就关闭高压点火启动程序。

在步骤g中，收集TNT燃烧后产生的能量。收集起来的能量可以用于弹药销毁处理蒸汽锅炉或者油浴加热等，实现了TNT能量的回收再利用。

图2示意性地示出了TNT熔化雾化燃烧设备结构示意图。

本申请提供的TNT熔化雾化燃烧设备包括熔化箱1、压缩空气泵6和空气雾化喷嘴10；熔化箱1经TNT管道7与空气雾化喷嘴10连接；空气压缩泵6经气体管道9与空气雾化喷嘴10连接；空气雾化喷嘴10外设置有点火装置12。

在本申请的一个实施例中，熔化箱1可以为蒸汽熔化箱或者油浴熔化箱，也可以是其它间接加热方式熔化箱。

在本申请的另一个实施例中，TNT熔化雾化燃烧设备还可以包括恒温箱2；恒温箱2设置在熔化箱1和空气雾化喷嘴10之间；熔化箱1经TNT管道7与恒温箱2连接；恒温箱2经TNT管道7与空气雾化喷嘴10连接。

在本申请的又一实施例中，连接熔化箱1和恒温箱2的TNT管道7上设置有电磁阀8；电磁阀8与液位控制器连接；液位控制器包括上限液位传感器3和下限液位传感器4。与空气压缩泵6连接的气体管道9上设置有压缩空气调压阀。

在本申请的再一实施例中，点火装置12为高压点火器；空气雾化喷嘴10处设置有火焰探测器11。

在上述所述实施例中，熔化箱1、恒温箱2、压缩空气调压阀5、空气压缩泵6、电磁阀8、火焰探测器11、点火装置12均可以与控制系统（如微控制单元、PLD等）连接，对熔化箱1内的燃料量、燃料温度进行检测控制，对喷雾情况和燃烧情况进行检测控制，对整个燃烧过程进行程序控制，从而实现自动化控制。

依据本申请提供的一个实施例的TNT熔化雾化燃烧设备的工作原理为：TNT在熔化箱1内熔化后，然后经TNT管道7进入恒温箱2，恒温箱2中TNT量由上限液位传感器3和下限液位传感器4控制；空气压缩泵6的空气经压缩空气调压阀5进入空气雾化喷嘴10，在空气雾化喷嘴10的雾化腔产生的负压将恒温中的TNT吸入喷嘴，并与空气在雾化腔内混合，在离开空气雾化喷嘴10后雾化成微小颗粒，被高压点火电极点燃；火焰探测器11在压缩空气调压阀5开启后约10秒起动，对TNT燃烧火焰进行探测，一旦未探测到火焰，即产生信号停止雾化燃烧。

依据本申请提供的一个实施例的TNT熔化雾化燃烧设备的工作流程为：

第一步，接通电源；

第二步，空气压缩泵6、火焰探测器11、点火装置12复位；电磁阀8、压缩空气调节阀5锁定；

第三步，熔化箱1、恒温箱2和TNT管道7加热；其中，熔化箱1内TNT温度控制在设定温度（一般设在100～120℃），恒温箱2温度设定在不低于100℃，TNT管道7温度不低于90℃；

第四步，工况参数是否通过启动验证，若通过进入下一步；若有参数未通过，则控制系统停止程序进行，排除故障后重新验证；工况参数包括熔化箱1、恒温箱2和TNT管道7的设定温度；

第五步，空气压缩泵6启动；空气压缩泵6压力不低于0.8ΩPa；

第六步，判定点火装置12是否能点火，若能点火进入下一步；若不能点火，控制系统停止程序进行，检查点火装置12，排除故障后返回第四步；

第七步，判定是否雾化，若不能正常雾化，控制系统停止程序运行，给TNT管道7加热，疏通TNT管道7后，返回第四步；

第八步，判定是否雾化燃烧，若能燃烧进入下一步；若不能燃烧，控制系统停止程序运行，调节压缩空气调压阀5，改变空气流量大小后返回第四步；气液混合、雾化后得到的微小颗粒粒径小于200μm；

第九步，判定是否持续燃烧，若能持续燃烧，燃烧完成后正常停机，程序结束；若不能持续燃烧，控制系统停止程序运行，检查恒温箱2内的TNT液位、TNT管道7、点火装置12、火焰探测器11等是否出现异常，排除故障后返回第四步。

实施例1～实施例5是采用上述实施例给出的TNT熔化雾化燃烧设备销毁TNT的例子。表1中给出实施例1～实施例5中操作过程中TNT温度、恒温箱温度、TNT管道温度、雾化颗粒粒径等参数的相关数据。

从上述实验结果可以看出，本发明提供的TNT熔化雾化方法和设备，能够将TNT充分燃烧销毁，无污染，充分燃烧率明显提高，并将燃烧产生的热量以用于弹药销毁处理蒸汽锅炉或者油浴加热等方式加以充分利用，达到节能环保的目的。

Claims (10)

1.一种TNT熔化雾化燃烧方法，其特征在于包括以下步骤：

对TNT进行加热熔化；

控制熔化TNT温度不低于100℃；

启动高压点火；

开启空气压缩泵；

将熔化后的TNT雾化，形成微小颗粒；

燃烧雾化后的TNT；

收集燃烧后产生的能量。

2.根据权利要求1所述的TNT熔化雾化燃烧方法，其特征在于：所述对TNT进行加热熔化步骤中，采用蒸汽或油浴间接加热方式对TNT进行加热熔化；熔化温度控制在100～120℃。

3.根据权利要求1所述的TNT熔化雾化燃烧方法，其特征在于：所述开启空气压缩泵步骤中，控制空气压缩泵压力不低于0.8MPa。

4.根据权利要求1所述的TNT熔化雾化燃烧方法，其特征在于：所述燃烧雾化后的TNT步骤中，还进一步包括监测火焰步骤。

5.一种TNT熔化雾化燃烧设备，其特征在于：包括熔化箱(1)、空气压缩泵(6)和空气雾化喷嘴(10)；所述熔化箱(1)经TNT管道(7)与空气雾化喷嘴(10)连接；所述空气压缩泵(6)经气体管道(9)与空气雾化喷嘴(10)连接；所述空气雾化喷嘴(10)外设置有点火装置(12)。

6.根据权利要求5所述的TNT熔化雾化燃烧设备，其特征在于：还包括恒温箱(2)；所述恒温箱(2)设置在熔化箱(1)和空气雾化喷嘴(10)之间；所述熔化箱(1)经TNT管道(7)与恒温箱(2)连接；所述恒温箱(2)经TNT管道(7)与空气雾化喷嘴(10)连接。

7.根据权利要求5或6所述的TNT熔化雾化燃烧设备，其特征在于：所述熔化箱(1)为蒸汽熔化箱或者油浴熔化箱。

8.根据权利要求6所述的TNT熔化雾化燃烧设备，其特征在于：连接所述熔化箱(1)和恒温箱(2)的TNT管道(7)上设置有电磁阀(8)；所述电磁阀(8)与液位控制器连接；所述液位控制器包括上限液位传感器(3)和下限液位传感器(4)。

9.根据权利要求5所述的TNT熔化雾化燃烧设备，其特征在于：与所述空气压缩泵(6)连接的气体管道(9)上设置有压缩空气调压阀(5)。

10.根据权利要求5所述的TNT熔化雾化燃烧设备，其特征在于：所述点火装置(12)为高压点火器；所述空气雾化喷嘴(10)处设置有火焰探测器(11)。