CN110392596A - 用于气体销毁的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于销毁目标气体的方法，方法包括：a)在第一压力下压缩空气与目标气体的混合物，以产生压缩目标气体混合物；b)通过在增压进气式内燃机中利用柴油燃料以大于涡轮增压器中的第一压力的燃烧压力燃烧压缩目标气体混合物来销毁目标气体，以产生氧化排气，燃烧在利用负载组维持柴油发电机上的负载的同时发生；以及c)处理氧化排气以产生排放到大气中的排放气体，其中，排放气体基本上不包含目标气体。

Description

用于气体销毁的方法和装置
技术领域
本发明涉及有害或不期望的气体的销毁，否则这些气体可能被排放到大气中，这些气体被称为“目标”气体。目标气体的具体实例是已用来熏蒸货运容器和有轨车(或者可能需要熏蒸的其它建筑物和结构)的熏蒸剂，如甲基溴、硫酰氟和磷化氢。
在这方面，本发明的开发源于对目标气体甲基溴的销毁的研究，因此以下大部分描述仅涉及甲基溴作为销毁的目标气体。然而，本发明不限于此。
背景技术
甲基溴(CH3Br，也称为溴甲烷)已非常成功地用作杀虫剂和熏蒸剂多年。然而，曾经有人估计，为了这些用途所施用的甲基溴中的高达80％被排放到空气中，到了20世纪90年代初，甲基溴被认为是平流层臭氧消耗的重要原因。因此，大多数国家政府采取了行动以减少甲基溴的使用，尽管它仍然被视为极其有效的熏蒸剂(几乎没有别的能与之匹敌)，并且到了21世纪00年代已有几个国家禁止使用甲基溴或引入了非常严格的继续使用甲基溴的排放、回收和/或销毁要求。
因此，已经做出了努力来开发用于循环利用或回收在熏蒸过程中施用的甲基溴的技术，这种技术的通常目的是在熏蒸后分解或销毁甲基溴。例如，美国专利5,505,908建议通过在分子筛上吸附然后用热气体解吸来回收和循环利用甲基溴，而美国专利5,904,909描述了通过使甲基溴与活性炭接触，随后与硫代硫酸盐和水接触，以将甲基溴分解成分解产物来回收和分解甲基溴。
另外，美国专利7,311,743提出在生物过滤装置中使用甲基溴降解微生物，而日本专利7461329建议在高温(600℃至1,000℃)下焚烧甲基溴然后用氢氧化钠溶液进行处理，以中和所产生的溴化氢。
随后，在更近的美国专利8,585,981和9,497,955中的注释评论是有指导性的，两者都描述了用于熏蒸运输容器等的装置，两者都仍然使用甲基溴，因此两者都需要结合用于循环利用或回收由它们的装置使用的甲基溴的技术。
在这方面，美国专利8,585,981描述了使用活性炭来吸附甲基溴，然后用硫代硫酸钠洗涤活性炭，在洗涤后进行或不进行活性炭的进一步处理(如，焚烧)。然而，建议采用化学氧化处理作为替代方案，其中借助水以及臭氧气体或氢氧化钠使甲基溴起泡。
在美国专利9,497,955中，描述了使用熏蒸剂洗涤器，其中通过化学反应(如，亲核取代反应)来中和/销毁甲基溴，同样使用了再次使用活性炭来吸附甲基溴的碳基捕获系统。
本发明的一个目的是提供一种用于销毁有害或不期望的目标气体(如，甲基溴)的替代方法和装置。
发明内容
如上所述，本发明可应用于销毁能够在内燃机的燃烧阶段被氧化的任何有害或不期望的目标气体(不仅仅是甲基溴)，因此还涉及销毁能够与足够空气结合以形成可氧化混合物的任何目标气体。
考虑到这一点，本发明提供一种销毁目标气体的方法，该方法包括：
a)在第一压力下压缩空气与目标气体的混合物，以产生压缩目标气体混合物；
b)通过在增压进气式内燃机中利用燃料以大于第一压力的燃烧压力燃烧压缩目标气体混合物来销毁目标气体，以产生氧化排气(oxidised exhaust gas)，所述燃烧在利用负载组维持内燃机上的负载的同时发生；以及
c)处理氧化排气以产生用于排放到大气中的排放气体，其中，排放气体基本上不包含目标气体。
内燃机可以是任何类型的内燃机，包括间歇式内燃机，如四冲程和二冲程活塞发动机以及汪克尔旋转发动机(Wankel rotary engine)，并且包括连续内燃机，如燃气涡轮机、喷气发动机和许多火箭发动机。发动机可以被供给化石燃料，如天然气、石油产品(汽油、柴油或燃料油)，或可再生燃料，如生物柴油。在优选形式中，内燃机是柴油循环式内燃机，并且下面的一般描述中的大部分都将涉及这样的实施例。
负载组可以是任何通常形式的负载组，其将合适的负载提供至内燃机，以帮助防止像燃料的不完全燃烧、发动机内的冷凝形成、气缸内孔上釉(cylinder bore glazing)等事情，并且借助增加燃烧室中的燃料/空气混合物体积来帮助提高燃烧温度。负载可以是电负载、气动负载或液压负载中的任何一种，但优选的是电负载。
使用电负载组以及优选的柴油循环式内燃机是特别有利的，因为可以借助电子控制系统进行编程，从而无论可经由系统的其它电部件施加的任何其它恒定或间歇的负载是怎样的，都将恒定的75％至80％的工作负载施加到柴油发动机。柴油发动机中的这些增加的发动机负载防止气缸内孔上釉，这防止活塞环在气缸内孔壁上充分地密封，以至于损害气缸压缩压力、燃料和油消耗速率，并导致发动机的性能整体降低。
由负载组产生的热量可以用来促进气体熏蒸剂解吸，其中目标气体是在用于熏蒸过程中之后被销毁的熏蒸剂。例如，在后一种形式中，由负载组产生的热量可以用来提高被熏蒸的空间中的环境空气温度，以允许从被熏蒸过的产品中更快速地解吸熏蒸剂，如通过使大气在进入该空间之前通过负载组。这种被加热的气体可以经由固定或柔性管道直接从负载组被引导到被熏蒸的空间。
在这方面，通过本发明的方法和装置销毁的目标气体最有可能源自熏蒸过程，但不是一定的。因此，目标气体可以诸如为甲基溴、磷化氢或硫酰氟。在任何形式中，还可以在目标气体与空气混合之前或之后提供预过滤系统，以便在压缩之前从目标气体和/或目标气体混合物中除去不期望的粗颗粒或过量水分。还有，可以在压缩之前在气流中提供固定的大气和目标气体传感器，以便持续地测量相应流入气体的浓度，并根据需要将数据传送至测量装置和其它过程控制系统，包括用于调节流量以及目标气体与大气比率的控制阀和混合器。这有助于确保以优选的操作规范维持最佳混合比。
更具体地说，关于这些最佳混合比，在以上述第一压力压缩之前将目标气体与大气混合，以便除了其它之外，确保存在用于随后燃烧的适当水平的氧气。在优选形式中，目标气体混合物中的目标气体浓度将保持低于约40g/m3，或低于约35g/m3，或低于约30g/m3，或低于约25g/m3，或低于约20g/m3。该混合优选地在目标气体混合器中作为在线工艺发生并由过程控制系统控制，该过程控制系统控制目标气体与空气的比率以形成期望的目标气体混合物。在这方面，目标气体混合器控制系统优选地还能够监测流入的目标气体的浓度和组成，以例如帮助平衡否则可能在后面的燃烧和处理阶段中引起问题的任何浓度峰值。
理想地，在正常操作和负载条件下，目标气体与空气的混合物被压缩至约16.0psi与18.0psi之间的第一压力，以产生压缩目标气体混合物。
该目标气体与空气的压缩混合物被引入柴油发动机的气缸，优选地凭借由涡轮增压器或增压器(supercharger)等产生的正压所带来的增压进气而被引入，并且随后在发动机的燃烧室中经历预燃烧压缩，以达到25atm至35atm范围内的第二压力，从而将空气/目标气体混合物的温度提高到至少550℃。燃烧室中的该第二预燃烧压缩压力通过将温度提高到高于目标气体的热衰减温度来开始目标气体混合物的热衰减过程，从而延长了实现热销毁所需的时间并有助于下一阶段中燃烧过程的效率。它还增加了目标气体销毁的总效率和功效。
然后，理想地，压缩目标气体混合物通过在比预燃烧压缩中的压力(第二压力)高的压力(燃烧压力)下将燃料喷到发动机的燃烧室中(优选地，柴油燃料喷到柴油发电机中)而燃烧，以产生氧化排气。优选地，目标气体混合物在发动机的燃烧室中以50atm至65atm范围内的燃烧压力燃烧。
在一种形式中，该燃烧过程导致燃烧室中的火焰温度达到约2,600℃至2,700℃之间，其中燃烧室温度优选地达到600℃至700℃的范围，从而利用单个压缩/燃烧循环使目标气体混合物的热衰减持续，并且使得可实现约97％(优选高于约99％、更优选高于99.99％并且最优选100％)的销毁值。
应当理解的是，燃烧室中的氧化反应导致目标气体混合物中的有害或不期望的化合物转化为其它化合物，仅留下非常少量的原始不期望的目标气体，尤其是具有高于99％的消耗水平。取决于目标气体，燃烧将有害或不期望的化合物转化为包含氢以及被销毁的化学物质的基本元素(如形成溴化氢的甲基溴中的溴和来自形成氟化氢的硫酰氟的氟)的气体。还形成水蒸汽和二氧化碳。
在这些优选的操作条件下，空气被迫进入如下发动机的燃烧室中：当被压缩并添加燃料时，该发动机的燃烧室比在标准大气或非增压空气进气式发动机中更加猛烈地点火和燃烧，从而确保较高气体温度和燃烧压力的维持时间长于正常大气焚烧(1atm)或传统非增压进气式发动机中可能的维持时间。压力对燃烧过程的影响是使得发生焚烧的压力加倍从而将化学反应速率加倍。优选地，该反应在50atm至65atm的燃烧压力范围内发生，这将导致销毁时间与在1atm的正常大气压力、600℃下焚烧甲基溴(或其它目标气体)所需的0.75秒停留时间相比短至其1/60到1/50。
此外，凭借负载组维持发动机上的最小75％至80％的负载确保在整个目标气体销毁过程中产生并维持恒定高的发动机燃烧温度和压力。发动机承受的负载越多，维持恒定转速水平(在利用柴油发动机的优选形式中，该转速水平将被控制成1500rpm至1800rpm，取决于柴油发动机的交流发电机的选定电频率)所需的燃料就越多，并且所得的燃烧温度和压力越高。
这种高温和高压组合超过了这种目标气体的已知销毁参数，并且与如上所述的减压停留时间相结合，使得在单个压缩/燃烧循环中实现了高于约97％(并且优选地高于约99％，并更优选地高于约99.99％，最优选地为100％)的销毁值，从而留下了非常少的目标气体由销毁循环之后的任何洗涤系统来处理(消除)。
在优选形式中，(热)氧化排气优选地经由涡轮增压器离开发动机，进而在涡轮增压器的进气侧驱动涡轮机，然后在较低温度(优选地低于约570℃)下离开涡轮增压器。
在该方法的一种形式中，离开发动机(或离开排气所通过的涡轮增压器)的氧化排气在进一步处理之前，可以被冷却至低于100℃的温度，以避免在该进一步处理期间的过度蒸发，同时维持温度高于气体的冷凝点，以避免在处理设备和处理线中形成不期望的酸。如果使用这种冷却，则可以通过使用恒温操作的冷却风扇来实现排气的冷却，以增加跨越排气管道的气流，排气管道可以是平滑的或带翅片的管道。
氧化排气的处理可以包括湿式洗涤阶段和脱盐阶段两者。湿式洗涤阶段理想地利用多个水基洗涤器以及设计成将洗涤溶液维持在约50℃至60℃之间的最佳温度的冷却系统，以使蒸发最小化并使洗涤期间发生的化学反应速率最大化。在这方面，流入的氧化排气在洗涤期间并且当与水接触时被转化为基础气体的酸性形式，其不仅包括目标气体，如形成氢溴酸的溴化氢和形成氢氟酸的氟化氢，并且还包括形成碳酸的二氧化碳气体。这些酸形成洗涤溶液的一部分。
然后优选地通过使洗涤溶液通过含有碳酸钙(CaCO3)大理石碎片的聚集体床，利用酸基反应将这些酸基本上中和，然后选择性地使聚集体床与目标酸进行反应，以形成目标酸的盐。尽管如此，可以理解的是，碳酸不会与CaCO3显著地发生反应，并且很大程度上不受该过程的影响。形成的典型盐可以是溴化钙(来自氢溴酸)和氟化钙(来自氢氟酸)等。
优选地，持续将二氧化碳吸附到洗涤溶液中，直到洗涤溶液变得饱和。在此之后，进入洗涤器的所有二氧化碳理想地简单地通过从而与排放气体一起被排放到大气中，而对目标酸的系统处理能力没有有害影响。
然后，洗涤器中剩余的气体组分理想地通过另一聚集体床向上流动，其中反向流动的洗涤溶液流将溶液进一步缓冲。
在将洗涤过的气体作为排放气体释放到大气之前，重复该循环。优选地，在排放气流中设置目标气体传感器阵列，以检测排放气体中任何不期望的目标气体浓度的存在。
关于可使用的与湿式洗涤阶段连续的作为氧化排气处理的一部分的脱盐阶段，脱盐可以是连续的，因为含盐洗涤溶液被喷到热表面上以蒸发掉溶液的水组分，而在表面上留下结晶盐以待刮掉并收集在储料器中以备处理。可以将所得的蒸汽收集起来、冷凝成水并与二氧化碳组分一起返回洗涤过程。
本发明还提供了一种用于销毁目标气体的装置，该装置包括具有燃烧室的增压进气式内燃机以及负载组，其中：
a)气体压缩机在第一压力下压缩空气与目标气体的混合物以产生压缩目标气体混合物，并包括目标气体混合物入口和压缩目标气体混合物出口；并且
b)内燃机通过在燃烧室中利用燃料以大于第一压力的燃烧压力燃烧压缩目标气体混合物来销毁目标气体，以产生氧化排气，燃烧在利用负载组维持内燃机上的电负载的同时发生，内燃机还包括压缩目标气体混合物入口和氧化排气出口；
装置进一步包括处理阶段部，以从氧化排气中产生用于排放到大气中的排放气体，其中，排放气体基本上不包含目标气体。
如上所述，内燃机可以是任何类型的内燃机，包括间歇式内燃机，如四冲程和二冲程活塞发动机以及汪克尔旋转发动机，并且包括连续内燃机，如燃气涡轮机、喷气发动机和许多火箭发动机。发动机可以供给化石燃料，如天然气、石油产品(汽油、柴油或燃料油)，或可再生燃料，如生物柴油。在优选形式中，内燃机是柴油循环式内燃机。
在优选形式中，负载组可以是能够加热熏蒸空间内的气氛的加热器，以帮助目标气体解吸并加速脱气过程，特别是在解吸速率可能非常低的寒冷天气中。在另一优选形式中，将增压进气提供给发动机的气体压缩机是涡轮增压器或增压器，更优选是涡轮增压器。
在进一步优选的形式中，可以在涡轮增压器之前在气流中提供固定的大气和目标气体传感器，以便持续地测量相应流入气体的浓度，并根据需要将数据传送至测量装置和其它过程控制系统，包括用于调节流量以及目标气体与大气比率的控制阀和混合器。如上所述，这有助于确保以优选的操作规范维持最佳混合比。
目标气体和空气的混合优选地在在线目标气体混合器中进行，并且由过程控制系统控制，该过程控制系统控制目标气体与空气的比率以形成期望的目标气体混合物。目标气体混合器控制系统优选地还能够监测流入的目标气体的浓度和组成，以例如帮助平衡否则可能在后面的燃烧和处理阶段中引起问题的任何浓度峰值，和/或如果由于存在爆炸性气体或其它威胁过程完整性或威胁设备损坏的条件而导致系统紧急停止，则关闭空气/目标气体和发动机空气供应。
在优选形式中，(热)氧化排气优选地经由氧化排气出口离开发动机并经由第二入口即排气入口进入涡轮增压器，以驱动涡轮增压器中的涡轮机，并且然后以较低温度离开涡轮增压器。离开发动机(或离开排气所通过的涡轮增压器)的氧化排气可以通过恒温操作的冷却风扇冷却，以增加跨越排气管道的气流，其中排气管道是光滑的或带翅片的管道。也可以通过增加附接至排气管道的翅片的面积和数量使用自然空气对流来实现排气管道的冷却。
最后，还应当理解的是，本发明的装置可以在没有目标气体移动通过而仅对大气作业的情况下操作，因此可以在精炼或清洁阶段而不是销毁或生产阶段中操作。在这样的精炼阶段中，装置的处理阶段仍然可以在脱盐和脱酸模式(如果存在的话)下操作，以使洗涤器中的溶液(在销毁阶段之后剩余的溶液)基本上返回到水中，其中通过装置的气体被准许排出到大气中。
在一种可选形式中，过程的该阶段还可以利用超声波装置使洗涤溶液脱气，以通过将溶解的二氧化碳气体从基于碳酸的洗涤溶液中驱出而进一步加速脱酸过程，并且这样做，可以更快地提高溶液的pH值。这有助于将装置内的腐蚀和损坏最小化。
附图说明
现在将结合图1的示意性流程图中所示的优选实施例以及该实施例的样例来描述本发明。
具体实施方式
图1中所示的是示意性流程图，示出了目标气体销毁方法和装置的优选实施例，下文称为根据本发明的气体销毁单元(GDU)。核心功能部大体识别如下：
方框A–目标气体入口12，具有目标气体过滤件
方框B–大气入口14，空气过滤，目标气体与空气混合，增压进气式(forcedinduction)柴油发动机
方框C–负载组，具有有用热量出口16
方框D–洗涤塔系统，具有通向大气的排放气体出口18
方框E–可选的冷却，具有有用热量出口20
方框F–可选的脱盐
现在依次参见这些核心功能部中的每一个，在方框A中提供过滤组件，其中来自例如熏蒸室的目标气体经由柔性管入口12进入GDU，在该实施例中过滤组件包含高容量可拆卸过滤元件，以捕集固体和过多的水分。
在具有大气入口14的方框B中设有空气与目标气体混合阀以及用于氧气、爆炸性气氛和目标气体的固定传感器，以持续地测量相应流入气体的浓度并将数据传送至数字/模拟读出器/仪表，并且在氧气传感器的情况下，将电子信号提供至过程控制系统(PCS)，以确保无论所供应的目标气体中的氧气水平如何，方框B的发动机(见下文)都接收准许正常燃烧的足够氧气，对于某些目标气体来说氧气水平将非常低。
在方框B中的发动机上或附近还设有空气补偿阀(ACV)，空气补偿阀由PCS控制并由上述传感器致动。阀孔在正常操作条件下完全关闭，并且将实时成比例地打开和关闭以调节空气/目标气体混合物，从而补偿流入的目标气体中的任何相应的氧气缺乏。
此外，关于图1中的方框B，该实施例中的内燃机是柴油发动机。当然，合适的柴油发动机是变立方容量的类型，立方容量在很大程度上取决于柴油发电机需要抽真空的熏蒸室的尺寸以及抽真空所分配的时间。该实施例的柴油发动机包括借助涡轮增压器的增压进气，该涡轮增压器将气体的混合物压缩到约16psi与18psi之间的第一压力，以通过增加燃烧室中的可用于燃烧的空气量来提高燃烧温度，从而产生大约2,600℃至2,700℃的峰值火焰温度，并且在以恒定1500rpm操作的优选约60atm的点火之后，在燃烧室中的燃烧压力下的最终燃烧温度范围为600℃至700℃。
因此，燃烧室的化学方程式为：
压缩相关的空气温度增加与柴油燃料燃烧的组合在离散燃烧过程中使柴油发动机的燃烧室中的目标气体热分解/燃烧，这种离散燃烧过程在低于各自的爆炸下限(LEL)下处理气氛时是操作安全的。压力对气体燃烧的影响是使得压力加倍从而将化学反应速率加倍。
在该实施例中，柴油发动机还向方框C的负载组和其它辅助电动液体泵(未示出)和/或加热或制冷单元(方框E)供应电力，如果使用这些装置的话。负载组向柴油发动机提供负载，在该实施例中是电负载，该电负载防止气缸内孔上釉，并凭借为负载供电所需的气缸/燃烧室中的燃料/空气混合物体积增加而提高发动机燃烧温度，并且负载组是热量供应源16，例如以通过提高熏蒸室中的环境空气温度来促进该熏蒸室中的气体熏蒸剂解吸，从而允许从刚刚被熏蒸过的产品中更快速地解吸目标气体(熏蒸剂)。加热的空气从出口16经由固定或柔性管道结构从负载组被引导至熏蒸室空气入口点。
在该实施例中，负载组是如下一种装置：其通过使电能经由一系列金属电阻组(其在该过程中将发电机产生的电能转化成热量)将负载施加到发动机，所有金属电阻组都优选地被电子控制成考虑施加到柴油发动机的任何其它电负载，并相应地减小或增加施加至柴油发动机的电阻水平(负载)，以确保仅将预编程的负载施加到柴油发动机。
来自柴油发动机的排气将来自燃烧过程的热量和废气(其包括目标气体的一些剧毒副产物)经由排气管道22输送到随后的处理单元(方框D)，并且具体地说，被输送到位于洗涤槽26中的第一洗涤室24。来自该源的热量用于将洗涤槽中的洗涤溶液的温度提高到50℃与60℃之间，以使洗涤溶液中的分子加速，从而促进排气与洗涤溶液之间的分子相互作用。
在另一实施例中，排气可以借助涡轮增压器从燃烧室排出，进而驱动压缩机涡轮机(compressor turbine)，该压缩机涡轮机对到达柴油发动机的进气加压，并且继续通过换向阀，该换向阀根据排气含量将气流转向至方框D的洗涤系统或转向至大气。
在该实施例中，对于方框D来说流入的排气刚好在进入之前被冷却到近似100℃(最大)，以使流入的空气温度最小化，从而避免过度蒸发，但保持高于气体的冷凝点，以避免在排气管道中形成强酸。排气的冷却可以通过使用恒温操作的冷却风扇来实现，以增加跨越裸(光滑)的或带翅片的排气管道(未示出)的气流。然后冷却的废气进入方框D的洗涤系统，并立即使用水基洗涤溶液进行急速冷却(喷射)，该洗涤溶液从位于底部的洗涤流体储存器中抽出(泵送)。但再次应该理解的是，这种类型的预冷却是可选的，不一定使用。
方框D包括洗涤室24和洗涤槽26，洗涤室24和洗涤槽26包括位于多个喷射杆上的一系列喷口，使得洗涤溶液将流入的排气冷却并启动液体洗涤过程。气体的快速冷却还抑制一氧化碳和氮氧化物的产生，这两者均是致使全球变暖的重要气体。另外，洗涤介质(水)经由该一系列喷射喷口进行的相互作用允许排气转化成气态成分的酸。所涉及的其它过程包括与碳酸钙聚集体介质的物理接触，以便既准许从气体到液体(酸)的相转移，又准许所产生的酸/碱反应将酸中和并实现酸/碱成分转化成盐。在洗涤槽26中可以安装或不安装用于控制洗涤液体温度的热交换盘管。在洗涤槽介质的上方还设有水分捕集器(过滤器)，以使从洗涤槽的蒸汽损失最小化。
排放气体18离开方框D的洗涤系统(在该实施例中利用可选的风扇32离开，以便在整个洗涤系统中维持负的内部空气)，并且还通过颗粒过滤器(未示出)。还有，在流出的气流中设有用于目标气体的固定的传感器34，并且该传感器34连接至发动机控制系统，从而如果传感器检测到目标气体读数在预设参数之外，则立即停止柴油发动机。
可选的方框E包括外部散热器组，外部散热器组将冷却能量提供至位于洗涤槽26的洗涤流体内的热交换器盘管，以维持恒定的50℃至60℃，以便防止洗涤溶液沸腾。与负载组一样，热量也可以从制冷单元或散热器组空气出口20被引导至如上所述的熏蒸室，特别是对于大型熏蒸室来说。如果不需要这种额外的热源，热量只需消散到大气中。
最后，可选的方框F是脱盐单元，脱盐单元将洗涤流体脱盐并使经脱盐的水返回到洗涤槽26并且使浓缩的盐水干燥并结晶成目标气体的无害盐变体。该脱盐阶段与洗涤阶段是连续的，因此在洗涤溶液被泵送通过喷射喷嘴的同时发生连续的脱盐过程。方框F中的喷射喷嘴(未示出)将含盐溶液喷射到热表面上，以蒸发掉溶液的水成分，从而在表面上留下结晶盐以待刮掉并收集在储料器中以备处理。在具有可选方框F的该实施例中，得到的蒸汽被收集起来、冷凝成水并返回到洗涤槽26，其中二氧化碳也被转向回到洗涤系统中。
作为样例，测试了如下系统，从而产生了表1的数据。
使用的目标气体是100％的甲基溴，其浓度约为7,710ppm(30g/m3)，且热分解温度为537℃。目标气体/空气混合物设定为在环境空气温度下实现在2,500ppm与5,200ppm之间的流入目标气体浓度。
内燃机是4缸3.9L涡轮增压柴油发动机；发电机的额定值为415V/42kVa/50Hz(电子或机械控制)；负载组的额定值为415V/25kW/50Hz，且带有自动3级负载斜坡；并且泵是能够在105kPa下提供200LPM流量的3级离心泵。
当负载组最大负载设定为发电机容量的75％至80％且发电机以1500rpm操作时，涡轮增压器增压压力在16psi至18psi的范围内，压缩压力在25atm与35atm之间，燃烧室温度为550℃，点火压力在50atm与65atm之间，并且点火火焰温度在2,600℃与2,700℃之间。
洗涤塔系统是4室对流洗涤槽，其水容量为880L、CaCO3聚集体为1.38m3且设计空气流量为2.5m3/min。操作压力范围为1kPa至4kPa，操作温度范围为30℃至60℃，操作pH范围为6.3至6.9。离开柴油发动机的氧化排气是对洗涤槽的输入并包含溴化氢、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、一氧化氮和柴油颗粒物质(DPM)。洗涤槽的输出是二氧化碳、水、柴油颗粒物(DPM)和溴化钙盐。
关于气体传感器、气体采样和气体分析，所使用的传感器是IR/电化学传感器，24VDC，具有高和低的范围以及气体特定能力(设定为感测甲基溴)，且进行远程访问和数据记录。气体采样设备是德尔格(Drager)计量泵(X-act 5000)，采样间隔设定为10min。使用四个德尔格活性炭样品管来分析，并在独立认可的实验室(independent accreditedlaboratories)通过气相色谱法(gas chromatograph)进行分析。检测到的甲基溴的示例性量(注释：初始甲基溴浓度约为30g/m3)为：
表1
从表1的数据可知，该实施例的方法和装置通过将目标气体转化为包含氢以及被销毁的化学物质的基本元素的气体而销毁了高达100％的目标气体，在该样例中被销毁的化学物质的基本元素为来自甲基溴的溴，从而在离开柴油发动机的氧化排气中产生溴化氢。
最后，可以对本文描述的构造进行其它变化和修改，这些变化和修改也在本发明的范围内。

Claims (29)

1.一种用于销毁目标气体的方法，所述方法包括：
a)在第一压力下压缩空气与目标气体的混合物，以产生压缩目标气体混合物；
b)通过在增压进气式内燃机中利用燃料以大于所述第一压力的燃烧压力燃烧所述压缩目标气体混合物来销毁所述目标气体，以产生氧化排气，所述燃烧在利用负载组维持所述内燃机上的负载的同时发生；以及
c)处理所述氧化排气以产生用于排放到大气中的排放气体，其中，所述排放气体基本上不包含目标气体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述内燃机是柴油循环式内燃机，并且所述燃料是柴油燃料。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述燃烧在利用所述负载组维持所述内燃机上的电负载的同时发生。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，由所述负载组产生的热量用来促进气体熏蒸剂解吸，所述目标气体是在用于熏蒸过程中之后被销毁的熏蒸剂。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，由所述负载组产生的热量用来提高被熏蒸的空间中的环境空气温度，以允许从被熏蒸过的产品中更快速地解吸熏蒸剂。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述目标气体源自熏蒸过程，并且诸如为甲基溴、磷化氢或硫酰氟。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，包括：在所述目标气体与空气混合之前或之后使用预过滤系统。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，包括：在压缩之前使用固定的大气和目标气体传感器，以持续地测量相应流入气体的浓度。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其中，目标气体在压缩之前在由过程控制系统控制的目标气体混合器中与大气混合，所述过程控制系统控制目标气体与空气的比率，以形成期望的目标气体混合物。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，其中，期望的目标气体混合物包含最小3.5％的氧含量。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的方法，其中，所述目标气体混合物中所述目标气体的浓度保持低于约40g/m3，或低于约35g/m3，或低于约30g/m3，或低于约25g/m3，或低于约20g/m3。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的方法，其中，将所述目标气体与空气的混合物压缩至约16psi与18psi之间的第一压力。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的方法，其中，所述目标气体混合物的所述压缩发生在涡轮增压器中。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述目标气体混合物的温度将在所述涡轮增压器中增加到至少550℃。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的方法，其中，所述目标气体混合物在所述燃烧室中(在燃烧之前)被压缩至25atm至35atm范围内的第二压力。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的方法，其中，燃烧期间所述燃烧室中的所述燃烧压力在50atm至65atm的范围内，以产生所述氧化排气。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的方法，其中，燃烧期间所述燃烧室中的火焰温度达到约2,600℃至2,700℃之间。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的方法，其中，燃烧室温度在600℃至700℃的范围内。
19.根据权利要求1至18中的任一项所述的方法，其中，所述氧化排气经由涡轮增压器离开所述内燃机并在较低温度下离开所述涡轮增压器。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述氧化排气在低于570℃的温度下离开所述涡轮增压器。
21.根据权利要求1至20中的任一项所述的方法，其中，在处理步骤(c)之前将所述氧化排气冷却至低于100℃的温度。
22.根据权利要求1至21中的任一项所述的方法，其中，处理所述氧化排气的步骤包括湿式洗涤阶段和脱盐阶段，所述湿式洗涤阶段利用多个水基洗涤器以及设计成将洗涤溶液维持在约50℃至60℃的最佳温度的冷却系统。
23.一种用于销毁目标气体的装置，所述装置包括负载组以及具有燃烧室的增压进气式内燃机，其中：
a.气体压缩机在第一压力下压缩空气与目标气体的混合物以产生压缩目标气体混合物，并包括目标气体混合物入口和压缩目标气体混合物出口；并且
b.所述内燃机通过在所述燃烧室中利用柴油燃料以大于所述气体压缩机中的所述第一压力的燃烧压力燃烧所述压缩目标气体混合物来销毁所述目标气体，以产生氧化排气，所述燃烧在利用所述负载组维持所述内燃机上的负载的同时发生，所述内燃机还包括压缩目标气体混合物入口和氧化排气出口；
c.所述装置进一步包括处理阶段部，以从所述氧化排气中产生用于排放到大气中的排放气体，其中，所述排放气体基本上不包含目标气体。
24.根据权利要求23所述的装置，其中，所述内燃机是柴油循环式内燃机。
25.根据权利要求23或24所述的装置，其中，在燃烧期间所述负载组维持所述内燃机上的电负载。
26.根据权利要求23至25中的任一项所述的装置，其中，所述目标气体混合物的所述压缩发生在涡轮增压器中。
27.根据权利要求23至26中的任一项所述的装置，其中，所述负载组是能够加热处理气体的加热器。
28.根据权利要求23至27中的任一项所述的装置，包括：
在所述气体压缩机之前的固定的大气和目标气体传感器，用于持续地测量流入气体的浓度，并将数据传送至测量装置和其它过程控制系统。
29.根据权利要求23至28中的任一项所述的装置，其中，所述目标气体和空气的混合在目标气体混合器中进行，并由过程控制系统控制，所述过程控制系统控制目标气体与空气的比率以形成期望的目标气体混合物。
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