CN1142385C - 气体燃料燃烧处理偏二甲肼废气的方法及焚烧炉 - Google Patents
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Abstract
一种气体燃料燃烧处理偏二甲肼废气的方法及焚烧炉，以气体燃料为原料，点燃该燃烧器，通入体积百分比浓度为1-30%的偏二甲肼废气一同燃烧。生成水和二氧化碳和氮气，达到处理废气的目的。焚烧炉上的气体燃料进口与废气进口连通，二次空气分2-6级通入炉膛，使废气与燃料燃烧完全，尾气经检测，无残留的偏二甲肼尾气排放达到国家规定的排放标准。
Description
技术领域：
本发明涉及一种气体燃料燃烧处理偏二甲肼废气的方法及焚烧炉。
背景技术：
自从工业革命以来，人类生产得到极大的发展，但同时给环境带来越来越严重的污染，目前保护人类赖以生存的环境不被工业废气污染已经成为极其重要的课题。众所周知的对环境污染主要有NOx、SO2、及烃类三大污染源，但是还有一些不被人们所知的虽然排放量不大，但危害却更加严重的污染物，如偏二甲肼就是其中之一。偏二甲肼是一种有机胺，一般被航天事业作为燃料用作火箭推进剂，它在常温下为液体。使用时，偏二甲肼在运输、转注、加注过程中需要用氮气加压，过程操作完之后又将氮气排空成为常压。所排放的废气中含有大量的偏二甲肼，其浓度在1-18％左右。偏二甲肼剧毒，轻者损害人的肝脏，重者可能致癌，它对人类的危害非常大而且具有爆炸性，需将废气做无害处理。处理方法大多采用水或高锰酸钾吸收法、催化还原法。采用吸收法吸收偏二甲肼废气，吸收不够彻底，吸收后的废液成为另一液体污染源。催化氧化法是将偏二甲肼与氧化剂通常是空气在催化剂床层上直接接触进行催化氧化反应，存在爆炸的隐患，而且催化燃烧为一放热反应，反应剧烈，受气固反应传热慢的限制，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，浓度控制不当，容易造成爆炸，操作难度大。因此，在处理废气时，偏二甲肼浓度不宜过高，对于排出的高浓度的偏二甲肼废气就必须采用惰性气体稀释的方法，这样就势必延长了处理时间，增加了处理废气的成本。
发明内容：
本发明的发明目的是提供一种脱除彻底、操作容易的气体燃料燃烧处理偏二甲肼废气的方法及焚烧炉。
本发明的发明目的是这样实现的：在焚烧炉内点燃气体燃料后，通入1-30％体积百分比浓度的偏二甲肼废气，一同燃烧，生成水、二氧化碳和氮气，达到处理偏二甲肼废气的目的。
本发明的处理偏二甲肼废气的方法包括如下步骤：
(1)将空气通入焚烧炉内吹扫，焚烧炉的废气处理量≤200立方米/立方米·小时(即每立方米的焚烧炉最大可处理废气200立方米/小时)，使一次空气系数为0.8-1.3，二次空气通入后总空气系数为1.05-5，然后将气体燃料通入炉内并点燃，预热炉体，使焚烧炉的热负荷为160万千焦/立方米·小时-545万千焦/立方米·小时；
(2)当焚烧炉内的预热温度达到600℃，将含有偏二甲肼体积百分比浓度为1-30％的废气从废气入口通入，并与气体燃料混合一同进入炉内燃烧，同时根据偏二甲肼的量，加大一次空气量，保持一次空气系数为0.8-1.3，总空气系数为1.05-5，调整气体燃料的量，保证焚烧炉的热负荷为160万千焦/立方米·小时-545万千焦/立方米·小时；炉内燃烧温度控制为800-1500℃；
(3)未完全燃烧的气体燃料及偏二甲肼同二次空气继续燃烧完全，最后由烟囱排入大气中；
如上所述的气体燃料是甲醇裂解气、煤气、天然气、液化气、氢气等其它可燃气体。
为了完成上述处理偏二甲肼废气的方法，设计了专用的焚烧炉，该焚烧炉设备包括包括炉体、排气口、以及排气口上的观火孔、测温孔、燃烧器，燃烧器固定在炉体前部，燃烧器上设有气体燃料进口、废气进口、一次空气进口、点火孔，气体燃料进口与废气进口连通，炉体中、后部设有2-6级二次空气分布孔。
当使用该焚烧炉时，从燃烧器一次空气入口按空气系数为0.8-1.3的气量通入一次空气，二次空气通入后使总空气系数为1.05-5分2-6级给焚烧炉通入二次空气，吹扫炉膛。通入气体燃料并点燃，燃烧器开始燃烧，当炉内温度达到600℃时，从废气入口通入偏二甲肼废气与气体燃料混合，进入炉内一起燃烧，适当调整进风量，保证空气系数不变，大部分气体燃料和废气在一次空气的作用下燃烧，未完全燃烧的气体燃料和废气在二次空气的作用下完全燃烧，燃烧后的气体从烟囱排入大气中。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.工艺简单，操作容易，启动快，安全可靠，投资少，运行费用低。
2.可处理的偏二甲肼废气浓度高，范围广，浓度高达30％的废气都可采用本焚烧炉进行处理。
3.在气体燃料提供热源的情况下，被处理的偏二甲肼废气可以连续或不连续的供给，废气浓度和气量可以是稳定的也可以是变化的，波动的。
4.处理后排放尾气中偏二甲肼含量小于2ppm，废气处理彻底，不产生二次污染。
5.设备简单，也可以做成移动式的处理装置，随时随地对偏二甲肼废气进行处理。
附图说明：
本发明的实施例结合附图进一步说明。
图1是本发明的焚烧炉结构示意图。
具体实施方法：
实施例1
如图所示，1是废气进口，2是气体燃料进口，3是一次空气进口，4是保温层，5是炉体，6是观火孔，7是排气口，8是二次空气入口，9是测温孔，10是点火孔，11是燃烧器，12是二次空气分布孔。
燃烧器11装在炉体的前部，燃烧器设有一次空气进口3、气体燃料进口2及(偏二甲肼)废气进口1，气体燃料进口2和(偏二甲肼)废气进口1连通，炉体5中、后部设有2级二次空气分布孔12，测温孔9设在炉体5中部，排气口7设在炉体5的后部，观火孔6位于排气口7上且于炉体在同一轴线上。炉体5的外部装有保温层4。
将甲醇加压到0.01-0.3兆帕，加热到180-300℃汽化后，通入装有裂解-氧化双功能催化剂的固定床反应器内，反应温度为180-280℃，甲醇液体空速为0.2-1小时-1的条件下进行催化裂解生成含有氢气、一氧化碳和少量甲烷、二氧化碳的甲醇裂解气。甲醇裂解气制备过程及其中催化剂的详细制法在中国专利90107440.3“金属热处理用氮基可控气氛的生产方法”中已陈述。甲醇裂解气还可以用其它方法制得，如甲醇高温热裂解和甲醇与水按一定比例混合后进行催化裂解或高温热裂解等。
从一次空气进口3通入一次空气，调节流量为9立方米/小时(即一次空气系数为0.84)，由二次空气进口8通入二次空气30立方米/小时(总空气系数为3.64)吹扫5分钟，然后将4.5立方米甲醇裂解气从气体燃料进口2通入并点燃，燃烧器11燃烧，稳定燃烧20分钟，预热炉体，当炉温达到600℃后，废气进口1通入5立方米/小时的含偏二甲肼1％的废气，废气进入炉体后与甲醇裂解气混合后一同燃烧，炉内温度为730℃，排放尾气取样分析，尾气中偏二甲肼残余量小于2PPm。
实施例2
其它条件同实施例1，只是将一次空气量改为10立方米/小时(一次空气系数为0.80)同时通入含量为7％的偏二甲肼废气5立方米/小时与甲醇裂解气一起燃烧，总空气系数为2.3，炉内温度为840℃，排放尾气取样分析，尾气中偏二甲肼残余量小于2PPm。
实施例3
其它条件同实施例1，只是将一次空气量改为22.5立方米/小时(一次空气系数为0.92)，同时通入含量为15％的偏二甲肼废气4.8立方米/小时与甲醇裂解气一燃烧，总空气系数为2.1，炉内温度为935℃，排放尾气取样分析，尾气中偏二甲肼残余量小于2ppm。
实施例4
其它条件同实施例1，只是将一次空气量改为34立方米/小时(一次空气系数为1.01)，同时通入含量为25％的偏二甲肼废气4.8立方米/小时与甲醇裂解气一燃烧，总空气系数为1.9，炉内温度为1070℃，排放尾气取样分析，尾气中偏二甲肼残余量小于2ppm。
实施例5
其它条件同实施例1，只是将甲醇裂解气改为煤气，一次空气量改为14立方米/小时(一次空气系数为1.3)，同时通入含量为43％的偏二甲肼废气4.8立方米/小时与煤气一燃烧，炉内温度为1290℃，排放尾气取样分析，尾气中偏二甲肼残余量小于2ppm。
实施例6
其它条件同实施例1，只是将甲醇裂解气改为天然气，排放尾气取样分析，尾气中偏二甲肼残余量小于2ppm。
Claims (3)
1.一种气体燃料燃烧处理偏二甲肼废气的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将空气通入焚烧炉内吹扫，并使一次空气系数为0.8-1.3，二次空气通入后总空气系数为1.05-5，焚烧炉的废气处理量≤200立方米/立方米·小时，然后将气体燃料通入并点燃，保证焚烧炉的热负荷为160万千焦/立方米·小时-545万千焦/立方米·小时；
(2)当焚烧炉内的温度达到600℃时，将含有偏二甲肼体积百分比浓度为1-30％的废气从废气入口通入，与气体燃料一同燃烧，同时根据偏二甲肼的量，加大一次空气量，保持一次空气系数为0.8-1.3，总空气系数为1.05-5，调整气体燃料的量，使控制为焚烧炉的热负荷为160万千焦/立方米·小时-545万千焦/立方米·小时，炉内燃烧温度800-1500℃；
(3)经过二次空气，使未完全燃烧的气体燃料及偏二甲肼废气继续燃烧完全，最后由烟囱排入大气中。
2.如权利要求1所述的一种气体燃料燃烧处理偏二甲肼废气的方法，其特征在于所述的气体燃料是甲醇裂解气、煤气、天然气、液化气、或氢气。
3.一种气体燃料燃烧处理偏二甲肼废气的焚烧炉，它包括炉体(5)、排气口(7)、以及排气口(7)上的观火孔(6)、测温孔(9)、燃烧器(11)，燃烧器(11)固定在炉体(5)前部，其特征在于燃烧器(11)上设有气体燃料进口(2)、废气进口(1)、一次空气进口(3)、点火孔(10)，气体燃料进口(2)与废气进口(1)连通，炉体(5)中、后部设有2-6级二次空气分布孔(12)。
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