CN1786573A - 处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉及其应用方法 - Google Patents

Abstract

一种处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉包括耐热钢炉体(5)、燃烧器(2)、烟囱(8)，炉体(5)前部设有燃烧器接口和点火口(1)，燃烧器(2)固定在炉体(5)前部的燃烧器接口，炉体(5)中部设有二次燃烧喷嘴接口(24)，炉体(5)外部有夹套(4)，夹套(4)前端设二次空气入口(3)，二次空气入口(3)通过炉壁的二次空气分布孔进入炉内，炉体(5)尾部设有测温口(6)，烟囱(8)与炉体(5)尾部连接，烟囱(8)的上部和下部分别有检测孔(7)和观火孔(9)；对偏二甲肼或/和四氧化二氮废气或废液进行处理，具有工艺简单，操作方便，安全可靠，经济适用，不产生二次污染，处理后排放尾气符合国家规定的排放标准的优点。

Description

处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉及其应用方法

技术领域

本发明属于一种使用燃烧法处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉及其应用方法。

背景技术

随着社会的不断进步和发展，人类已意识到保护自然环境的重要性，目前，我国对环保已提到高度重视，环保项目已成为极其重要的研究课题，环评经过20多年的发展完善，已成为环境管理的一项基本制度，我国的国民经济将继续保持快速发展，治理污染，保护环境，防止新的污染源产生，控制环境污染和生态破坏的任务更加艰巨。

我国卫星发射场发射卫星所使用的偏二甲肼和四氧化二氮具有毒性和腐蚀性，在使用过程中会产生一些废液、废气，如直接将这些物质排放大气中，对人类和动植物以及整个自然环境会产生严重的污染，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物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，由于处理物的浓度不稳定，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的运行成本，另外，还有液体吸收法和高空排放等多种方法，这些方法存在设备庞大和需再处理的问题，否则，会产生二次污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种多用途、多功能、且成本低、操作简便、不形成二次污染的一种偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉及其应用方法。

本发明的目的是这样实现的：它包括耐热钢炉体、燃烧器、烟囱，其特征在于炉体前部设有燃烧器接口和点火口，燃烧器固定在炉体前部的燃烧器接口，炉体中部设有二次燃烧喷嘴接口，炉体外部有夹套，夹套前端设二次空气入口，二次空气入口通过炉壁的二次空气分布孔进入炉内，炉体尾部设有测温口，烟囱与炉体尾部连接，烟囱的上部和下部分别有检测孔和观火孔。

所述的燃烧器包括处理物料喷管、燃油喷管、调节螺杆、螺杆调节板、螺杆定位板、处理气体入口、一次空气进口、支撑连接件、气体分布板和限流筒；限流筒是锥形，气体分布板位于限流筒出口的锥形段，燃油喷管和液体物料喷管固定为一体，燃油喷管和液体物料喷管的尾部与螺杆调节板固定连接，燃油喷管和液体物料喷管的前端与支撑连接件固定连接，支撑连接件将气体分布板和喷管连接成可轴向移动的整体装入限流筒内；螺杆定位板与燃烧器接管固定连接，调节螺杆与螺杆调节板连接并穿过螺杆定位板连接固定，一次空气入口位于限流筒的中段，处理气体入口位于燃烧器接管上。

如上所述的燃烧炉可以固定在处理现场或移动载车上。

如上所述的燃油喷管和液体物料喷管分别可以是两个。

如上所述的气体分布板是圆形环板，其上均匀地开着8-12个条形板，条形板与环板之间的角度为10～15°，条形板为5～15°的扇形。

如上所述的燃油喷管和液体物料喷管与燃烧器接管之间有密封装置，密封结构可以是填料密封，也可以为其他的密封型式。

如上所述的烟囱可以旋转90°呈直立或水平状。

使用时，燃油经燃油喷管喷出经点火器点燃，与进入的空气一同燃烧，当温度达到规定值时，通入要处理的液体或气体物料一同燃烧，此时，可通过观火孔观察火焰燃烧情况，旋转调节螺杆，通过改变螺杆调节板与螺杆定位板的间距来带动喷管作轴向移动，气体分布板与限流筒锥形段的间隙随着移动而改变，使空气分布合理，同时调节空气的流量，使处理物得到完全燃烧，燃烧尾气经位于炉膛中部的二次燃烧喷嘴再次燃烧，生成无害的气体排空，达到处理的目的。

本发明的燃烧炉处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的应用方法包括如下步骤：

(1)用空气吹扫燃烧炉炉膛，使一次空气过剩系数控制在0.96～1.05，二次空气通入后，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)当燃烧炉烟道气温度达到600℃-650℃时，通入被处理物与燃料油一同燃烧；处理四氧化二氮废气或废液时，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和二次燃烧的作用下完全燃烧，尾气经烟道由烟囱排入大气中；

处理偏二甲肼废气或废液时，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和偏二甲肼在二次空气和二次燃烧的作用下完全燃烧，最后尾气经烟道由烟囱排入大气中；

四氧化二氮和偏二甲肼两种废气或废液同时处理时，一次空气系数为0.88～1.18，总空气系数控制在2.4～2.75，烟道气温度保持在600～650℃之间，使未完全燃烧的燃料油和处理物在二次空气和二次燃烧的作用下完全燃烧，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、普通煤油或轻柴油。

如上所述的四氧化二氮废气或废液的浓度为20wt％～100wt％

如上所述的偏二甲肼废气或废液的浓度为20wt％～100wt

本发明具有以下特点：

1整体结构紧凑，功能齐全，移动方便。

2工艺简单，操作方便，安全可靠，经济适用。

3点火器自动点火，炉膛升温快，燃油来源广。

4燃烧器功能齐全，调节方便，燃烧安全、稳定，火焰分布均匀。

5燃烧炉能同时或分别处理两种不同物性和不同浓度的气体、液体。

6在炉膛温度一定和燃料油连续不断提供的前提下，处理可连续或间歇进行，处理量也可适时变动。

7不产生二次污染，处理后排放尾气符合国家规定的排放标准。

具体实施方式

本发明的实施例结合附图进一步说明如下

图1是本发明燃烧炉的结构示意图

图2是本发明燃烧器的结构示意图。

图3是本发明燃烧器的A-A剖面图。

图4是本发明气体分布板的结构示意图。

图5是本发明气体分布板条形板的B-B剖面图。

如图所示，1是点火口，2是燃烧器，3是二次空气入口，4是夹套，5是炉体，6是测温口，7是检测孔，8是烟囱，9是观火孔，10是载车，11是燃油喷管，12是物料喷管，13是调节螺杆，14是螺杆调节板，15是螺杆定位板，16是处理气体入口，17是一次空气入口，18是支撑连接件，19是气体分布板，20是限流筒，21是燃烧器接管，22是分布板条形板，23是分布板环板，24是二次燃烧喷嘴接口。

炉体5前部设有燃烧器接口和点火口1，燃烧器2固定在炉体5前部的燃烧器接口，炉体外部有夹套4，夹套4前端设二次空气入口3，二次空气入口3通过炉壁的二次空气分布孔进入炉内，炉体5尾部设有测温口6，烟囱8与炉体5尾部连接，烟囱8的上部和下部分别有检测孔7和观火孔9，次燃烧喷嘴接口24位于炉体5的中部；

所述的燃烧器2包括燃油喷管11、处理物料喷管12、调节螺杆13、螺杆调节板14、螺杆定位板15、处理气体入口16、一次空气进口17、支撑连接件18、气体分布板19和限流筒20；限流筒20是锥形，气体分布板19位于限流筒20出口的锥形段，燃油喷管11和物料喷管12固定为一体，燃油喷管11和物料喷管12的尾部与螺杆调节板14固定连接，燃油喷管11和物料喷管12的前端与支撑连接件18固定连接，支撑连接件18将气体分布板19和喷管11、12连接成可轴向移动的整体装入限流筒20内；螺杆定位板15与燃烧器接管21固定连接，调节螺杆13与螺杆调节板14连接并穿过螺杆定位板15连接固定，一次空气入口17位于限流筒20的中段，处理气体入口16位于燃烧器接管21上。

实施例1

处理物为四氧化二氮废气100Wt％、燃油为煤油：

处理操作时，空气从一次风入口17和二次风入口3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，点火口1打火、燃油喷管11喷油进行燃烧，炉子开始升温，当炉体测温口6的温度达到600℃时，四氧化二氮从处理气体入口16通入炉膛与燃油在空气的作用下一起燃烧，并通过观火孔观察火焰燃烧情况，适当转动调节螺杆13，调整分布板19与限流筒20的间隙，使空气分布合理，此时开启炉体中部的二次燃烧喷嘴，同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8排放，取样分析，尾气中二氧化氮含量为680ppm。

实施例2：

其它条件同实施例1，将处理物浓度改为80％的四氧化二氮，调整一次空气系数为0.74，总空气系数为2.7，尾气中二氧化氮含量为650ppm。

实施例3：

其它条件同实施例1，将处理物浓度改为20％的四氧化二氮，燃油改用航空煤油，调整一次空气系数为0.80，总空气系数为2.9，取样分析，尾气中二氧化氮含量为620ppm。

实施例4：

将燃油改用轻柴油，其它条件同实施例3，尾气取样分析，符合国家规定的排放标准。

实施例5：

其它条件同实施例1，将处理物浓度改为100％的偏二甲肼，偏二甲肼从废气入口16进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，偏二甲肼含量为0.5ppm，排放尾气符合国家规定的排放标准。

实施例6：

其它条件同实施例5，将处理物浓度改为80％的偏二甲肼，一次空气系数调整为1.08，总空气系数调整为2.33，偏二甲肼含量为0.5ppm，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5，将处理物浓度改为50％的偏二甲肼，一次空气系数调整为1.45，总空气系数调整为2.38，取样分析，偏二甲肼含量为0.5ppm，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5，将处理物浓度改为20％的偏二甲肼，一次空气系数调整为1.25，总空气系数调整为2.49，取样分析，偏二甲肼含量为0.46ppm，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，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，尾气符合国家规定的排放标准。

实施例11：

处理物的浓度为10％的四氧化二氮和10％偏二甲肼废液，燃料为煤油，处理操作时，空气从一次风入口17和二次风入口3进入炉膛，一次空气系数为0.96，总空气系数控制在2.8，启动点火器按钮，炉子开始升温，当炉体测温口6的温度达到600℃时，四氧化二氮和偏二甲肼废液经喷管12喷入炉膛，与燃油在空气的作用下一起燃烧，适当转动调节螺杆13，使空气分布合理，此时开启炉体中部的二次燃烧喷嘴，调整一次空气系数为1.05，总空气系数为2.55，使炉内温度保持在600～650℃之间，燃烧后尾气经烟囱8排放，取样分析，尾气符合国家规定的排放标准。

实施例12：

处理物的浓度为10％的氧化氮和10％偏二甲肼废气，燃料为煤油，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，炉子开始升温，当炉体测温口6的温度达到600℃时，偏二甲肼和氧化氮同时进入炉膛与燃油在空气的作用下一起燃烧，适当转动调节螺杆13，使空气分布合理，此时开启炉体中部的二次燃烧喷嘴，一次空气系数调整为1.03，总空气系数调整为2.7，炉子烟道气温度保持在600-650℃之间，取样分析，二氧化氮含量为620ppm，偏二甲肼含量为0.46ppm，尾气符合国家规定的排放标准。

实施例13：

其他条件同实施例12，只是将煤油改为柴油，取样分析，尾气符合国家规定的排放标准。

实施例14

其他条件同实施例12，只是将煤油改为航空煤油，取样分析，尾气符合国家规定的排放标准。

Claims (11)

1、一种处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉包括耐热钢炉体(5)、燃烧器(2)、烟囱(8)，其特征在于炉体(5)前部设有燃烧器接口()和点火口(1)，燃烧器()固定在炉体(5)前部的燃烧器接口()，炉体(5)中部设有二次燃烧喷嘴接口(24)，炉体(5)外部有夹套(4)，夹套(4)前端设二次空气入口(3)，二次空气入口(3)通过炉壁的二次空气分布孔()进入炉内，炉体(5)尾部设有测温口(6)，烟囱(8)与炉体(5)尾部连接，烟囱(8)的上部和下部分别有检测孔(7)和观火孔(9)；

所述的燃烧器(2)包括燃油喷管(11)、处理物料喷管(12)、调节螺杆(13)、螺杆调节板(14)、螺杆定位板(15)、处理气体入口(16)、一次空气进口(17)、支撑连接件(18)、气体分布板(19)和限流筒(20)；限流筒(20)是锥形，气体分布板(19)位于限流筒(20)出口的锥形段，燃油喷管(11)和物料喷管(12)固定为一体，燃油喷管(11)和物料喷管(12)的尾部与螺杆调节板(14)固定连接，燃油喷管(11)和物料喷管(12)的前端与支撑连接件(18)固定连接，支撑连接件(18)将气体分布板(19)和喷管(11、12)连接成可轴向移动的整体装入限流筒(20)内；螺杆定位板(15)与燃烧器接管(21)固定连接，调节螺杆(13)与螺杆调节板(14)连接并穿过螺杆定位板(15)连接固定，一次空气入口(17)位于限流筒(20)的中段，处理气体入口(16)位于燃烧器接管(21)上。

2、如权利要求1所述的一种处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉，其特征在于所述的燃油喷管(11)和处理物料喷管(12)分别是两个。

3、如权利要求1所述的一种处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉，其特征在于所述的气体分布板(19)是圆形环板(23)，其上均匀地开着8-12个条形板(22)，条形板与环板之间的角度为10～15°，条形板为5～15°的扇形。

4、如权利要求1所述的一种处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉，其特征在于所述的燃油喷管(11)和处理物料喷管(12与燃烧器接管(21)之间有密封。

5、如权利要求4所述的一种处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉，其特征在于密封是填料密封。

6、如权利要求1所述的一种处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉，其特征在所述的烟囱可以旋转90°呈直立或水平状。

7、如权利要求1所述的一种处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉，其特征在于所述的燃烧炉固定在处理现场或移动载车上。

8、如权利要求1-7任一项所述的一种处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉的应用方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)用空气吹扫燃烧炉炉膛，使一次空气过剩系数控制在0.96～1.05，二次空气通入后，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)当燃烧炉烟道气温度达到600℃-650℃时，通入被处理物与燃料油一同燃烧；处理四氧化二氮废气或废液时，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和二次燃烧的作用下完全燃烧，尾气经烟道由烟囱排入大气中；

处理偏二甲肼废气或废液时，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和偏二甲肼在二次空气和二次燃烧的作用下完全燃烧，最后尾气经烟道由烟囱排入大气中；

四氧化二氮和偏二甲肼两种废气或废液同时处理时，一次空气系数为0.88～1.18，总空气系数控制在2.4～2.75，烟道气温度保持在600～650℃之间，使未完全燃烧的燃料油和处理物在二次空气和二次燃烧的作用下完全燃烧，最后尾气经烟道由烟囱排入大气中。

9、如权利要求8所述的一种处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉的应用方法，其特征在于所述的燃料油是航空煤油、普通煤油或轻柴油。

10、如权利要求8所述的一种处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉的应用方法，其特征在于所述的四氧化二氮废气或废液的浓度为20wt％～100wt％。

11、如权利要求8所述的一种处理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃烧炉的应用方法，其特征在于如上所述的偏二甲肼废气或废液的浓度为20wt％～100wt。

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