RU2446355C2 - Utilisation method of fragmented wastes of explosives and ballistite rocket solid fuels - Google Patents

Utilisation method of fragmented wastes of explosives and ballistite rocket solid fuels Download PDF

Info

Publication number
RU2446355C2
RU2446355C2 RU2009139037/03A RU2009139037A RU2446355C2 RU 2446355 C2 RU2446355 C2 RU 2446355C2 RU 2009139037/03 A RU2009139037/03 A RU 2009139037/03A RU 2009139037 A RU2009139037 A RU 2009139037A RU 2446355 C2 RU2446355 C2 RU 2446355C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion reactor
combustion
fluidized bed
air
granular material
Prior art date
Application number
RU2009139037/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009139037A (en
Inventor
Валерий Александрович Карелин (RU)
Валерий Александрович Карелин
Виктор Иванович Томак (RU)
Виктор Иванович Томак
Владимир Юрьевич Мелешко (RU)
Владимир Юрьевич Мелешко
Валентин Александрович Горбачев (RU)
Валентин Александрович Горбачев
Александр Алексеевич Гордюхин (RU)
Александр Алексеевич Гордюхин
Владимир Аршалуйсович Чобанян (RU)
Владимир Аршалуйсович Чобанян
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Петровский научный центр "Фугас"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Петровский научный центр "Фугас" filed Critical Закрытое акционерное общество "Петровский научный центр "Фугас"
Priority to RU2009139037/03A priority Critical patent/RU2446355C2/en
Publication of RU2009139037A publication Critical patent/RU2009139037A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2446355C2 publication Critical patent/RU2446355C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: water suspension includes 10 wt % of crushed wastes, ash-free consistent non-self-burning fuel material, catalyst of decomposition of nitrogen oxides or its predecessor and thickening agent. Viscous suspension is supplied to combustion reactor through two-phase feeders with atomisation by means of air. Consumption of viscous combustible suspension mixed with excess air is specified in compliance with combustion reactor volume, total combustion heat and residence time of combustion products in upper gas space of combustion reactor. Action zones of feeders in combustion reactor are isolated from each other by means of zoned fluidised air distribution through air distributing grid. Fluidised bed heating temperature is maintained by means of controlled heat removal from grain material of external circulation, which is returned to fluidised bed.
EFFECT: providing safety of technologically simplified energy-saving utilisation of explosive wastes and ballistite solid fuels with restricted emission of non-toxic dust to atmosphere.
8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области утилизации военной техники и боеприпасов, а именно к утилизации взрывчатых веществ и баллиститных ракетных топлив, получаемых при расснаряжении артиллерийских снарядов и ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ) с помощью различных способов. В результате извлечения взрывчатого наполнения получают полые металлические корпуса и обводненные фрагментированные отходы энергетических материалов, таких как взрывчатый наполнитель артиллерийских снарядов, чаще всего на основе нитросодержащих взрывчатых веществ (ВВ) типа гексогена, октогена и различных смесей, а также баллиститных твердых топлив. Использование таких отходов по прямому назначению затруднительно из-за нестабильности свойств ВВ и топлив после длительного хранения, а также опасности обращения с ними. Накопление таких фрагментированных отходов требует дополнительных расходов на хранение, охрану и контроль состояния.The invention relates to the field of disposal of military equipment and ammunition, namely the disposal of explosives and ballistic missile fuels obtained by unloading artillery shells and rocket engines of solid fuel (RTTT) using various methods. As a result of the extraction of explosive filling, hollow metal shells and flooded fragmented waste of energy materials, such as explosive filler of artillery shells, most often based on nitrous-containing explosives (RDX) such as RDX, HMX and various mixtures, as well as ballistic solid fuels, are obtained. The use of such waste for its intended purpose is difficult due to the instability of the properties of explosives and fuels after long-term storage, as well as the danger of handling them. The accumulation of such fragmented waste requires additional costs for storage, protection and condition control.

Известные способы утилизации таких отходов ранее включали открытое сжигание или подрыв, однако открытое сжигание отходов нитросодержащих ВВ и топлив приводит к образованию больших количеств оксидов азота и загрязнению окружающей среды. После ужесточения нормативных актов по охране окружающей среды для утилизации отходов применяют их инсинерацию в виде разбавленных водных суспензий, поскольку обращение с ними признается безопасным в случае содержания ВВ не более 10 мас.%. Для инсинерации водных суспензий гексогена, взрывчатых композиций на основе гексогена и баллиститных двухосновных ракетных топлив применяют вращающиеся печи с температурой 800-900°C, с переднего торца которых на нижнюю часть внутренней футерованной поверхности направляют струю суспензии. Растекание струи по горячей поверхности приводит к испарению воды, высыханию частиц ВВ и их сгоранию. Температуру в печи поддерживают за счет сжигания внутри нее дополнительного жидкого или газообразного горючего в потоке подаваемого в печь воздуха. Все продукты сгорания отводят в камеру дожигания и затем направляют в систему охлаждения и очистки газов от вредных примесей. После очистки водными нейтрализующими растворами в скруббере продукты сгорания отводят в атмосферу [1]. Недостатками этого способа являются сложность аппаратурного оформления, большой удельный расход энергии на утилизацию из-за выпаривания большого количества воды и низкая производительность установки 1,3-1,7 кг/мин при внутреннем диаметре печи 1,5 м и длине 1,6 м.Known methods of disposing of such waste previously included open burning or blasting, however, open burning of waste nitrate-containing explosives and fuels leads to the formation of large quantities of nitrogen oxides and environmental pollution. After toughening environmental protection regulations, waste incineration is applied in the form of diluted aqueous suspensions for the disposal of waste, since it is considered safe to handle it if the explosive content is not more than 10 wt.%. For the incineration of aqueous suspensions of RDX, explosive compositions based on RDX and ballistic dibasic rocket fuels, rotary kilns with a temperature of 800-900 ° C are used, from the front end of which a jet of suspension is directed to the lower part of the inner lined surface. Spreading the jet on a hot surface leads to the evaporation of water, the drying of the explosive particles and their combustion. The temperature in the furnace is maintained by burning additional liquid or gaseous fuel inside it in a stream of air supplied to the furnace. All combustion products are discharged into the afterburner and then sent to the cooling and gas purification system from harmful impurities. After cleaning with aqueous neutralizing solutions in a scrubber, the products of combustion are vented to the atmosphere [1]. The disadvantages of this method are the complexity of the hardware design, the large specific energy consumption for disposal due to the evaporation of a large amount of water and the low productivity of the installation of 1.3-1.7 kg / min with an internal diameter of the furnace of 1.5 m and a length of 1.6 m

Более простыми по конструкции аппаратов являются способы утилизации различных отходов в реакторах сжигания с псевдоожиженным или "кипящим" слоем зернистого материала. В этих способах повышенное внимание было уделено смешению отходов с зернистым материалом псевдоожиженного слоя в случае горючих, которые имеют высокое содержание летучих или которые являются достаточно легковоспламеняемыми. С этой целью была предложена смесительная камера в качестве питателя для реактора сжигания с псевдоожиженным слоем. Подачу воздуха и подачу циркулирующего зернистого материала в цилиндрическую смесительную камеру осуществляют тангенциально в одном поперечном сечении для облегчения смешения различных компонентов в камере. Горючее подают по оси смесительной камеры, в случае твердой сыпучей массы - с помощью шнекового транспортера. В материалах патента подача основного жидкого горючего не предусмотрена, хотя считается возможной подача стартового горючего через те же смесительные камеры с использованием канала подачи воздуха для ввода стартового горючего, например мазута, с соответствующей закруткой потока в режиме центробежной форсунки. Применение этого способа позволяет повысить производительность, но не устраняет образования оксидов азота [2].More simple in the design of the apparatus are methods for the disposal of various wastes in combustion reactors with a fluidized or "boiling" bed of granular material. In these methods, increased attention has been paid to mixing wastes with granular fluidized bed material in the case of fuels that have a high volatile content or which are sufficiently flammable. For this purpose, a mixing chamber was proposed as a feeder for a fluidized bed combustion reactor. The air supply and the supply of circulating granular material into the cylindrical mixing chamber is carried out tangentially in one cross section to facilitate mixing of the various components in the chamber. Fuel is fed along the axis of the mixing chamber, in the case of solid granular mass - using a screw conveyor. In the materials of the patent, the supply of the main liquid fuel is not provided, although it is considered possible to supply the starting fuel through the same mixing chambers using the air supply channel for introducing the starting fuel, for example fuel oil, with the corresponding flow swirl in the centrifugal nozzle mode. The application of this method allows to increase productivity, but does not eliminate the formation of nitrogen oxides [2].

Предложен также способ переработки нитросодержащих отходов в реакторе с псевдоожиженным слоем со средствами удаления оксидов азота из продуктов переработки, рассчитанный на применение в качестве основного энергоносителя перегретого пара в сочетании с кислородом и кусковым углем. Усложнение реализации способа дополнительными агрегатами и работа реактора под повышенным давлением не позволяют создать автономную установку, пригодную для работы в полевых условиях [3].A method for processing nitrous-containing waste in a fluidized-bed reactor with means for removing nitrogen oxides from the processed products, designed for using superheated steam in combination with oxygen and lump coal, is also proposed. The complication of the implementation of the method by additional units and the operation of the reactor under high pressure do not allow creating an autonomous installation suitable for operation in the field [3].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату аналогом является способ инсинерации отходов нитросодержащих материалов по схеме, которая минимизирует выброс оксидов азота. Реализацию этой схемы проводят в реакторе сжигания с циркулирующим псевдоожиженным слоем, в котором слой зернистого материала поддерживается в псевдоожиженном состоянии с помощью подвода первичного псевдоожижающего воздуха через донную воздухораспределительную решетку. Выше псевдоожиженного слоя в реакторе сжигания имеется верхнее газовое пространство для дожигания продуктов неполного сгорания, формирования внутреннего и внешнего взвешенных циркуляционных потоков зернистого материала и отвода газообразных продуктов сгорания с взвешенным зернистым материалом в сепаратор циклонного типа. Циркулирующий зернистый материал из сепаратора по линии возврата поступает в нижнюю зону псевдоожиженного слоя через газовый затвор. Используемое для нагрева слоя зернистого материала вспомогательное горючее подают через питатели в зоне псевдоожиженного слоя. Через отдельный питатель в зону псевдоожиженного слоя вводят отходы ВВ в виде водной суспензии. Выше верхней границы слоя имеются каналы подачи вторичного воздуха. Отходы таких материалов, как тринитротолуол, гексоген и другие, сжигают сначала вместе с вспомогательным газовым горючим при недостатке первичного воздуха в псевдоожиженном слое каталитически активного зернистого материала. Затем к полученным газообразным продуктам добавляют вторичный воздух, обеспечивающий избыток окислителя в смеси, и образовавшаяся газовая смесь догорает, давая конечные продукты сгорания с минимальным количеством NOX, монооксида углерода и углеводородов. Никель и его соединения считаются предпочтительными катализаторами. Отходы ВВ или баллиститных твердых топлив в виде текучей измельченной флегматизированной водой суспензии до подачи в реактор сжигания поддерживают в режиме непрерывной циркуляции для исключения расслоения воды и суспендированной твердой фазы [4].The closest in technical essence and the achieved result analogue is a method for the incineration of waste nitrous materials according to a scheme that minimizes the emission of nitrogen oxides. The implementation of this scheme is carried out in a circulating fluidized bed combustion reactor in which a granular material bed is maintained in a fluidized state by supplying primary fluidizing air through a bottom air distribution grid. Above the fluidized bed in the combustion reactor there is an upper gas space for afterburning products of incomplete combustion, the formation of internal and external suspended circulation flows of granular material and the removal of gaseous products of combustion with suspended granular material into a cyclone type separator. The circulating granular material from the separator through the return line enters the lower zone of the fluidized bed through a gas shutter. The auxiliary fuel used to heat the bed of granular material is fed through feeders in the fluidized bed zone. Through a separate feeder, explosive wastes are introduced into the fluidized bed zone in the form of an aqueous suspension. Above the upper boundary of the layer there are secondary air supply channels. Wastes from materials such as trinitrotoluene, hexogen and others are first burnt together with auxiliary gas fuel in the absence of primary air in the fluidized bed of a catalytically active granular material. Then, secondary air is added to the obtained gaseous products, providing an excess of oxidizing agent in the mixture, and the resulting gas mixture burns out, giving the final combustion products with a minimum amount of NO X , carbon monoxide and hydrocarbons. Nickel and its compounds are considered preferred catalysts. Wastes of explosives or ballistic solid fuels in the form of a slurry flowing, ground, phlegmatized water are maintained in a continuous circulation mode before being fed to the combustion reactor to prevent separation of water and suspended solid phase [4].

Общими недостатками известных способов утилизации отходов ВВ являются необходимость постоянной циркуляции водной суспензии в магистралях во избежание осаждения ВВ, высокий удельный расход внешней тепловой энергии, составляющий 82 МДж/кг ВВ в установке с вращающейся печью и 123 МДж/кг ВВ в установке с псевдоожиженным слоем вследствие высокого содержания требующего испарения балластного компонента - воды, низкая производительность и использование каталитически активного зернистого материала на основе никеля, истирание которого с выносом пыли представляет угрозу для окружающей среды.Common disadvantages of the known methods for the disposal of explosive wastes are the need for constant circulation of the aqueous suspension in the mains to avoid the deposition of explosives, the high specific consumption of external thermal energy of 82 MJ / kg of explosives in a rotary kiln installation and 123 MJ / kg of explosives in a fluidized bed plant due to high content of water requiring the evaporation of the ballast component, low productivity and the use of catalytically active granular material based on nickel, the abrasion of which m dust poses a threat to the environment.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является безопасный технологически упрощенный энергосберегающий способ утилизации отходов ВВ и баллиститных твердых ракетных топлив с повышенной производительностью в заданных габаритах и с ограниченным выбросом в окружающую среду нетоксичной пыли.The technical problem solved by the present invention is a safe technologically simplified energy-saving method for the disposal of explosive wastes and ballistic solid rocket fuels with increased performance in a given size and with a limited emission of non-toxic dust into the environment.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе утилизации фрагментированных отходов взрывчатых веществ и баллиститных твердых ракетных топлив, включающем измельчение и смешение фрагментированных отходов с водой, подачу образовавшейся текучей флегматизированной суспензии через питатели в нагретый циркулирующий псевдоожиженный слой зернистого материала реактора сжигания с верхним газовым пространством над псевдоожиженным слоем, раздельную подачу в реактор сжигания воздуха псевдоожижения через донную воздухораспределительную решетку и вторичного воздуха дожигания через каналы в стенках реактора сжигания, отвод продуктов сгорания с взвешенным зернистым материалом из реактора сжигания в сепаратор и возвратом зернистого материала в нижнюю зону псевдоожиженного слоя через газовый затвор, особенностью является то, что образование текучей флегматизированной водной суспензии производят с добавлением в нее измельченных беззольного консистентного несамогорящего горючего материала, твердого катализатора или его предшественника и загустителя при содержании в ней не более 10 мас.% взрывчатого вещества или эквивалентного по мощности взрыва количества баллиститного твердого ракетного топлива, подачу указанной суспензии производят через двухфазные питатели с воздушным распылением на капли и смешиванием распыленной суспензии с нисходящим по стенке реактора сжигания пограничным слоем зернистого материала, суммарный расход m, кг/с подаваемых в реактор сжигания текучей флегматизированной суспензии и воздуха определяют из соотношения mHtпр=EудV, где H - суммарная теплота сгорания компонентов, МДж/кг, tпр - время пребывания горючих продуктов в верхнем газовом пространстве реактора сжигания над псевдоожиженным слоем, с; V - объем реактора сжигания, м3, Eуд=0,5-0,6 - удельная объемная энергоемкость реактора сжигания, МДж/м3, при этом производят разграничение зоны действия питателей по периметру стенок реактора сжигания путем зонированного распределения расхода воздуха псевдоожижения по площади воздухораспределительной решетки, а поддерживание требуемой температуры псевдоожиженного слоя производят путем регулируемого отвода тепла от возвращаемого из сепаратора в псевдоожиженный слой зернистого материала.The stated technical problem is solved in that in a method for the disposal of fragmented waste of explosives and ballistic solid rocket fuels, including grinding and mixing fragmented waste with water, feeding the resulting fluid phlegmatized suspension through feeders into a heated circulating fluidized bed of granular material of the combustion reactor with the upper gas space above fluidized bed, separate supply of fluidized air to the combustion reactor through the bottom air distribution the grate and secondary combustion air through channels in the walls of the combustion reactor, the removal of combustion products with suspended granular material from the combustion reactor into the separator and the return of the granular material to the lower zone of the fluidized bed through a gas shutter, the peculiarity is that the formation of a fluid phlegmatized aqueous suspension is carried out with the addition of crushed ashless grease non-self-combustible combustible material, a solid catalyst or its precursor and thickener with soda bursting in it no more than 10 wt.% explosive or an equivalent explosive power amount of ballistic solid rocket fuel, the suspension is supplied through two-phase feeders with air atomization into droplets and mixing the sprayed suspension with a boundary layer of granular material descending along the wall of the combustion reactor, total flow rate m, kg / s supplied to the combustion reactor of a fluid phlegmatized suspension and air is determined from the ratio mHt pr = E beats V, where H is the total heat of combustion of the component s, MJ / kg, t pr - the residence time of combustible products in the upper gas space of the combustion reactor above the fluidized bed, s; V is the volume of the combustion reactor, m 3 , E beats = 0.5-0.6 is the specific volumetric energy consumption of the combustion reactor, MJ / m 3 , while the differentiation of the zone of action of the feeders along the perimeter of the walls of the combustion reactor by zoned distribution of the fluidization air flow the area of the air distribution grill, and maintaining the required temperature of the fluidized bed is carried out by controlled heat removal from the granular material returned from the separator to the fluidized bed.

В частных вариантах изобретения в качестве фрагментированных отходов взрывчатых веществ используют отходы гексогена после гидродинамического вымывания из артиллерийских снарядов. В качестве беззольного консистентного несамогорящего горючего материала используют отходы полиуретана с теплотой сгорания 25 МДж/кг. В качестве загустителя используют водорастворимые полимеры, например поливиниловый спирт или полиакриламид. В качестве предшественника катализатора используют дигидрат оксалата железа (II) в количестве не менее 0,07 г/г гексогена. Регулируемый отвод тепла от возвращаемого из сепаратора в псевдоожиженный слой зернистого материала производят путем его контакта с нагреваемыми в процессе термической дегазационной обработки металлическими корпусами снарядов. Смешивание распыленной суспензии с нисходящим по стенке реактора сжигания пограничным слоем зернистого материала производят на выступающем внутрь реактора сжигания профилированном лотке двухфазного питателя. Используют сепаратор циклонного типа.In particular embodiments of the invention, hexogen wastes are used as fragmented waste from explosives after hydrodynamic washing out of artillery shells. As ashless grease non-combustible combustible material using waste polyurethane with a calorific value of 25 MJ / kg As a thickener, water-soluble polymers, for example polyvinyl alcohol or polyacrylamide, are used. Iron (II) oxalate dihydrate is used as a catalyst precursor in an amount of not less than 0.07 g / g hexogen. The controlled heat removal from the granular material returned from the separator to the fluidized bed is made by its contact with the metal shells of the shells heated during the process of thermal degassing treatment. Mixing of the sprayed suspension with the boundary layer of granular material descending along the wall of the combustion reactor is carried out on a profiled tray of a two-phase feeder protruding into the combustion reactor. A cyclone type separator is used.

Сравнительный анализ существенных признаков ближайшего аналога и предлагаемого способа показывает, что отличительными признаками предложения являются те, в соответствии с которыми:A comparative analysis of the essential features of the closest analogue and the proposed method shows that the distinguishing features of the proposal are those in accordance with which:

- готовят текучую флегматизированную суспензию ВВ с содержанием не более 10% ВВ или эквивалентного количества по мощности взрыва количества баллиститного твердого ракетного топлива и добавлением беззольного консистентного несамогорящего горючего материала, твердого катализатора или его предшественника и загустителя;- prepare a phlegmatized fluid suspension of explosives with a content of not more than 10% explosives or an equivalent amount of explosive solid rocket fuel in terms of blast power and the addition of ashless grease non-combustible combustible material, solid catalyst or its precursor and thickener;

- подают суспензию через питатели с воздушным распылом на капли и смесительным взаимодействием распыленной суспензии с нисходящим по стенке реактора сжигания пограничным слоем зернистого материала внутренней циркуляции;- feed the suspension through feeders with air spray into droplets and by mixing the sprayed suspension with a boundary layer of granular material of internal circulation descending along the wall of the combustion reactor;

- задают расход воздуха и текучей флегматизироанной суспензии ВВ в реактор сжигания из условия mHtпр=EудV, где m - суммарный секундный расход всех компонентов топливной смеси, кг/с; H - суммарная теплота сгорания компонентов, МДж/кг; tпр- - время пребывания горючих материалов в газовом пространстве реактора сжигания, с; V - объем реактора сжигания, м3, Eуд=0,5-0,6 - удельная объемная энергоемкость реактора, МДж/м3;- set the flow rate of air and fluid phlegmatized explosive slurry into the combustion reactor from the condition mHt pr = E beats V, where m is the total second flow rate of all components of the fuel mixture, kg / s; H is the total heat of combustion of the components, MJ / kg; t pr - the residence time of combustible materials in the gas space of the combustion reactor, s; V - volume of the combustion reactor, m 3 , E beats = 0.5-0.6 - specific volumetric energy consumption of the reactor, MJ / m 3 ;

- разграничивают зоны действия питателей по периметру стенок реактора сжигания путем зонированного распределения расхода воздуха псевдоожижения по площади воздухораспределительной решетки;- distinguish between the zones of action of the feeders along the perimeter of the walls of the combustion reactor by the zoned distribution of the fluidization air flow over the area of the air distribution grid;

- поддерживают требуемую температуру псевдоожиженного слоя путем регулируемого отвода тепла от возвращаемого из сепаратора в псевдоожиженный слой зернистого материала.- maintain the required temperature of the fluidized bed by controlled heat removal from the granular material returned from the separator to the fluidized bed.

Сущность настоящего предложения будет более понятна из рассмотрения фигур чертежа, где на фиг.1 представлена схема реализации предложенного способа в реакторе сжигания с циркулирующим псевдоожиженным слоем, на фиг.2 показына схема питателя со смесительным взаимодействием диспергируемой суспензии с пограничным слоем нисходящего течения зернистого материала внутренней циркуляцииThe essence of this proposal will be more clear from the consideration of the figures of the drawing, where Fig. 1 shows a diagram of the implementation of the proposed method in a circulating fluidized bed combustion reactor, Fig. 2 shows a diagram of a feeder with mixing interaction of a dispersible slurry with a boundary layer of a downward flow of granular material of internal circulation

Как показано на фиг.1, установка для осуществления способа состоит из ректора сжигания 1 с нагретым псевдоожиженным слоем 2 из зернистого материала, удерживаемого в рабочем состоянии путем подачи через коллектор 3 и далее через донную воздухораспределительную решетку 4 воздуха псевдоожижения по каналу 5 от компрессора или воздуходувки (не показан). Выше воздухораспределительной решетки 4 в зоне псевдоожиженного слоя в стенках камеры сжигания закреплены питатели 6 с линиями подвода 7 текучей вязкой флегматизированной суспензии. К питателям подведены также дополнительные линии подачи распыляющего воздуха 8. Число питателей определяется допустимыми расходами суспензии через один питатель по условиям безопасности, характеристикам распыливания и требуемой производительностью установки. На уровне верхней границы псевдоожиженного слоя в рабочем состоянии в боковых стенках реактора сжигания закреплены сопла 9 подачи воздуха дожигания. Питатели могут быть совмещены с системой подачи стартового газообразного горючего 10.As shown in figure 1, the installation for implementing the method consists of a combustion reactor 1 with a heated fluidized bed 2 of granular material, kept in working condition by feeding through the manifold 3 and then through the bottom air distribution grid 4 of the fluidization air through channel 5 from the compressor or blower (not shown). Above the air distribution grill 4, in the area of the fluidized bed in the walls of the combustion chamber, feeders 6 are fixed with supply lines 7 of a fluid viscous phlegmatized suspension. Additional spraying air supply lines are also connected to the feeders 8. The number of feeders is determined by the allowable flow rates of the suspension through one feeder according to safety conditions, spraying characteristics and the required unit capacity. At the upper boundary of the fluidized bed in working condition, afterburning air nozzles 9 are fixed in the side walls of the combustion reactor. Feeders can be combined with a feed system for starting gaseous fuel 10.

В верхнем газовом пространстве реактора сжигания размещен проем 11, соединенный с газоходом 12 к сепаратору 13, например, циклонного типа. Газовый выход сепаратора 13 соединен с батареей пылеосадителей (не показана). Выход из сепаратора 13 твердой фазы соединен каналом возврата 14 с утилизатором тепловой энергии 15 - регулятором режима работы реактора сжигания и далее с газовым затвором 16 и входом 17 в нижнюю часть псевдоожиженного слоя в реакторе сжигания 1.In the upper gas space of the combustion reactor there is an opening 11 connected to the gas duct 12 to a separator 13, for example, of a cyclone type. The gas outlet of the separator 13 is connected to a dust collector battery (not shown). The output from the separator 13 of the solid phase is connected by a return channel 14 to a heat energy utilizer 15 — a regulator of the operating mode of the combustion reactor and then with a gas shutter 16 and an entrance 17 to the lower part of the fluidized bed in the combustion reactor 1.

При осуществлении способа утилизации фрагментированные отходы ВВ, которые поступают с установки вымывания снарядов гидрокавитационным способом в виде обводненных фрагментов и частиц с размерами 0,2-10 мм, измельчают с помощью струйного дезинтегратора по RU 2202763 до размеров 0,10-0,15 мм. Далее в смесительный аппарат с мешалкой загружают при перемешивании в соответствии с технологическим регламентом отмеренные количества воды, измельченных отходов беззольного консистентного несамогорящего горючего, измельченных отходов ВВ, мелкокристаллического предшественника катализатора дигидрата оксалата железа (II) и навески загущающего агента. Предпочтительными загущающими агентами являются поливиниловый спирт и полиакриламид. Концентрации полиакриламида 1 мас.% достаточно для повышения вязкости до 100 сП, а при 2 мас.% - до 1200 сП. Готовую суспензию с помощью диафрагменного насоса направляют в реактор сжигания.In the implementation of the disposal method, fragmented explosive wastes that come from the hydro-cavitation-based projection washing apparatus in the form of flooded fragments and particles with sizes of 0.2-10 mm are crushed using an ink disintegrator according to RU 2202763 to sizes 0.10-0.15 mm. Next, in the mixing apparatus with a stirrer, measured quantities of water, shredded waste of ashless grease of non-combustible fuel, shredded waste of explosive, fine crystalline precursor of iron (II) oxalate dihydrate catalyst and a weight of thickening agent are loaded under stirring in accordance with the technological regulations. Preferred thickening agents are polyvinyl alcohol and polyacrylamide. The concentration of polyacrylamide of 1 wt.% Is sufficient to increase the viscosity to 100 cP, and at 2 wt.% - up to 1200 cP. The finished suspension is sent to a combustion reactor using a diaphragm pump.

Перед началом работы осуществляют разогрев псевдоожиженного слоя стартовым газовым горючим, поступающим через систему подачи 10 в нижнюю зону псевдоожиженного слоя при использовании воздуха псевдоожижения для горения. После разогрева до заданной температуры начинают подачу суспензии.Before starting work, the fluidized bed is heated by starting gas fuel entering through the feed system 10 into the lower zone of the fluidized bed by using fluidized air for combustion. After heating to a predetermined temperature, the flow of the suspension begins.

Подачу суспензии в реактор сжигания осуществляют с помощью двухфазных питателей 6 с воздушным распылом на капли и смесительным взаимодействием распыленных капель с нисходящим по стенке реактора сжигания пограничным слоем зернистого материала внутренней циркуляции. Известны двухфазные питатели для подачи вязких жидкостей и суспензий с вихревым распылом, туннельные распылители, с дисковым распылителем и сносящим воздушным потоком. В представленной на фиг.2 схеме предпочтительного двухфазного питателя суспензию из струйного сопла 18 направляют вниз на профилированный лоток 19, на котором происходит превращение струи в растекающуюся пелену и волнообразование пелены. На растекающуюся пелену суспензии накладывают сверху струю воздуха из сопла 20. Взаимодействие пелены суспензии и потока воздуха с большей скоростью, чем скорость движения пелены суспензии, усиливает неустойчивость течения и вызывает отрыв капель. Кромка профилированного лотка 19 с подъемом на 10-15° выступает внутрь реактора дожигания на расстояние, соизмеримое с толщиной пограничного слоя зернистого материала внутренней циркуляции. Контакт капли суспензии с горячей частицей зернистого материала вызывает образование паровой прослойки между ними и силу взаимного отталкивания, что приводит к выравниванию направления движения капель по горизонтали. Это необходимо для повышения дальности распространения частиц ВВ и горючего материала по площади поперечного сечения реактора сжигания и уменьшения неравномерности поля температур. Воздействия на подогретую каплю следующих частиц зернистого материала будут усиливать ее испарение, образование оболочки из высушенного материала загустителя и сохранение твердых продуктов капли в контакте друг с другом перед разрывом оболочки и выходом в среду псевдоожиженного слоя.The suspension is supplied to the combustion reactor using two-phase feeders 6 with air spray into droplets and the mixing interaction of the sprayed droplets with a boundary layer of granular material of internal circulation descending along the wall of the combustion reactor. Known two-phase feeders for supplying viscous liquids and suspensions with a vortex spray, tunnel sprayers, with a disk sprayer and a blowing air stream. In the preferred biphasic feeder shown in FIG. 2, the slurry from the jet nozzle 18 is directed down to the shaped tray 19, on which the jet is transformed into a spreading sheet and a wave is formed. A stream of air from the nozzle 20 is laid on top of the spreading shroud of the suspension. The interaction of the shroud of the suspension and the air flow with a greater speed than the speed of movement of the shroud of the suspension enhances the instability of the flow and causes the separation of drops. The edge of the profiled tray 19 with a rise of 10-15 ° protrudes into the afterburning reactor at a distance commensurate with the thickness of the boundary layer of the granular material of the internal circulation. The contact of a drop of suspension with a hot particle of granular material causes the formation of a vapor interlayer between them and the force of mutual repulsion, which leads to equalization of the direction of movement of the droplets horizontally. This is necessary to increase the propagation range of explosive particles and combustible material over the cross-sectional area of the combustion reactor and reduce the unevenness of the temperature field. The effects on the heated drop of the following particles of granular material will enhance its evaporation, the formation of a shell from the dried thickener material and the preservation of the solid products of the droplet in contact with each other before the shell ruptures and the fluidized bed enters the medium.

Горение частиц ВВ начинается при температуре около 200°C. При температурах в этом же диапазоне начинается разложение беззольного консистентного несамогорящего горючего, в примере полиуретана, и предшественника катализатора, в примере оксалата железа. Практически, каждая капля суспензии создает во внутренней среде псевдоожиженного слоя локальную зону (пузырь) с восстановительной атмосферой, катализатором, источником оксидов азота и источником тепла. Эта локальная зона (пузырь) перемещается внутри псевдоожиженного слоя вверх под действием воздуха псевдоожижения. За счет проникающего внутрь локальной зоны воздуха происходит дожигание продуктов разложения беззольного консистентного несамогорящего горючего и поддержание температуры псевдоожиженного слоя. После выхода пузыря из псевдоожиженного слоя в верхнее газовое пространство реактора сжигания происходит смешение его содержимого с окружающей средой, окончательное дожигание продуктов неполного сгорания вторичным воздухом и выравнивание температур и концентраций с помощью потока выносимого зернистого материала слоя. В верхнем газовом пространстве реактора сжигания часть выносимого зернистого материала отражается от торцевой поверхности и направляется вниз преимущественно в виде нисходящего пограничного слоя внутренней циркуляции, а остальной поток вместе с газообразными продуктами сгорания через проем 11 и газоход 12 попадает в сепаратор 13 циклонного типа. Под действием центробежных сил тяжелый зернистый материал внешней циркуляции отделяется от газов и по стенке сепаратора движется вниз в канал возврата 14, а газообразные продукты удаляются через центральный канал вихревой камеры сепаратора.The combustion of explosive particles begins at a temperature of about 200 ° C. At temperatures in the same range, the decomposition of ashless consistent non-self-combusting fuel begins, in the example of polyurethane, and the catalyst precursor, in the example of iron oxalate. In practice, each drop of suspension creates a local zone (bubble) in the internal medium of the fluidized bed with a reducing atmosphere, a catalyst, a source of nitrogen oxides, and a heat source. This local zone (bubble) moves upward inside the fluidized bed under the action of fluidized air. Due to the penetrating into the local zone of air, the products of decomposition of the decomposition of ashless grease of non-self-combusting fuel are burned out and the temperature of the fluidized bed is maintained. After the bubble exits from the fluidized bed into the upper gas space of the combustion reactor, its contents are mixed with the environment, the products of incomplete combustion are finally burned with secondary air, and temperatures and concentrations are equalized by the flow of the removed granular material of the layer. In the upper gas space of the combustion reactor, a part of the discharged granular material is reflected from the end surface and is directed downward mainly in the form of a descending boundary layer of internal circulation, and the rest of the stream, together with gaseous products of combustion, through the opening 11 and the gas duct 12 enters the cyclone-type separator 13. Under the action of centrifugal forces, the heavy granular material of the external circulation is separated from the gases and moves down the separator channel 14 into the return channel 14, and gaseous products are removed through the central channel of the vortex chamber of the separator.

Поступающий по каналу возврата 14 в утилизатор тепловой энергии 15 зернистый материал внешней циркуляции отдает свое тепло металлическим корпусам артиллерийских снарядов 21 после вымывания из них целевого наполнителя. Количество отбираемого от зернистого материала тепла для дегазации корпусов рассчитывают так, чтобы при возвращении зернистого материала в псевдоожиженный слой реактора сжигания в условиях подачи и горения в нем текучей вязкой флегматизированной суспензии не происходило ни снижение температуры слоя, ни ее повышение. Таким отбором тепла регулируют режим работы реактора сжигания. Из утилизатора 15 охлажденный зернистый материал через газовый затвор 16, исключающий проход газов из реактора сжигания навстречу потоку зернистого материала из сепаратора, самотеком или с дополнительным псевдоожижением поступает через вход 17 в нижнюю часть псевдоожиженного слоя в реакторе сжигания 1.The granular material of external circulation coming through the return channel 14 to the heat energy utilizer 15 transfers its heat to the metal shells of the artillery shells 21 after the target filler is washed out of them. The amount of heat taken from the granular material for degassing the shells is calculated so that when the granular material is returned to the fluidized bed of the combustion reactor under conditions of supply and combustion of a fluid viscous phlegmatized suspension, neither a decrease in the temperature of the layer nor its increase occurs. This selection of heat regulates the operation of the combustion reactor. From the utilizer 15, the cooled granular material through the gas shutter 16, which excludes the passage of gases from the combustion reactor towards the flow of granular material from the separator, flows by gravity or with additional fluidization through inlet 17 into the lower part of the fluidized bed in combustion reactor 1.

Разграничение зон действия двухфазных питателей 6 по периметру реактора сжигания повышенной производительности исключает наложение полей концентраций распыленных материалов суспензии соседних питателей и возможность развития самоускоряющегося горения по всему сечению реактора 1, переходящего во взрыв. В псевдоожиженном слое эффективный коэффициент диффузии взвешенных материалов в вертикальном направлении много больше, чем в горизонтальном направлении. При выполнении воздухораспределительной решетки с локальными зонами повышенного расхода воздуха, соответствующими полям концентраций материалов суспензии по потоку от решетки, обеспечивают основное движение сжигаемых материалов вертикально вверх без размывания по горизонтальному поперечному сечению.The distinction between the zones of action of two-phase feeders 6 along the perimeter of a high-performance combustion reactor eliminates the imposition of concentration fields of atomized materials in the suspension of neighboring feeders and the possibility of developing self-accelerating combustion over the entire cross section of reactor 1, which transforms into an explosion. In the fluidized bed, the effective diffusion coefficient of suspended materials in the vertical direction is much greater than in the horizontal direction. When performing an air distribution grill with local areas of increased air flow corresponding to the concentration fields of the suspension materials upstream of the grill, the main movement of the burned materials is vertical upward without erosion along the horizontal cross section.

Предшественник катализатора дигидрат оксалата железа (II) FeC2O4·2H2O в виде светло-желтых кристаллов с теоретической плотностью 2,28 г/см3 имеет очень низкую растворимость в воде и температуру начала разложения 160°C. Продуктами его разложения являются, в зависимости от температуры разложения, Fe3O4, Fe3C, Fe, FeO, H2O, CO, CO2 и C. Активными катализаторами превращения оксидов азота в азот являются Fe и FeO. На восстановление 6 нитрогрупп -NO2 из молекулы гексогена C3H6N6O6 потребуются от 6 до 8 атомов Fe. Отсюда, на 222 г ВВ необходимо (6-8)·56 г=336-448 г Fe или 1,513-2,018 г оксалата/г гексогена. Вследствие каталитической природы атомарного железа, которое после окисления восстанавливается в среде с присутствием CO и H2 с числом циклов окисления-восстановления более 100 с-1, потребность в оксалате сокращается до 0,05-0,07 г оксалата железа (II)/г гексогена. При утилизации других ВВ с иным числом нитрогрупп потребность в предшественнике катализатора в суспензии корректируется.The catalyst precursor iron (II) oxalate dihydrate FeC 2 O 4 · 2H 2 O in the form of light yellow crystals with a theoretical density of 2.28 g / cm 3 has a very low solubility in water and a decomposition onset temperature of 160 ° C. Its decomposition products are, depending on the decomposition temperature, Fe 3 O 4 , Fe 3 C, Fe, FeO, H 2 O, CO, CO 2 and C. The active catalysts for the conversion of nitrogen oxides to nitrogen are Fe and FeO. The reduction of 6 nitro groups —NO 2 from a molecule of hexogen C 3 H 6 N 6 O 6 requires from 6 to 8 Fe atoms. Hence, for 222 g of explosive, it is necessary (6-8) · 56 g = 336-448 g of Fe or 1.513-2.018 g of oxalate / g of RDX. Due to the catalytic nature of atomic iron, which after oxidation is reduced in a medium with the presence of CO and H 2 with the number of oxidation-reduction cycles of more than 100 s -1 , the need for oxalate is reduced to 0.05-0.07 g of iron (II) oxalate / g RDX. When utilizing other explosives with a different number of nitro groups, the need for a catalyst precursor in the suspension is adjusted.

Объем утилизации влажных ВВ от установок вымывания, существующих на начало 2009 г., находится на уровне 10-15 кг/час. Вымывной установке может быть придана установка утилизации с реактором на такой расход. После внедрения установок массового вымывания с производительностью 100-150 кг/ч возможно будет получение большего положительного эффекта от утилизации ВВ, кроме дегазации вымытых корпусов снарядов..The volume of utilization of wet explosives from leaching plants, existing at the beginning of 2009, is at the level of 10-15 kg / h. A flushing unit may be given a disposal unit with a reactor at such a rate. After the introduction of mass leaching plants with a capacity of 100-150 kg / h, it will be possible to obtain a greater positive effect from the disposal of explosives, except for the degassing of washed shells ..

Применительно к инсинерации 15 кг/ ч гексогена или 4,17 г/с был проведен оценочный расчет параметров установки с учетом известного опыта конструирования реакторов сжигания с псевдоожиженным (кипящим) слоем.With regard to the incineration of 15 kg / h of RDX or 4.17 g / s, an estimated calculation of the parameters of the installation was carried out taking into account the well-known experience in the design of fluidized bed (fluidized bed) combustion reactors.

В качестве беззольного консистентного несамогорящего горючего могут быть использованы измельченные до размеров частиц менее 0,10-0,15 мм отходы различных полимерных материалов со сравнительно низкими температурами воспламенения и достаточными теплотами сгорания, например, полиэтилена с 46,5 МДж/кг, полиметилметакрилата с 26,0 МДж/кг, полиуретана с 25,0 МДж/кг. Утилизация отходов горючих полимерных материалов является актуальной проблемой в мире.Wastes of various polymer materials with relatively low ignition temperatures and sufficient heat of combustion, for example, polyethylene with 46.5 MJ / kg, polymethylmethacrylate with 26 , 0 MJ / kg, polyurethane with 25.0 MJ / kg. Recycling of combustible polymer materials is an urgent problem in the world.

Было замечено, что удельная объемная энергоемкость Eуд реакторов различной мощности является практически постоянной величиной и может быть использована в проектировании новых реакторов на заданную энергонапряженность (тепловую мощность) при определении объема реактора V:It was noted that the specific volumetric energy intensity E beats of reactors of various capacities is almost constant and can be used in designing new reactors for a given energy intensity (thermal power) when determining the reactor volume V:

Figure 00000001
Figure 00000001

где m - суммарный секундный расход всех компонентов топливной смеси;where m is the total second flow rate of all components of the fuel mixture;

H - суммарная теплота сгорания горючих компонентов;H is the total calorific value of combustible components;

tпр - время пребывания веществ в реакторе.t ol - the residence time of substances in the reactor.

Оценка значений величины Eуд для различных реакторов с кипящим слоем по литературным данным показала что в первом приближении все величины находятся в диапазоне Eуд=0,5-0,6 МДж/м3 и для расчета примера была выбрана величина Eуд=0,565 МДж/м3, соответствующая данным конкретного энергетического реактора с тепловой мощностью 520 МВт.Evaluation of the values of E beats for various fluidized bed reactors according to published data showed that, to a first approximation, all values are in the range of E beats = 0.5-0.6 MJ / m 3 and for the calculation of the example, the value E beats = 0.565 MJ / m 3 corresponding to the data of a specific power reactor with a thermal capacity of 520 MW.

Для рассматриваемого случая с расходом гексогена 4,17 г/с, расходом полиуретана 8,34 г/с, массовым расходом воздуха на сжигание 0,1501 кг/с, расходом воды 29,19 г/с и теплотой испарения воды 44,041 кДж/моль, энергонапряженность Ef=mH от сжигания суспензии гексогена с полиуретаном составила Ef=0,17891 МДж/с, что позволило при tпр=1 с определить объем реактора V=0,17891/0,565=0,3166 м3.For the case under consideration, with a hexogen flow rate of 4.17 g / s, a polyurethane flow rate of 8.34 g / s, a mass combustion air flow rate of 0.1501 kg / s, a water flow rate of 29.19 g / s and a heat of vaporization of water of 44.041 kJ / mol , the energy intensity E f = mH from burning a suspension of hexogen with polyurethane was E f = 0.17891 MJ / s, which made it possible to determine the reactor volume at t pr = 1 s V = 0.17891 / 0.565 = 0.3166 m 3 .

При принятом диаметре 0,35 м высоту реактора определили H=3,29 м. По рекомендациям Johnsson (12-th International Conference on Fluidization, 2007, Article 131) должно быть выдержано условие H≤10D. По полученному объемному расходу воздуха 0,1241 нм3/с и площади поперечного сечения реактора F=0,09621 м2 нашли приведенную скорость воздуха в реакторе U=1,289 м/с.With an accepted diameter of 0.35 m, the height of the reactor was determined to be H = 3.29 m. According to the recommendations of Johnsson (12th International Conference on Fluidization, 2007, Article 131), the condition H≤10D should be met. From the obtained air volumetric flow rate of 0.1241 nm 3 / s and the cross-sectional area of the reactor F = 0.09621 m 2 , the reduced air velocity in the reactor was U = 1.289 m / s.

Высоту Hb слоя зернистого материала в статическом состоянии по рекомендациям Johnsson назначили Hb/D<1, конкретно 0,3 м; в этом случае объем слоя получили 0,02886 м3, а масса слоя при порозности в статическом состоянии ε0=0,35 и плотности материала 2500 кг/м3 составила 46,9 кг. В рабочем состоянии при предельной порозности в режиме псевдоожижения εf=0,8 высоту слоя получили Hbf=Hb(1-ε0)/(1-ε0)=0,9525 мThe height H b of the granular material layer in a static state was recommended by Johnsson to be H b / D <1, specifically 0.3 m; in this case, the volume of the layer was obtained 0.02886 m 3 and the mass of the layer with porosity in a static state ε 0 = 0.35 and a material density of 2500 kg / m 3 was 46.9 kg. In working condition at the maximum porosity in the fluidization mode ε f = 0.8, the layer height was obtained H bf = H b (1-ε 0 ) / (1-ε 0 ) = 0.9525 m

Плотность тока внешней циркуляции зернистого материала по рекомендациям Johnsson принимается в диапазоне Gs,net=0,5-20 кг/м2c. В первом приближении, выбрали Gs,net=1 кг/м2c и при площади поперечного сечения реактора 0,09621 м2 массовый расход зернистого материала по линии внешней циркуляции получили Gs,netF=0,09621 кг/с. Полученный отбор тепла циркулирующим зернистым материалом внешней циркуляции по линии возврата был достаточным для дегазации 6 корпусов снарядов с общей массой 42 кг.The current density of the external circulation of the granular material according to the recommendations of Johnsson is taken in the range of G s, net = 0.5-20 kg / m 2 s. As a first approximation, we chose G s, net = 1 kg / m 2 s, and with a reactor cross-sectional area of 0.09621 m 2, the mass flow rate of granular material along the external circulation line was G s, net F = 0.09621 kg / s. The resulting heat removal by the circulating granular material of the external circulation along the return line was sufficient for the degassing of 6 shell shells with a total weight of 42 kg.

Предложен безопасный, технологически упрощенный энергосберегающий способ утилизации отходов ВВ и баллиститных твердых ракетных топлив с повышенной производительностью в заданных габаритах и с ограниченным выбросом в окружающую среду нетоксичной пыли. Объединение в один комплекс установки гидрокавитационного вымывания боеприпасов и пригодной для работы в полевых условиях автономной установки утилизации фрагментированных отходов взрывчатых веществ и баллиститных твердых ракетных топлив позволяет исключить складирование, охрану и транспортировку отходов.A safe, technologically simplified energy-saving method for the disposal of explosive wastes and ballistic solid rocket fuels with increased performance in a given size and with a limited release of non-toxic dust into the environment is proposed. The combination of a hydro-cavitation washout of ammunition and a field-compatible autonomous installation for the disposal of fragmented waste of explosives and ballistic solid rocket fuels into one complex allows eliminating waste storage, protection and transportation.

Источники информацииInformation sources

1. US 3848548. 1974. Rolinson D., Bolejack J., Daniel T., Incineration Process for Disposal of Waste Propellant and Explosives.1. US 3848548. 1974. Rolinson D., Bolejack J., Daniel T., Incineration Process for Disposal of Waste Propellant and Explosives.

2. US 5193490. 1993. Peruski M.E., Cyclonic Mixing and Combustion Chamber for Circulating Fluidized Boilers.2. US 5193490. 1993. Peruski M.E., Cyclonic Mixing and Combustion Chamber for Circulating Fluidized Boilers.

3. US 7011800. 2006. Bradley M.J. Single Stage Denitration.3. US 7011800.2006. Bradley M.J. Single Stage Denitration.

4. US 3916805. 1975. Kalfadelis C.D., Skopp A. Incineration of nitrogeneous materials.4. US 3916805. 1975. Kalfadelis C.D., Skopp A. Incineration of nitrogeneous materials.

Claims (8)

1. Способ утилизации фрагментированных отходов взрывчатых веществ и баллиститных твердых ракетных топлив, включающий измельчение и смешение фрагментированных отходов с водой с образованием текучей флегматизированной суспензии, ее подачу через питатели в нагретый циркулирующий псевдоожиженный слой зернистого материала реактора сжигания с верхним газовым пространством над псевдоожиженным слоем, раздельную подачу в реактор сжигания воздуха псевдоожижения через донную воздухораспределительную решетку и вторичного воздуха дожигания через каналы в стенках реактора сжигания, отвод продуктов сгорания с взвешенным зернистым материалом из реактора сжигания в сепаратор и возвратом зернистого материала в нижнюю зону псевдоожиженного слоя через газовый затвор, отличающийся тем, что образование текучей флегматизированной водной суспензии производят с добавлением измельченных беззольного консистентного несамогорящего горючего материала, твердого катализатора или его предшественника и загустителя при содержании в ней не более 10 мас.% взрывчатого вещества или эквивалентного по мощности взрыва количества баллиститного твердого ракетного топлива, подачу упомянутой суспензии производят через двухфазные питатели с воздушным капельным распылением и смешиванием распыленной суспензии с нисходящим по стенке реактора сжигания пограничным слоем зернистого материала, причем суммарный расход подаваемых в реактор сжигания текучей флегматизированной суспензии и воздуха m (кг/с), определяют из соотношения mHtпруд V, где Н - суммарная теплота сгорания компонентов, МДж/кг; tпр - время пребывания горючих продуктов в верхнем газовом пространстве реактора сжигания над псевдоожиженным слоем, с; V - объем реактора сжигания, м3; Еуд=0,5-0,6 - удельная объемная энергоемкость реактора сжигания, МДж/м3, при этом производят разграничение зоны действия питателей по периметру стенок реактора сжигания путем зонированного распределения расхода воздуха псевдоожижения по площади воздухораспределительной решетки, а поддержание требуемой температуры псевдоожиженного слоя производят путем регулируемого отвода тепла от возвращаемого из сепаратора в псевдоожиженный слой зернистого материала.1. The method of disposal of fragmented waste explosives and ballistic solid rocket fuels, including grinding and mixing fragmented waste with water with the formation of a fluid phlegmatized suspension, feeding it through feeders into a heated circulating fluidized bed of granular material of the combustion reactor with the upper gas space above the fluidized bed, separate supply to the combustion reactor of fluidization air through the bottom air distribution grid and secondary afterburning air through the channels in the walls of the combustion reactor, the removal of combustion products with suspended granular material from the combustion reactor to the separator and the return of the granular material to the lower zone of the fluidized bed through a gas shutter, characterized in that the formation of a fluid phlegmatized aqueous suspension is made with the addition of crushed ashless grease non-combustible combustible material solid catalyst or its precursor and thickener when the content in it is not more than 10 wt.% explosive or equivalent of the explosion power of the amount of ballistic solid rocket fuel, the suspension is supplied through two-phase feeders with air droplet spraying and mixing of the sprayed suspension with a boundary layer of granular material descending along the wall of the combustion reactor, and the total flow rate of the phlegmatized suspension and air supplied to the combustion reactor is m ( kg / s), determined from the ratio mHt pr = E beats V, where N is the total heat of combustion of the components, MJ / kg; t CR - the residence time of combustible products in the upper gas space of the combustion reactor above the fluidized bed, s; V is the volume of the combustion reactor, m 3 ; E beats = 0.5-0.6 is the specific volumetric energy consumption of the combustion reactor, MJ / m 3 , at the same time, the range of the feeders along the perimeter of the walls of the combustion reactor is distinguished by zoned distribution of the fluidization air flow over the area of the air distribution grid, and maintaining the required temperature of the fluidized bed the layer is produced by controlled heat removal from the granular material returned from the separator to the fluidized bed. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве фрагментированных отходов взрывчатых веществ используют отходы гексогена после гидродинамического вымывания из артиллерийских снарядов.2. The method according to claim 1, characterized in that the fragmented waste of explosives use hexogen waste after hydrodynamic washing out of artillery shells. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве беззольного консистентного несамогорящего горючего материала используют отходы полиуретана с теплотой сгорания 25 МДж/кг.3. The method according to claim 1, characterized in that polyurethane waste with a calorific value of 25 MJ / kg is used as an ashless grease of non-combustible combustible material. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве загустителя используют водорастворимые полимеры, например поливиниловый спирт или полиакриламид.4. The method according to claim 1, characterized in that as a thickener use water-soluble polymers, for example polyvinyl alcohol or polyacrylamide. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве предшественника катализатора используют дигидрат оксалата железа (II) в количестве не менее 0,07 г/г гексогена.5. The method according to claim 1, characterized in that iron (II) oxalate dihydrate is used as a catalyst precursor in an amount of not less than 0.07 g / g of RDX. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулируемый отвод тепла от возвращаемого из сепаратора в псевдоожиженный слой зернистого материала производят путем его контакта с нагреваемыми в процессе термической дегазационной обработки металлическими корпусами снарядов.6. The method according to claim 1, characterized in that the controlled heat removal from the granular material returned from the separator to the fluidized bed is made by contacting the shells of the shells heated by the process of thermal degassing. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешивание распыленной суспензии с нисходящим по стенке реактора сжигания пограничным слоем зернистого материала производят на выступающем внутрь реактора сжигания профилированном лотке двухфазного питателя.7. The method according to claim 1, characterized in that the mixing of the sprayed suspension with the boundary layer of granular material descending along the wall of the combustion reactor is carried out on a profiled tray of a two-phase feeder protruding into the combustion reactor. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют сепаратор циклонного типа. 8. The method according to claim 1, characterized in that they use a cyclone type separator.
RU2009139037/03A 2009-10-23 2009-10-23 Utilisation method of fragmented wastes of explosives and ballistite rocket solid fuels RU2446355C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009139037/03A RU2446355C2 (en) 2009-10-23 2009-10-23 Utilisation method of fragmented wastes of explosives and ballistite rocket solid fuels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009139037/03A RU2446355C2 (en) 2009-10-23 2009-10-23 Utilisation method of fragmented wastes of explosives and ballistite rocket solid fuels

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009139037A RU2009139037A (en) 2011-04-27
RU2446355C2 true RU2446355C2 (en) 2012-03-27

Family

ID=44731313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009139037/03A RU2446355C2 (en) 2009-10-23 2009-10-23 Utilisation method of fragmented wastes of explosives and ballistite rocket solid fuels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2446355C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3916805A (en) * 1973-12-28 1975-11-04 Exxon Research Engineering Co Incineration of nitrogenous materials
US4692318A (en) * 1984-08-13 1987-09-08 Amoco Corporation Process for simultaneously removing nitrogen oxides, sulfur oxides, and particulates
RU2169282C1 (en) * 2000-05-10 2001-06-20 Федеральный центр двойных технологий "Союз" Procedure to liquidate solid fuel charge
US7011800B1 (en) * 2000-10-19 2006-03-14 Studsvik, Inc. Single stage denitration
RU2278987C1 (en) * 2004-12-27 2006-06-27 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого Method of afterburning of incompletely combusted products at recycling of solid-propellant rocket engines
RU2285202C1 (en) * 2005-04-11 2006-10-10 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого Method of disposing charges of solid rocket fuel

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3916805A (en) * 1973-12-28 1975-11-04 Exxon Research Engineering Co Incineration of nitrogenous materials
US4692318A (en) * 1984-08-13 1987-09-08 Amoco Corporation Process for simultaneously removing nitrogen oxides, sulfur oxides, and particulates
RU2169282C1 (en) * 2000-05-10 2001-06-20 Федеральный центр двойных технологий "Союз" Procedure to liquidate solid fuel charge
US7011800B1 (en) * 2000-10-19 2006-03-14 Studsvik, Inc. Single stage denitration
RU2278987C1 (en) * 2004-12-27 2006-06-27 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого Method of afterburning of incompletely combusted products at recycling of solid-propellant rocket engines
RU2285202C1 (en) * 2005-04-11 2006-10-10 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого Method of disposing charges of solid rocket fuel

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009139037A (en) 2011-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2105241C1 (en) Pulse reactor, fluidized-bed pulse unit, and solid fuel burning process
CA1207597A (en) Waste material incineration system and method
JP2657896B2 (en) Fluid bed reactor and combustion method
US4177742A (en) Incinerator for burning waste and a method of utilizing same
CN87103862A (en) The method of secondary cycle fluidized bed reactor and its operating
CN104990084B (en) A kind of biomass class solid waste and dangerous waste treatment process
US3508506A (en) Process and apparatus for reduction of unburned combustible in fly ash
CN106746470A (en) A kind of oily sludge drying and incinerating integrated processing technique
US4724777A (en) Apparatus for combustion of diverse materials and heat utilization
CN104819470A (en) Biomass solid waste and hazardous waste treatment system
CN113701163B (en) Fly ash high-temperature melting treatment system
US3604375A (en) Incineration process and unfired afterburner apparatus
AU628510B2 (en) Ash classifier-cooler-combustor
RU2446355C2 (en) Utilisation method of fragmented wastes of explosives and ballistite rocket solid fuels
CN204730209U (en) A kind of living beings class solid waste and the useless treatment system of danger
CN2173355Y (en) Industrial mud circulation fluidized-bed incinerator
US6843648B2 (en) Method and device for the autocombustion of oily organic waste,comprising a tangential heating furnace
EP0126619A2 (en) Improvements in and relating to a method and apparatus for combustion of materials
US4335663A (en) Thermal processing system
CN107490006A (en) A kind of sludge incineration processing method
CN1119429A (en) Sulfur dioxide generation using granulated or emulsoid sulfur feedstock
JP3172751B2 (en) Fluidized bed combustion method
US4436286A (en) Process of afterburning combustible constituents of exhaust gases from rotary kilns
RU2821719C1 (en) Waste disposal device
CN102134496A (en) Solid fuel pneumatic conveying heating method and system capable of controlling content of ash combustible

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121024