專利名稱：處理四氧化二氮廢液和/或偏二甲肼廢液的方法及焚燒爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種液體燃料油燃燒法處理不同濃度的偏二甲肼廢液和/或四氧化二氮廢液的方法及焚燒爐。
背景技術(shù)：
隨著社會的不斷進步和發(fā)展，人類也意識到保護自然環(huán)境的的重要性，目前，我國對環(huán)保已提到高度重視，環(huán)保工程項目已成為極其重要的研究課題。
目前，眾所周知的三大污染物有NOx、SO2及烴類化合物，但還有一些不被人們所知的、排放量不大的有害物，如肼類化合物，我國衛(wèi)星發(fā)射場發(fā)射衛(wèi)星所使用的火箭液體推進劑采用偏二甲肼，氧化劑采用四氧化二氮，兩種液體都具有毒性和腐蝕性，在使用過程中會產(chǎn)生一些廢液、廢氣，直接排放大氣中對人類和動植物以及整個自然界會產(chǎn)生嚴重的危害，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，當濃度積聚到一定程度時，隨時存在爆炸的隱患，因此，科研人員研究開發(fā)了各種處理方法，如，催化燃燒法，催化燃燒法是將要處理的廢液與氧化劑在催化劑床層上直接進行催化氧化反應(yīng)，由于催化燃燒為一放熱反應(yīng)，反應(yīng)劇烈，放出的熱量集中，不易帶出，致使溫度難以控制，一旦飛溫，會造成催化劑壽命縮短和失活，催化劑定期更換造成運行成本提高，由于廢液的濃度不穩(wěn)定，導致催化燃燒非常不易控制。另外，對反應(yīng)器材質(zhì)要求嚴格，這樣，從整體上增加了處理廢液的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種處理不同濃度的四氧化二氮廢液和/或處理不同濃度的偏二甲肼廢液、操作簡便、成本低、不形成二次污染的方法及焚燒爐。
本發(fā)明的反應(yīng)機理如下煤油燃燒提供高溫環(huán)境，處理四氧化二氮廢液時，使氧不足，提供還原性介質(zhì)，二氧化氮被還原；處理偏二甲肼廢液時氧微量過剩，使偏二甲肼完全氧化，二次空氣急速與剩余的有機物完全燃燒，同時降低爐溫，不使被反應(yīng)生成新生態(tài)的氮再度被氧化，尾氣經(jīng)煙囪排入大氣中。
處理偏二甲肼廢液的反應(yīng)式(1)(2)(3)(4)處理四氧化二氮廢液的反應(yīng)式(1)(2)(3)(4)(5)本發(fā)明的目得是這樣實現(xiàn)的以煤油為燃料，燃油經(jīng)噴嘴進入焚燒爐內(nèi)點燃，并通入一定量的空氣，爐子開始升溫。爐內(nèi)煙道氣溫度達到規(guī)定要求時，再通入四氧化二氮廢液或偏二甲肼廢液與煤油一起燃燒，生成氮氣、水和二氧化碳，消除污染，達到處理廢液的目得。
本發(fā)明處理廢液的方法包括如下步驟(1)用空氣吹掃焚燒爐爐膛，使一次空氣過剩系數(shù)控制在0.95～1.05，二次空氣通入后，總空氣過剩系數(shù)控制在2.4～2.9，然后通入燃料油并點燃，爐膛開始升溫；(2)當焚燒爐煙道氣溫度達到580～600℃時，通入四氧化二氮廢液或偏二甲肼廢液，與燃料油一同燃燒；處理四氧化二氮廢液時，一次空氣系數(shù)為0.71-0.85，總空氣系數(shù)控制在2.5-2.9，煙道氣溫度保持在600～650℃之間，使未完全燃燒的燃料油及四氧化二氮在二次空氣的作用下完全燃燒，最后尾氣經(jīng)煙道由煙囪排入大氣中；處理偏二甲肼廢液時，一次空氣系數(shù)為1.05～1.5，總空氣系數(shù)控制在2.3～2.6，煙道氣溫度保持在600～650℃之間，使未完全燃燒的燃料油及偏二甲肼在二次空氣的作用下完全燃燒，最后尾氣經(jīng)煙道由煙囪排入大氣中。
如上所述的燃料油可以是航空煤油、普通煤油和輕柴油。
如上所述的四氧化二氮廢液的濃度為20wt％～100wt％如上所述的偏二甲肼廢液的濃度為20wt％～100wt％為完成上述處理方法，我們設(shè)計了專用的焚燒爐，它包括耐熱鋼爐體、燃燒器、夾套、煙囪；爐體上設(shè)有保溫夾套；煙囪上設(shè)有觀火孔和監(jiān)測孔，燃燒器固定在爐體的前端；燃料油噴嘴和廢液噴嘴整體裝入燃燒器的內(nèi)部，一次空氣入口位于燃燒器的中段，氣體分布板位于燃燒器內(nèi)噴嘴的前端，爐體尾部上端設(shè)有測溫口，爐體外部設(shè)有保溫夾套，二次空氣入口裝在夾套的前端，煙囪位于爐體的尾部，檢測孔和觀火孔分別設(shè)在煙囪上的上部和下部。
如上所述的爐體可以固定在移動載車上。
該設(shè)備能處理不同濃度的四氧化二氮廢液和不同濃度的偏二甲肼廢液，排放尾氣合格，不形成二次污染。
本焚燒爐具有以下特點1整體結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，移動方便。
2工藝簡單，易于操作，安全可靠，經(jīng)濟適用，燃油來源廣。
3一臺爐子能同時或分別處理兩種不同物性和不同濃度的廢液。
4在燃料油連續(xù)不斷地提供熱量的前提下，被處理廢液可以連續(xù)或間斷供給，處理量也可以適時變動。
5燃燒器一機多用，不但具有點火器的功能，而且，具有燃燒器的功能。
6不產(chǎn)生二次污染，處理后排放尾氣中NO2含量小于700ppm，偏二甲肼含量小于1ppm。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例結(jié)合附圖進一步說明。


圖1是本發(fā)明焚燒爐的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，1燃燒器，2是燃料油噴嘴，3是廢液噴嘴，4是一次空氣入口，5是氣體分布板，6是二次空氣入口，7是夾套，8是爐體，9足測溫口，10是檢測孔，11是煙囪，12是觀火孔，13是載車。
燃燒器1安裝在爐體的前端，燃料油噴嘴2和廢液噴嘴3整體裝入燃燒器1的內(nèi)部，一次空氣入口4位于燃燒器1的中段部，氣體分布板5位于燃燒器1內(nèi)噴嘴的前端，爐體8尾部上端設(shè)有測溫口9，爐體8外部設(shè)有保溫夾套7，二次空氣入口6裝在夾套7的前端，煙囪11位于爐體8的尾部。檢測孔10和觀火孔12分別設(shè)在煙囪11上的上部和下部。
為了適合不同場地隨時處理，我們將爐體8固定在載車13上，載車設(shè)有轉(zhuǎn)向器，靈活、輕便，既可車拉，也可人推。
實施例1處理物以四氧化二氮廢液100Wt％、燃油以煤油為例處理操作時，空氣從一次風入口4和二次風入口6進入爐膛，一次空氣系數(shù)為0.96，總空氣系數(shù)控制在2.5，啟動點火器按鈕，打火、噴油、配風、燃燒自動進行，爐子開始升溫，當爐體測溫口9的溫度達到580℃時，四氧化二氮廢液進入爐膛與燃油在空氣的作用下一起燃燒，此時，調(diào)整一次空氣系數(shù)為0.72，總空氣系數(shù)為2.5，使爐內(nèi)溫度保持在600～650℃之間，燃燒后尾氣經(jīng)煙囪11排放，取樣分析，尾氣中二氧化氮含量680ppm?？偀N和3，4-苯并芘符合國家規(guī)定的排放標準。
實施例2其它條件同實施例1，將廢液改為濃度為80％的四氧化二氮，處理操作時，一次空氣系數(shù)為0.97，總空氣系數(shù)控制在2.6，啟動點火器按鈕，打火、噴油、配風、燃燒自動進行，爐子開始升溫，當爐體測溫口9的溫度達到580℃時，四氧化二氮廢液進入爐膛與燃油在空氣的作用下一起燃燒，此時，調(diào)整一次空氣系數(shù)為0.74，總空氣系數(shù)為2.7，使爐內(nèi)溫度保持600～650℃之間，取樣分析，尾氣中二氧化氮含量650ppm，符合國家規(guī)定的排放標準。
實施例3其它條件同實施例1，將處理廢液改為濃度為20％的四氧化二氮，燃油改用航空煤油，處理操作時，一次空氣系數(shù)為0.98，總空氣系數(shù)控制在2.9，啟動點火器按鈕，打火、噴油、配風、燃燒自動進行，爐子開始升溫，當爐體測溫口9的溫度達到600℃時，四氧化二氮廢液進入爐膛與燃油在空氣的作用下一起燃燒，此時，調(diào)整一次空氣系數(shù)為0.80，總空氣系數(shù)為2.9，爐體測溫口的溫度保持在600-650℃之間，取樣分析，尾氣中二氧化氮含量630ppm，符合國家規(guī)定的排放標準。
實施例4將燃油改用輕柴油，其它條件同實施例3，取樣分析，尾氣中二氧化氮含量650ppm，符合國家規(guī)定的排放標準。
實施例5其它條件同實施例1，處理廢液改為濃度為100％的偏二甲肼，處理操作時，一次空氣系數(shù)為0.96，總空氣系數(shù)控制在2.65，啟動點火器按鈕，打火、噴油、配風、燃燒自動進行，爐子開始升溫，當爐體測溫口9的溫度達到590℃時，偏二甲肼廢液噴入爐膛與燃油在空氣的作用下一起燃燒，此時，一次空氣系數(shù)調(diào)整為1.07，總空氣系數(shù)調(diào)整為2.47，爐體測溫口的溫度保持在600-650℃之間，尾氣取樣分析，偏二甲肼含量0.6ppm，符合國家規(guī)定的排放標準。
實施例6其它條件同實施例1，將處理廢液改為濃度為80％的偏二甲肼，處理操作時，一次空氣系數(shù)為0.97，總空氣系數(shù)控制在2.7，啟動點火器按鈕，打火、噴油、配風、燃燒自動進行，爐子開始升溫，當爐體測溫口9的溫度達到600℃時，偏二甲肼廢液噴入爐膛與燃油在空氣的作用下一起燃燒，此時，一次空氣系數(shù)調(diào)整為1.07，總空氣系數(shù)調(diào)整為2.33，爐子煙道氣溫度保持在600-650℃之間，取樣分析，偏二甲肼含量0.55ppm，尾氣符合國家規(guī)定的排放標準。
實施例7其它條件同實施例1，將處理廢液改為濃度為50％的偏二甲肼，處理操作時，一次空氣系數(shù)為0.975，總空氣系數(shù)控制在2.85，啟動點火器按鈕，打火、噴油、配風、燃燒自動進行，爐子開始升溫，當爐體測溫口9的溫度達到595℃時，偏二甲肼廢液噴入爐膛與燃油在空氣的作用下一起燃燒，此時，一次空氣系數(shù)調(diào)整為1.45，總空氣系數(shù)調(diào)整為2.38，爐子煙道氣溫度保持在600-650℃之間，取樣分析，偏二甲肼含量0.52ppm，尾氣符合國家規(guī)定的排放標準。
實施例8其它條件同實施例1，只是將處理廢液改為濃度為20％的偏二甲肼，處理操作時，一次空氣系數(shù)為0.98，總空氣系數(shù)控制在2.9，啟動點火器按鈕，打火、噴油、配風、燃燒自動進行，爐子開始升溫，當爐體測溫口9的溫度達到600℃時，偏二甲肼廢液噴入爐膛與燃油在空氣的作用下一起燃燒，此時，一次空氣系數(shù)調(diào)整為1.25，總空氣系數(shù)調(diào)整為2.49，爐子煙道氣溫度保持在600-650℃之間，取樣分析，偏二甲肼含量0.5ppm，尾氣符合國家規(guī)定的排放標準。
實施例9將燃油改用航空煤油，其它條件同實施例8，取樣分析，偏二甲肼含量0.5ppm，尾氣符合國家規(guī)定的排放標準。
實施例10將燃油改用輕柴油，其它條件同實施例8，取樣分析，偏二甲肼含量0.5ppm，尾氣符合國家規(guī)定的排放標準。
權(quán)利要求
1.一種處理四氧化二氮廢液或偏二甲肼廢液的方法，其特征在于包括如下步驟(1)用空氣吹掃焚燒爐爐膛，使一次空氣過剩系數(shù)控制在0.95～1.05，二次空氣通入后，總空氣過剩系數(shù)控制在2.4～2.9，然后通入燃料油并點燃，爐膛開始升溫；(2)當焚燒爐煙道氣溫度達到580～600℃時，通入四氧化二氮廢液或偏二甲肼廢液，與燃料油一同燃燒；處理四氧化二氮廢液時，一次空氣系數(shù)為0.71-0.85，總空氣系數(shù)控制在2.5-2.9，煙道氣溫度保持在600～650℃之間，使未完全燃燒的燃料油及四氧化二氮在二次空氣的作用下完全燃燒，最后尾氣經(jīng)煙道由煙囪排入大氣中；處理偏二甲肼廢液時，一次空氣系數(shù)為1.05～1.5，總空氣系數(shù)控制在2.3～2.6，煙道氣溫度保持在600～650℃之間，使未完全燃燒的燃料油及偏二甲肼在二次空氣的作用下完全燃燒，最后尾氣經(jīng)煙道由煙囪排入大氣中。
2.如權(quán)利要求1所述的一種處理四氧化二氮廢液或偏二甲肼廢液的方法，其特征在于所述的燃料油是航空煤油、普通煤油或輕柴油。
3.如權(quán)利要求1所述的一種處理四氧化二氮廢液或偏二甲肼廢液的方法，其特征在于所述的四氧化二氮廢液的濃度為20wt％～100wt％。
4.如權(quán)利要求1所述的一種處理四氧化二氮廢液或偏二甲肼廢液的方法，其特征在于所述的偏二甲肼廢液的濃度為20wt％～100wt％。
5.用于如權(quán)利要求1-4任一項所述的一種處理四氧化二氮廢液或偏二甲肼廢液的方法的焚燒爐包括燃燒器(1)，燃料油噴嘴(2)，廢液噴嘴(3)，一次空氣入口(4)，氣體分布板(5)，二次空氣入口(6)，夾套(7)，爐體(8)，測溫口(9)，檢測孔(10)，煙囪(11)，觀火孔(12)；其特征在于燃燒器(1)固定在爐體的前端；燃料油噴嘴(2)和廢液噴嘴(3)整體裝入燃燒器(1)的內(nèi)部，一次空氣入口(4)位于燃燒器(1)的中段，氣體 分布板(5)位于燃燒器(1)內(nèi)噴嘴的前端；爐體(8)尾部上端設(shè)有測溫口(9)；爐體(8)外部設(shè)有夾套(7)，二次空氣入口(6)裝在夾套(7)的前端；煙囪(11)位于爐體(8)的尾部，檢測孔(10)和觀火孔(12)分別設(shè)在煙囪(11)上的上部和下部。
6.如權(quán)利要求5所述的焚燒爐其特征在于還包括載車(13)，焚燒爐固定在載車(13)上，載車(13)設(shè)有轉(zhuǎn)向器。
全文摘要
一種處理四氧化二氮廢液或偏二甲肼廢液的方法是用空氣吹掃焚燒爐爐膛，通入空氣總空氣過剩系數(shù)控制在2.4～2.9，然后通入燃料油并點燃，爐膛開始升溫；當焚燒爐煙道氣溫度達到580～600℃時，通入四氧化二氮廢液或偏二甲肼廢液，與燃料油一同燃燒，最后尾氣經(jīng)煙道由煙囪排入大氣中。本工藝簡單易行，焚燒爐結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，操作方便，安全可靠，處理后尾氣中殘余的廢液成份二氧化氮小于700ppm，偏二甲肼小于1ppm。
文檔編號F23G5/08GK1699827SQ20041006455
公開日2005年11月23日 申請日期2004年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月19日
發(fā)明者曹立仁, 侯瑞琴, 劉蘭英, 劉占卿, 鄭質(zhì)文, 劉東勛, 周東興, 董根全 申請人:中國科學院山西煤炭化學研究所, 總裝備部工程設(shè)計研究總院