專利名稱：處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種使用燃燒法處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐及其應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
隨著社會的不斷進步和發(fā)展，人類已意識到保護自然環(huán)境的重要性，目前，我國對環(huán)保已提到高度重視，環(huán)保項目已成為極其重要的研究課題，環(huán)評經(jīng)過20多年的發(fā)展完善，已成為環(huán)境管理的一項基本制度，我國的國民經(jīng)濟將繼續(xù)保持快速發(fā)展，治理污染，保護環(huán)境，防止新的污染源產(chǎn)生，控制環(huán)境污染和生態(tài)破壞的任務(wù)更加艱巨。
我國衛(wèi)星發(fā)射場發(fā)射衛(wèi)星所使用的偏二甲肼和四氧化二氮具有毒性和腐蝕性，在使用過程中會產(chǎn)生一些廢液、廢氣，如直接將這些物質(zhì)排放大氣中，對人類和動植物以及整個自然環(huán)境會產(chǎn)生嚴(yán)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，當(dāng)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物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，由于處理物的濃度不穩(wěn)定，導(dǎo)致催化燃燒非常不易控制，另外，對反應(yīng)器材質(zhì)要求嚴(yán)格，這樣，從整體上增加了處理的運行成本，另外，還有液體吸收法和高空排放等多種方法，這些方法存在設(shè)備龐大和需再處理的問題，否則，會產(chǎn)生二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多用途、多功能、且成本低、操作簡便、不形成二次污染的一種偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐及其應(yīng)用方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它包括耐熱鋼爐體、燃燒器、煙囪，其特征在于爐體前部設(shè)有燃燒器接口和點火口，燃燒器固定在爐體前部的燃燒器接口，爐體中部設(shè)有二次燃燒噴嘴接口，爐體外部有夾套，夾套前端設(shè)二次空氣入口，二次空氣入口通過爐壁的二次空氣分布孔進入爐內(nèi)，爐體尾部設(shè)有測溫口，煙囪與爐體尾部連接，煙囪的上部和下部分別有檢測孔和觀火孔。
所述的燃燒器包括處理物料噴管、燃油噴管、調(diào)節(jié)螺桿、螺桿調(diào)節(jié)板、螺桿定位板、處理氣體入口、一次空氣進口、支撐連接件、氣體分布板和限流筒；限流筒是錐形，氣體分布板位于限流筒出口的錐形段，燃油噴管和液體物料噴管固定為一體，燃油噴管和液體物料噴管的尾部與螺桿調(diào)節(jié)板固定連接，燃油噴管和液體物料噴管的前端與支撐連接件固定連接，支撐連接件將氣體分布板和噴管連接成可軸向移動的整體裝入限流筒內(nèi)；螺桿定位板與燃燒器接管固定連接，調(diào)節(jié)螺桿與螺桿調(diào)節(jié)板連接并穿過螺桿定位板連接固定，一次空氣入口位于限流筒的中段，處理氣體入口位于燃燒器接管上。
如上所述的燃燒爐可以固定在處理現(xiàn)場或移動載車上。
如上所述的燃油噴管和液體物料噴管分別可以是兩個。
如上所述的氣體分布板是圓形環(huán)板，其上均勻地開著8-12個條形板，條形板與環(huán)板之間的角度為10～15°，條形板為5～15°的扇形。
如上所述的燃油噴管和液體物料噴管與燃燒器接管之間有密封裝置，密封結(jié)構(gòu)可以是填料密封，也可以為其他的密封型式。
如上所述的煙囪可以旋轉(zhuǎn)90°呈直立或水平狀。
使用時，燃油經(jīng)燃油噴管噴出經(jīng)點火器點燃，與進入的空氣一同燃燒，當(dāng)溫度達(dá)到規(guī)定值時，通入要處理的液體或氣體物料一同燃燒，此時，可通過觀火孔觀察火焰燃燒情況，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿，通過改變螺桿調(diào)節(jié)板與螺桿定位板的間距來帶動噴管作軸向移動，氣體分布板與限流筒錐形段的間隙隨著移動而改變，使空氣分布合理，同時調(diào)節(jié)空氣的流量，使處理物得到完全燃燒，燃燒尾氣經(jīng)位于爐膛中部的二次燃燒噴嘴再次燃燒，生成無害的氣體排空，達(dá)到處理的目的。
本發(fā)明的燃燒爐處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的應(yīng)用方法包括如下步驟(1)用空氣吹掃燃燒爐爐膛，使一次空氣過剩系數(shù)控制在0.96～1.05，二次空氣通入后，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(dāng)燃燒爐煙道氣溫度達(dá)到600℃-650℃時，通入被處理物與燃料油一同燃燒；處理四氧化二氮廢氣或廢液時，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和二次燃燒的作用下完全燃燒，尾氣經(jīng)煙道由煙囪排入大氣中；處理偏二甲肼廢氣或廢液時，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和偏二甲肼在二次空氣和二次燃燒的作用下完全燃燒，最后尾氣經(jīng)煙道由煙囪排入大氣中；四氧化二氮和偏二甲肼兩種廢氣或廢液同時處理時，一次空氣系數(shù)為0.88～1.18，總空氣系數(shù)控制在2.4～2.75，煙道氣溫度保持在600～650℃之間，使未完全燃燒的燃料油和處理物在二次空氣和二次燃燒的作用下完全燃燒，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、普通煤油或輕柴油。
如上所述的四氧化二氮廢氣或廢液的濃度為20wt％～100wt％如上所述的偏二甲肼廢氣或廢液的濃度為20wt％～100wt本發(fā)明具有以下特點1整體結(jié)構(gòu)緊湊，功能齊全，移動方便。
2工藝簡單，操作方便，安全可靠，經(jīng)濟適用。
3點火器自動點火，爐膛升溫快，燃油來源廣。
4燃燒器功能齊全，調(diào)節(jié)方便，燃燒安全、穩(wěn)定，火焰分布均勻。
5燃燒爐能同時或分別處理兩種不同物性和不同濃度的氣體、液體。
6在爐膛溫度一定和燃料油連續(xù)不斷提供的前提下，處理可連續(xù)或間歇進行，處理量也可適時變動。
7不產(chǎn)生二次污染，處理后排放尾氣符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例結(jié)合附圖進一步說明如下

圖1是本發(fā)明燃燒爐的結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明燃燒器的A-A剖面圖。
圖4是本發(fā)明氣體分布板的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明氣體分布板條形板的B-B剖面圖。
如圖所示，1是點火口，2是燃燒器，3是二次空氣入口，4是夾套，5是爐體，6是測溫口，7是檢測孔，8是煙囪，9是觀火孔，10是載車，11是燃油噴管，12是物料噴管，13是調(diào)節(jié)螺桿，14是螺桿調(diào)節(jié)板，15是螺桿定位板，16是處理氣體入口，17是一次空氣入口，18是支撐連接件，19是氣體分布板，20是限流筒，21是燃燒器接管，22是分布板條形板，23是分布板環(huán)板，24是二次燃燒噴嘴接口。
爐體5前部設(shè)有燃燒器接口和點火口1，燃燒器2固定在爐體5前部的燃燒器接口，爐體外部有夾套4，夾套4前端設(shè)二次空氣入口3，二次空氣入口3通過爐壁的二次空氣分布孔進入爐內(nèi)，爐體5尾部設(shè)有測溫口6，煙囪8與爐體5尾部連接，煙囪8的上部和下部分別有檢測孔7和觀火孔9，次燃燒噴嘴接口24位于爐體5的中部；所述的燃燒器2包括燃油噴管11、處理物料噴管12、調(diào)節(jié)螺桿13、螺桿調(diào)節(jié)板14、螺桿定位板15、處理氣體入口16、一次空氣進口17、支撐連接件18、氣體分布板19和限流筒20；限流筒20是錐形，氣體分布板19位于限流筒20出口的錐形段，燃油噴管11和物料噴管12固定為一體，燃油噴管11和物料噴管12的尾部與螺桿調(diào)節(jié)板14固定連接，燃油噴管11和物料噴管12的前端與支撐連接件18固定連接，支撐連接件18將氣體分布板19和噴管11、12連接成可軸向移動的整體裝入限流筒20內(nèi)；螺桿定位板15與燃燒器接管21固定連接，調(diào)節(jié)螺桿13與螺桿調(diào)節(jié)板14連接并穿過螺桿定位板15連接固定，一次空氣入口17位于限流筒20的中段，處理氣體入口16位于燃燒器接管21上。
實施例1處理物為四氧化二氮廢氣100Wt％、燃油為煤油處理操作時，空氣從一次風(fēng)入口17和二次風(fēng)入口3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，點火口1打火、燃油噴管11噴油進行燃燒，爐子開始升溫，當(dāng)爐體測溫口6的溫度達(dá)到600℃時，四氧化二氮從處理氣體入口16通入爐膛與燃油在空氣的作用下一起燃燒，并通過觀火孔觀察火焰燃燒情況，適當(dāng)轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿13，調(diào)整分布板19與限流筒20的間隙，使空氣分布合理，此時開啟爐體中部的二次燃燒噴嘴，同時調(diào)整一次空氣系數(shù)為0.72，總空氣系數(shù)為2.5，使?fàn)t內(nèi)溫度保持在600～650℃之間，燃燒后尾氣經(jīng)煙囪8排放，取樣分析，尾氣中二氧化氮含量為680ppm。
實施例2其它條件同實施例1，將處理物濃度改為80％的四氧化二氮，調(diào)整一次空氣系數(shù)為0.74，總空氣系數(shù)為2.7，尾氣中二氧化氮含量為650ppm。
實施例3其它條件同實施例1，將處理物濃度改為20％的四氧化二氮，燃油改用航空煤油，調(diào)整一次空氣系數(shù)為0.80，總空氣系數(shù)為2.9，取樣分析，尾氣中二氧化氮含量為620ppm。
實施例4將燃油改用輕柴油，其它條件同實施例3，尾氣取樣分析，符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
實施例5其它條件同實施例1，將處理物濃度改為100％的偏二甲肼，偏二甲肼從廢氣入口16進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，偏二甲肼含量為0.5ppm，排放尾氣符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
實施例6其它條件同實施例5，將處理物濃度改為80％的偏二甲肼，一次空氣系數(shù)調(diào)整為1.08，總空氣系數(shù)調(diào)整為2.33，偏二甲肼含量為0.5ppm，尾氣符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
實施例7其它條件同實施例5，將處理物濃度改為50％的偏二甲肼，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，取樣分析，偏二甲肼含量為0.5ppm，尾氣符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
實施例8其它條件同實施例5，將處理物濃度改為20％的偏二甲肼，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，取樣分析，偏二甲肼含量為0.46ppm，尾氣符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
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，尾氣符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
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，尾氣符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
實施例11處理物的濃度為10％的四氧化二氮和10％偏二甲肼廢液，燃料為煤油，處理操作時，空氣從一次風(fēng)入口17和二次風(fēng)入口3進入爐膛，一次空氣系數(shù)為0.96，總空氣系數(shù)控制在2.8，啟動點火器按鈕，爐子開始升溫，當(dāng)爐體測溫口6的溫度達(dá)到600℃時，四氧化二氮和偏二甲肼廢液經(jīng)噴管12噴入爐膛，與燃油在空氣的作用下一起燃燒，適當(dāng)轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿13，使空氣分布合理，此時開啟爐體中部的二次燃燒噴嘴，調(diào)整一次空氣系數(shù)為1.05，總空氣系數(shù)為2.55，使?fàn)t內(nèi)溫度保持在600～650℃之間，燃燒后尾氣經(jīng)煙囪8排放，取樣分析，尾氣符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
實施例12處理物的濃度為10％的氧化氮和10％偏二甲肼廢氣，燃料為煤油，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，爐子開始升溫，當(dāng)爐體測溫口6的溫度達(dá)到600℃時，偏二甲肼和氧化氮同時進入爐膛與燃油在空氣的作用下一起燃燒，適當(dāng)轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿13，使空氣分布合理，此時開啟爐體中部的二次燃燒噴嘴，一次空氣系數(shù)調(diào)整為1.03，總空氣系數(shù)調(diào)整為2.7，爐子煙道氣溫度保持在600-650℃之間，取樣分析，二氧化氮含量為620ppm，偏二甲肼含量為0.46ppm，尾氣符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
實施例13其他條件同實施例12，只是將煤油改為柴油，取樣分析，尾氣符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
實施例14其他條件同實施例12，只是將煤油改為航空煤油，取樣分析，尾氣符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐包括耐熱鋼爐體(5)、燃燒器(2)、煙囪(8)，其特征在于爐體(5)前部設(shè)有燃燒器接口()和點火口(1)，燃燒器()固定在爐體(5)前部的燃燒器接口()，爐體(5)中部設(shè)有二次燃燒噴嘴接口(24)，爐體(5)外部有夾套(4)，夾套(4)前端設(shè)二次空氣入口(3)，二次空氣入口(3)通過爐壁的二次空氣分布孔()進入爐內(nèi)，爐體(5)尾部設(shè)有測溫口(6)，煙囪(8)與爐體(5)尾部連接，煙囪(8)的上部和下部分別有檢測孔(7)和觀火孔(9)；所述的燃燒器(2)包括燃油噴管(11)、處理物料噴管(12)、調(diào)節(jié)螺桿(13)、螺桿調(diào)節(jié)板(14)、螺桿定位板(15)、處理氣體入口(16)、一次空氣進口(17)、支撐連接件(18)、氣體分布板(19)和限流筒(20)；限流筒(20)是錐形，氣體分布板(19)位于限流筒(20)出口的錐形段，燃油噴管(11)和物料噴管(12)固定為一體，燃油噴管(11)和物料噴管(12)的尾部與螺桿調(diào)節(jié)板(14)固定連接，燃油噴管(11)和物料噴管(12)的前端與支撐連接件(18)固定連接，支撐連接件(18)將氣體分布板(19)和噴管(11、12)連接成可軸向移動的整體裝入限流筒(20)內(nèi)；螺桿定位板(15)與燃燒器接管(21)固定連接，調(diào)節(jié)螺桿(13)與螺桿調(diào)節(jié)板(14)連接并穿過螺桿定位板(15)連接固定，一次空氣入口(17)位于限流筒(20)的中段，處理氣體入口(16)位于燃燒器接管(21)上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐，其特征在于所述的燃油噴管(11)和處理物料噴管(12)分別是兩個。
3.如權(quán)利要求1所述的一種處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐，其特征在于所述的氣體分布板(19)是圓形環(huán)板(23)，其上均勻地開著8-12個條形板(22)，條形板與環(huán)板之間的角度為10～15°，條形板為5～15°的扇形。
4.如權(quán)利要求1所述的一種處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐，其特征在于所述的燃油噴管(11)和處理物料噴管(12與燃燒器接管(21)之間有密封。
5.如權(quán)利要求4所述的一種處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐，其特征在于密封是填料密封。
6.如權(quán)利要求1所述的一種處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐，其特征在所述的煙囪可以旋轉(zhuǎn)90°呈直立或水平狀。
7.如權(quán)利要求1所述的一種處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐，其特征在于所述的燃燒爐固定在處理現(xiàn)場或移動載車上。
8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的一種處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐的應(yīng)用方法，其特征在于包括如下步驟(1)用空氣吹掃燃燒爐爐膛，使一次空氣過剩系數(shù)控制在0.96～1.05，二次空氣通入后，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(dāng)燃燒爐煙道氣溫度達(dá)到600℃-650℃時，通入被處理物與燃料油一同燃燒；處理四氧化二氮廢氣或廢液時，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和二次燃燒的作用下完全燃燒，尾氣經(jīng)煙道由煙囪排入大氣中；處理偏二甲肼廢氣或廢液時，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和偏二甲肼在二次空氣和二次燃燒的作用下完全燃燒，最后尾氣經(jīng)煙道由煙囪排入大氣中；四氧化二氮和偏二甲肼兩種廢氣或廢液同時處理時，一次空氣系數(shù)為0.88～1.18，總空氣系數(shù)控制在2.4～2.75，煙道氣溫度保持在600～650℃之間，使未完全燃燒的燃料油和處理物在二次空氣和二次燃燒的作用下完全燃燒，最后尾氣經(jīng)煙道由煙囪排入大氣中。
9.如權(quán)利要求8所述的一種處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐的應(yīng)用方法，其特征在于所述的燃料油是航空煤油、普通煤油或輕柴油。
10.如權(quán)利要求8所述的一種處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐的應(yīng)用方法，其特征在于所述的四氧化二氮廢氣或廢液的濃度為20wt％～100wt％。
11.如權(quán)利要求8所述的一種處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐的應(yīng)用方法，其特征在于如上所述的偏二甲肼廢氣或廢液的濃度為20wt％～100wt。
全文摘要
一種處理偏二甲肼或/和四氧化二氮的燃燒爐包括耐熱鋼爐體(5)、燃燒器(2)、煙囪(8)，爐體(5)前部設(shè)有燃燒器接口和點火口(1)，燃燒器(2)固定在爐體(5)前部的燃燒器接口，爐體(5)中部設(shè)有二次燃燒噴嘴接口(24)，爐體(5)外部有夾套(4)，夾套(4)前端設(shè)二次空氣入口(3)，二次空氣入口(3)通過爐壁的二次空氣分布孔進入爐內(nèi)，爐體(5)尾部設(shè)有測溫口(6)，煙囪(8)與爐體(5)尾部連接，煙囪(8)的上部和下部分別有檢測孔(7)和觀火孔(9)；對偏二甲肼或/和四氧化二氮廢氣或廢液進行處理，具有工藝簡單，操作方便，安全可靠，經(jīng)濟適用，不產(chǎn)生二次污染，處理后排放尾氣符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點。
文檔編號F23G7/06GK1786573SQ20051004815
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月1日
發(fā)明者曹立仁, 劉東勛, 周東興, 劉蘭英, 崔富梅, 史建中, 王晉生, 董根全 申請人:中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所