專利名稱：一種燃料油燃燒處理偏二甲肼廢氣的方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種燃料油燃燒處理偏二甲肼廢氣的方法以及該方法所用的焚燒爐設備。
自從工業革命以來，人類生產得到極大的發展，但同時給環境帶來越來越嚴重的污染，目前保護人類賴以生存的環境不被工業廢氣污染已經成為極其重要的課題。眾所周知的對環境污染主要有NOx、SO2、及烴類三大污染源，但是還有一些不被人們所知的雖然排放量不大，但危害卻更加嚴重的污染物，如偏二甲肼就是其中之一。偏二甲肼是一種有機胺，一般被航天事業作為燃料用作火箭推進劑，它在常溫下為液體。使用時，偏二甲肼在運輸、轉注、加注過程中需要用氮氣加壓，過程操作完之后又將氮氣排空成為常壓。所排放的廢氣中含有大量的偏二甲肼，其濃度在1-30％左右。偏二甲肼劇毒，輕者損害人的肝臟，重者可能致癌，它對人類的危害非常大而且具有爆炸性，需將廢氣做無害處理。處理方法大多采用水或高錳酸鉀溶液吸收法、催化氧化法。采用吸收法吸收偏二甲肼廢氣，吸收不夠徹底，吸收后的廢液成為另一液體污染源。催化氧化法是將偏二甲肼與氧化劑通常是空氣在催化劑床層上直接接觸進行催化氧化反應，存在爆炸的隱患，而且催化燃燒為一放熱反應，反應劇烈，受氣固反應傳熱慢的限制，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，濃度控制不當，容易造成爆炸，操作難度大。因此，在處理廢氣時，偏二甲肼濃度不宜過高，對于排出的高濃度的偏二甲肼廢氣就必須采用惰性氣體稀釋的方法，這樣就勢必延長了處理時間，增加了處理廢氣的成本。
本發明的發明目的是提供一種脫除徹底、操作容易的燃料油燃燒處理偏二甲肼廢氣的方法及設備。
本發明的發明目的是這樣實現的以燃料油為燃料，點燃該燃料之后，通入1-30％體積百分比濃度的偏二甲肼廢氣，一同燃燒，生成水和二氧化碳和氮氣，達到處理偏二甲肼廢氣的目的。
本發明的處理偏二甲肼廢氣的方法包括如下步驟(1)將空氣通入焚燒爐內吹掃，焚燒爐的廢氣處理量≤200m3/m3·h(即每立方米的焚燒爐可處理廢氣的最大量為200m3/h)，并使一次空氣過剩系數為0.5-1.3，二次空氣通入后總空氣過剩系數為1.05-5，然后將燃料油通入并點燃，預熱爐體，使焚燒爐熱負荷為160萬KJ/m3·h-545萬KJ/m3·h；(2)當焚燒爐內的預熱溫度達到500℃時，將含有偏二甲肼體積百分比濃度為1-30％的廢氣從廢氣入口通入，與燃料油一同燃燒，同時根據偏二甲肼的量，適當加大一次空氣量，一次空氣系數和總空氣系數不變，調整燃料油，使焚燒爐的熱負荷為160萬KJ/m3·h-545萬KJ/m3·h，爐內溫度控制為800-1500℃；(3)通入二次空氣，使未完全燃燒的燃料油及偏二甲肼廢氣繼續燃燒完全，最后由煙囪排入大氣中。
如上所述的燃料油可以是普通煤油、航空煤油或柴油。
為了完成上述處理偏二甲肼廢氣的方法，設計了專用的焚燒爐，它包括爐體、主燃燒器、煙囪、載車，主燃燒器上裝有一次空氣入口、點火孔、噴嘴、空氣分布板，爐體頂部裝有測溫孔，煙囪上有觀火孔和檢測孔，整個爐子放在載車上，爐膛內安裝有廢氣分布環，廢氣入口與它相連通，廢氣分布環上均布有分布孔，分布孔的軸線相交于主燃燒器上噴嘴燃燒的火焰中心。所述的廢氣分布環由園管組成，分布孔的數量最少為8個，也可以是12個、24個或36個。
當使用該焚燒爐時，從一次空氣進口按空氣過剩系數為0.5-1.3的空氣量進入一次空氣，二次空氣通入后總空氣系數為1.05-5，點燃點火器，通入燃料油，主燃燒器開始燃燒，當爐內溫度達到500℃時，從廢氣入口通入偏二甲肼廢氣燃燒，大部分燃油和廢氣在爐膛內燃燒，未完全燃燒的燃油和廢氣在二次空氣的作用下完全燃燒，燃燒后的氣體從煙囪排入大氣中。
本發明與現有技術相比具有如下優點1．工藝簡單，操作容易，啟動快，安全可靠，投資少，運行費用低。
2．可處理的偏二甲肼廢氣濃度高，范圍廣，濃度高達30％的廢氣都可采用本焚燒爐進行處理。
3．在燃油提供熱量的情況下，被處理的偏二甲肼廢氣可以連續或不連續的供給，廢氣濃度和氣量可以是穩定的也可以是變化的，波動的。
4．處理后排放尾氣中偏二甲肼含量小于1ppm，廢氣處理徹底，不產生二次污染。
5．設備簡單，該裝置為移動式的處理裝置，隨時隨地對偏二甲肼廢氣進行處理。
本發明的實施例結合附圖進一步說明。
實施例1

圖1是本發明焚燒爐的結構示意圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
如圖所示，1是主燃燒器，2是一次空氣入口，3是點火孔，4是燃油噴嘴，5是空氣分布板，6是廢氣(偏二甲肼)入口，7是廢氣分布環，8是二次空氣入口，9是測溫孔，10是爐體，11是觀火孔，12是煙囪，13是檢測孔，14是載車。
主燃燒器1裝在爐子的端部，一次空氣入口2裝在主燃燒器1上，廢氣入口6和二次空氣入口8以及測溫孔9裝在爐體10的頂部，觀火孔11和檢測孔13設在煙囪12上，爐架為移動式載車14，廢氣分布環7裝在爐膛內，廢氣入口6與廢氣分布環7連通，廢氣分布環7由園管制成，廢氣分布環7上均布有8個分布孔，孔的軸線相交于主燃燒器上噴嘴4燃燒的火焰中心。
從一次空氣進口通入一次空氣，調節流量為40m3/h(即一次空氣過剩系數為1.3)， 由二次空氣進口8通入二次空氣82m3/h，點燃點火器，然后啟動主油泵，主燃燒器燃燒，進油量為2.8Kg/h，穩定燃燒20分鐘，預熱爐體，當爐溫達到500℃時，由廢氣進口通入6m3/h的含偏二甲肼1％的廢氣，廢氣進入爐體后即與煤油一同燃燒，總空氣過剩系數為4，爐內溫度控制為800-1500℃，排放尾氣經檢測孔13取樣分析，尾氣中偏二甲肼殘余量檢測不到(小于1ppm)，總烴為5.5mg/M3，達到國家規定的排放標準。
實施例2其它條件同實施例1，只是將廢氣中偏二甲肼的含量變為7％，排放尾氣經分析，偏二甲肼含量檢測不到(小于1ppm)，尾氣中其它排放物均達到排放要求。
實施例3其它條件同實施例1，只是將一次空氣流量改為49m3/h(一次空氣過剩系數為1.2)，廢氣中偏二甲肼含量為11％，總空氣過剩系數為3.1，尾氣分析結果偏二甲肼含量檢測不到(小于1ppm)，其它物資含量均達到國家排放標準。
實施例4其它條件同實施例1，只是將廢氣中偏二甲肼含量變為30％，一次空氣流量變為76m3/h(一次空氣系數為1.2)，總空氣系數為2.5，尾氣分析結果偏二甲肼含量檢測不到(小于1ppm)，尾氣中其它物資的含量達到排放要求。
實施例5其它條件同實施例1，只是將煤油換為航空煤油，經分析尾氣中檢測不到偏二甲肼(小于1ppm)，其它物質的含量均達到國家規定的排放標準。
實施例6其它條件同實施例1，只是將煤油換為柴油，經分析尾氣中檢測不到偏二甲肼(小于1ppm)，尾氣中其它物資的含量達到國家規定的排放標準。
權利要求
1．一種燃料油燃燒處理偏二甲肼廢氣的方法，其特征在于包括如下步驟(1)將空氣通入焚燒爐內吹掃，焚燒爐的廢氣處理量＜200m3/m3·h，并使一次空氣過剩系數為0.5-1.3，二次空氣通入后總空氣過剩系數為1.05-5，然后將燃料油通入并點燃，預熱爐體，使焚燒爐熱負荷為160萬KJ/m3·h-545萬KJ/m3·h；(2)當焚燒爐內的預熱溫度達到500℃時，將含有偏二甲肼體積百分比濃度為1-30％的廢氣從廢氣入口通入，與燃料油一同燃燒，同時根據偏二甲肼的量，適當加大一次空氣量，保持一次空氣系數和總空氣系數不變，調整燃料油，使焚燒熱負荷為160萬KJ/m3·h-545萬KJ/m3·h，爐內溫度控制為800-1500℃；(3)通入二次空氣，使未完全燃燒的燃料油及偏二甲肼廢氣繼續燃燒完全，最后由煙囪排入大氣中。
2．如權利要求1所述的一種燃料油燃燒處理偏二甲肼廢氣的方法，其特征在于所述的燃料油是普通煤油、航空煤油或柴油。
3．一種燃料油燃燒處理偏二甲肼廢氣的焚燒爐，它包括爐體(10)、主燃燒器(1)、煙囪(12)、載車(14)，主燃燒器(1)上裝有一次空氣入口(2)、點火孔(3)、噴嘴(4)、空氣分布板(5)，煙囪(12)上設有觀火孔(11)和檢測孔(13)，爐體(10)頂部設有二次空氣入口(8)、廢氣入口(6)和測溫孔(9)，整個爐子放在載車(14)上，其特征在于爐膛內安裝有廢氣分布環(7)，廢氣入口(6)與它相連通，廢氣分布環(7)上均布有分布孔，分布孔的軸線相交于主燃燒器(1)上噴嘴(4)燃燒的火焰中心。
4．如權利要求3所述的一種燃料油燃燒處理偏二甲肼廢氣的焚燒爐，其特征在于所述的廢氣分布環(7)上的分布孔數量為8個、12個、24個或36個。
全文摘要
一種燃料燃燒處理偏二甲肼廢氣的方法及設備,以燃料油為燃料,點燃該燃燒器,通入體積百分比濃度為1－30%的偏二甲肼廢氣一同燃燒,生成水和二氧化碳和氮氣,達到處理偏二甲肼廢氣的目的。焚燒爐爐膛內裝有廢氣分布環,能使廢氣充分燃燒,尾氣經檢測,無殘留的偏二甲肼,排放達到國家規定的排放標準。
文檔編號F23G7/06GK1304013SQ9912626
公開日2001年7月18日 申請日期1999年12月22日 優先權日1999年12月22日
發明者鄭質文, 蘇化東, 李雯, 曹立仁, 劉東勛, 董根全, 李毅, 周巍, 史建中, 周東興, 徐克俊, 劉占卿, 何學明, 楊進峰 申請人:中國科學院山西煤炭化學研究所