專利名稱：氣體燃料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：
本發明涉及一種氣體燃料燃燒處理偏二甲肼廢氣的方法及設備。
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1-18％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吸收法、催化還原法。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、操作容易的氣體燃料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在焚燒爐內點燃氣體燃料后，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、二氧化碳和氮氣，達到處理偏二甲肼廢氣的目的。
(CH3)2NNH2+O2→CO2+H2O+N2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最大可處理廢氣200m3/h)，使一次空氣過剩系數為0.8-1.3，二次空氣通入后總空氣過剩系數為1.05-5，然后將氣體燃料通入爐內并點燃，預熱爐體，使焚燒爐的熱負荷為160KJ-545KJ/m3·h；
(2)當焚燒爐內的預熱溫度達到600℃，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，并與氣體燃料混合一同進入爐內燃燒，同時根據偏二甲肼的量， 適當加大一次風量，保持一次空氣系數為0.8-1.3，二次空氣系數不變，調整氣體燃料的量，保證焚燒爐的熱負荷為160KJ-545KJ/m3·h；爐內燃燒溫度控制為800-1500℃；(3)未完全燃燒的氣體燃料及偏二甲肼同二次空氣繼續燃燒完全，最后由煙囪排入大氣中；如上所述的氣體燃料是甲醇裂解氣、煤氣、天然氣、液化氣、氫氣等其它可燃氣體。
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，該焚燒爐設備包括包括爐體、排氣口、以及排氣口上的觀火孔、測溫孔、燃燒器，燃燒器固定在爐體前部，燃燒器上設有氣體燃料進口、廢氣進口、一次空氣進口、點火孔，氣體燃料進口與廢氣進口連通，爐體中、后部設有2-6級二次空氣分布孔。
當使用該焚燒爐時，從燃燒器一次空氣入口按空氣過剩系數為0.8-1.3的氣量通入一次空氣，二次空氣通入后使總空氣系數為1.05-5，分2-6級給焚燒爐通入二次空氣，吹掃爐膛。通入氣體燃料并點燃，燃燒器開始燃燒，當爐內溫度達到600℃時，從廢氣入口通入偏二甲肼廢氣與氣體燃料混合，進入爐內一起燃燒，適當調整進風量，保證空氣系數為變，大部分氣體燃料和廢氣在一次空氣的作用下燃燒，未完全燃燒的氣體燃料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．在氣體燃料提供熱源的情況下，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2ppm，廢氣處理徹底，不產生二次污染。
5．設備簡單，也可以做成移動式的處理裝置，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。


圖1是本發明的焚燒爐結構示意圖。
實施例1
如圖所示，1是廢氣進口，2是氣體燃料進口，3是一次空氣進口，4是保溫層，5是爐體，6是觀火孔，7是排氣口，8是二次空氣入口，9是測溫孔，10是點火孔，11是燃燒器，12是二次空氣分布孔。
燃燒器11裝在爐體的前部，燃燒器設有一次空氣進口3、氣體燃料進口2及(偏二甲肼)廢氣進口1，氣體燃料進口2和(偏二甲肼)廢氣進口1連通，爐體5中、后部設有2級二次空氣分布孔12，測溫孔9設在爐體5中部，排氣口7設在爐體5的后部，觀火孔6位于排氣口7上且于爐體在同一軸線上。爐體5的外都裝有保溫層4。
將甲醇加壓到0.01-0.3MPa，加熱到180-300℃汽化后，通入裝有裂解-氧化雙功能催化劑的固定床反應器內，反應溫度為180-280℃，甲醇液體空速為0.2-1h-1的條件下進行催化裂解生成含有氫氣、一氧化碳和少量甲烷、二氧化碳的甲醇裂解氣。甲醇裂解氣制備過程及其中催化劑的詳細制法在中國專利90107440.3“金屬熱處理用氮基可控氣氛的生產方法”中已陳述。甲醇裂解氣還可以用其它方法制得，如甲醇高溫熱裂解和甲醇與水按一定比例混合后進行催化裂解或高溫熱裂解等。
從一次空氣進口3通入一次空氣，調節流量為9m3/h(即一次空氣過剩系數為0.84)，由二次空氣進口8通入二次空氣30m3/h(二次空氣過剩系數為3.64)吹掃5分鐘，然后將4.5m3甲醇裂解氣從氣體燃料進口2通入并點燃，燃燒器11燃燒，穩定燃燒20分鐘，預熱爐體，當爐溫達到600℃后，廢氣進口1通入5m3/h的含偏二甲肼1％的廢氣，廢氣進入爐體后與甲醇裂解氣混合后一同燃燒，爐內溫度為730℃，排放尾氣取樣分析，尾氣中偏二甲肼殘余量小于2PPm。
實施例2其它條件同實施例1，只是將一次空氣量改為10m3/h(一次空氣過剩系數為0.80)同時通入含量為7％的偏二甲肼廢氣5m3/h與甲醇裂解氣一起燃燒，總空氣系數為2.3，爐內溫度為840℃，排放尾氣取樣分析，尾氣中偏二甲肼殘余量小于2PPm。
實施例3其它條件同實施例1，只是將一次空氣量改為22.5m3/h(一次空氣過剩系數為0.92)，同時通入含量為15％的偏二甲肼廢氣4.8m3/h與甲醇裂解氣一燃燒，總空氣系數為2.1，爐內溫度為935℃，排放尾氣取樣分析，尾氣中偏二甲肼殘余量小于2ppm。
實施例4其它條件同實施例1，只是將一次空氣量改為34m3/h(一次空氣過剩系數為1.01)，同時通入含量為25％的偏二甲肼廢氣4.8m3/h與甲醇裂解氣一燃燒，總空氣系數為1.9，爐內溫度為1070℃，排放尾氣取樣分析，尾氣中偏二甲肼殘余量小于2ppm。
實施例5其它條件同實施例1，只是將甲醇裂解氣改為煤氣，一次空氣量改為14m3/h(一次空氣過剩系數為1.3)，同時通入含量為43％的偏二甲肼廢氣4.8m3/h與甲醇裂解氣一燃燒，爐內溫度為1290℃，排放尾氣取樣分析，尾氣中偏二甲肼殘余量小于2ppm。
實施例6其它條件同實施例1，只是將甲醇裂解氣改為天然氣，排放尾氣取樣分析，尾氣中偏二甲肼殘余量小于2ppm。
權利要求
1．一種氣體燃料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，并使一次空氣過剩系數為0.8，二次風通入后總空氣過剩系數為1.05-5，焚燒爐的廢氣處理量≤200m3/m3·h，然后將氣體燃料通入并點燃，保證焚燒爐的熱負荷為160-545萬KJ/m3·h；(2)當焚燒爐內的溫度達到600℃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，與氣體燃料一同燃燒，同時根據偏二甲肼的量，適當加大一次風量，保持一次空氣系數為0.8-1.3，二次空氣系數不變，調整氣體燃料的量，使控制為焚燒爐的熱負荷為160-545萬KJ/m3·h，爐內燃燒溫度800-1500℃；(3)經過二次空氣，使未完全燃燒的氣體燃料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所述的一種氣體燃料燃燒處理偏二甲肼廢氣的方法，其特征在于所述的氣體燃料是甲醇裂解氣、煤氣、天然氣、液化氣、或氫氣。
3．一種氣體燃料燃燒處理偏二甲肼廢氣的焚燒爐，它包括爐體(5)、排氣口(7)、以及排氣口(7)上的觀火孔(6)、測溫孔(9)、燃燒器(11)，燃燒器(11)固定在爐體(5)前部，其特征在于燃燒器(11)上設有氣體燃料進口(2)、廢氣進口(1)、一次空氣進口(3)、點火孔(10)，氣體燃料進口(2)與廢氣進口(1)連通，爐體(5)中、后部設有2-6級二次空氣分布孔(12)。
全文摘要
一種氣體燃料燃燒處理偏二甲肼廢氣的方法及設備,以氣體燃料為原料,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,達到處理廢氣的目的。焚燒爐上的氣體燃料進口與廢氣進口連通,二次空氣分2－6級通入爐膛,使廢氣與燃料燃燒完全,尾氣經檢測,無殘留的偏二甲肼尾氣排放達到國家規定的排放標準。
文檔編號F23G7/06GK1304014SQ9912626
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
發明者蘇化東, 李雯, 鄭質文, 張舒清, 鄧惠平, 張玉珍 申請人:中國科學院山西煤炭化學研究所