某防暴廢舊彈藥焚燒爐煙氣凈化系統(tǒng)研究

王兆飛（武警杭州士官學(xué)校 杭州 310023）

引言

焚燒爐是銷毀廢舊防暴彈藥的主體結(jié)構(gòu)，它是把分離出來的藥劑經(jīng)過固體燃燒室和氣體燃燒室的高溫焚燒，通過熱分解和熱氧化反應(yīng)，把藥劑里的含能材料和有毒物質(zhì)徹底破壞。而爐內(nèi)的凈化系統(tǒng)是實現(xiàn)廢舊防暴彈藥無害化銷毀的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要達到最終達到無害化的目的，就需要做好系統(tǒng)的研究設(shè)計。

文中通過對某防暴廢舊彈藥煙氣凈化過程中生成物組成、含量以及其理化性質(zhì)分析，從而確定煙氣凈化系統(tǒng)的方式以及系統(tǒng)凈化運行溫度，為凈化系統(tǒng)的設(shè)計提供了理論依據(jù)。

一、煙氣凈化方式的確定

為了防止廢舊防暴彈藥在焚燒銷毀過程中煙氣造成的二次污染，去除煙氣中的有害氣體和粉塵，需要在焚燒工藝中采用合理的煙氣凈化系統(tǒng)，控制藥劑焚燒煙氣的排放。經(jīng)濟發(fā)達的國家研究和實踐表明，“低溫控制”和“高效顆粒物捕集”是煙氣凈化系統(tǒng)成功運行的關(guān)鍵因素。因此，煙氣凈化過程中，首先要將煙氣溫度控制得盡可能低（高于露點），同時采用高效除塵器進行除塵。

防暴彈藥完全焚燒后產(chǎn)生的煙氣成分基本相同，現(xiàn)以某燃燒型防暴彈藥劑完全焚燒后的煙氣成分為基本參數(shù)，來設(shè)計煙氣凈化系統(tǒng)。已知藥劑在空氣過量系數(shù)為1.8，焚燒溫度為1200℃的條件下發(fā)生反應(yīng)后的平衡產(chǎn)物如表1所示。

催淚彈藥劑焚燒后煙氣中含有酸性氣體、水蒸氣、固體氣化物等,另外，煙氣中肯定還有大量的飛灰。結(jié)合煙氣成分、實際條件以及操作可行性，將采用半干法結(jié)合布袋除塵器加活性碳濾布吸附器的煙氣凈化系統(tǒng)來凈化煙氣（如圖1-1）。

圖1-1 煙氣凈化系統(tǒng)流程圖

二、凈化系統(tǒng)運行溫度的確定

在煙氣凈化過程中，煙氣溫度過高會使氣體的黏度加大，煙氣中的粉塵和過濾系統(tǒng)對煙氣的阻力也隨之加大。雖然在煙氣凈化過程中降低煙氣溫度可以提高煙氣凈化效率，但如果溫度過低，煙氣中的水蒸氣凝結(jié)成水，煙氣中的吸濕性粉塵在吸水后會黏附、板結(jié)于過濾系統(tǒng)表面從而使過濾系統(tǒng)失去過濾功能，加大煙氣凈化的難度。所以，合理控制煙氣的溫度，既能防止有害氣體在凈化過程中再次合成，也可以提高煙氣凈化效率。在整個凈化過程中，溫度的控制主要基于兩點，一是二噁英類物質(zhì)的重新合成溫度；二是水的酸性露點。

研究已經(jīng)表明，在焚燒過程中只有焚燒溫度達到900℃以上就可能把生成的二噁英類物質(zhì)完全分解掉，但是，在煙氣溫度降至300℃～400℃時，二噁英類物質(zhì)會再次合成。所以，在煙氣經(jīng)過換熱器降溫過程中，一定要快速把溫度降至300℃以下，以減少二噁英類物質(zhì)的再次合成。

含有水分的氣體，當(dāng)溫度降至一定程度時，就會有一部分水汽凝結(jié)成水滴，這種現(xiàn)象稱為結(jié)露，此時的溫度為露點。如果氣體中含有酸性氣體，其露點便會顯著提高，這時的露點稱為酸性露點。

隨著煙氣中酸性氣體的含量升高，煙氣的露點也隨之升高，并且，也隨著煙氣中的含水量增加而升高。從催淚彈藥劑焚燒平衡產(chǎn)物中可以看出，酸性氣體的體積分?jǐn)?shù)大約為10-5數(shù)量級，含水量大約為10%,所以，煙氣的酸性露點在140℃左右。

結(jié)論

通過對煙氣凈化系統(tǒng)研究分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）采用半干法吸收塔除去煙氣中的酸性氣體，布袋除塵器將除去煙氣中的粉塵和飛灰，最后活性炭濾布吸附器將除去煙氣中的二噁英類物質(zhì)，能夠使排放到大氣中的煙氣達到廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。

（2）在煙氣凈化過程中，煙氣進入凈化系統(tǒng)的初始溫度在250℃左右，經(jīng)半干法除去酸性氣體后的煙氣溫度應(yīng)該保持在140℃以上，再進入布袋除塵器中。

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