[发明专利]爆炸废气的处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种爆炸废气的处理方法及装置，具体涉及一种爆炸实验产生废气的处理方法及装置。

背景技术

基于民用和军事工业的目的，常需要进行爆炸实验，爆炸实验后产生很多废气，其中含有各种对环境和生态有害或火灾危险物质，如：重金属气溶胶、NOx、CO、H₂、CO₂、CH₄等(其中NOx较难处理)，以往这些爆炸产物被直接排放到大气中，对环境产生危害，如重金属气溶胶中的重金属可能被植物吸收并进入人类食物循环中并积累，进而对周围人类身体健康产生伤害，NOx在大气中积累产生酸雨(雾)等，另外爆炸产物具有异味，因此，爆炸产物必须进行处理。然而爆炸废气与其他NOx废气有着非常不同的特点，现有处理NOx废气的成熟方法如碱液吸收、催化还原、等离子体技术等方法，均不能直接用于爆炸产物的处理，如碱液吸收法产生大量废碱(盐)溶液，且盐类产物可能不稳定，很容易造成二次污染或污染物转移，碱液吸收法也不能除去爆炸产物中的H₂、CO、CH₄等可燃物，尤其是碱吸收产生的大量废碱(盐)液对于进行爆炸实验研究的机构是很大的负担，不能被其接受；成熟的催化还原法是在废气中加入还原性气体如NH₃、尿素等组分，在催化剂的作用下将NOx还原为N₂，但现有的催化还原方法无法直接应用于爆炸废气的处理，因为爆炸实验采用间歇操作，每种爆炸废气的成分相差也很大，更为不利的因素是爆炸容器气体置换时有害物含量随时间变化很大，爆炸实验研究机构对废气处理时间也有严格要求，因此按初始浓度进行催化还原设计将导致设备庞大，对相关还原气设施、用电负荷要求均很高，此外爆炸产物中含有较高浓度氧气，若配比不当，催化还原过程具有爆炸危险，最后NH₃类还原剂具有强烈刺激气味，也不能被建设方所接受，因此简单模仿现有催化还原技术不适合爆炸废气的处理。其它方法如等离子体技术等耗能较高还处于研究阶段，尚未达到爆炸废气处理的实用要求。

本发明的目的就是设计一种适合于爆炸废气处理的方法及装置。

发明内容

本发明根据爆炸实验和爆炸废气的特点设计了如下处理方法，参考附图，爆炸废气处理装置包括旋风分离器、高效过滤器、分子筛干燥器、NOx吸附器、NOx还原器、燃烧器、脱臭器、循环风机、电加热器等设备，整个爆炸废气处理过程包括废气处理(吸附)过程、系统惰化过程、脱附还原过程以及废气燃烧过程：

a.废气处理过程：

爆炸废气1首先进旋风过滤器3，除去爆炸后产生的大的颗粒状物体如木屑、纸屑等；然后进高效过滤器4，除去爆炸产物气溶胶中的重金属离子；再进入分子筛脱水器5脱水(蒸气)；而后进入NOx吸附器6吸附NOx；吸附后气体进入脱臭器9脱臭；脱臭后的气体进入燃烧器13，燃烧后的气体14达到排放标准，再经排气管排至大气。本过程直接对应于爆炸容器废气处理，能够适应爆炸废气处理过程中的大流量、有害物质NOx浓度不断变化的特点。

b.系统惰化过程

爆炸废气处理完毕后，切断废气处理装置进气1，向系统中充氮气2，使系统中氧气含量小于2％；

c.脱附、还原过程：

打开循环风机11，在循环风机11、气体电加热器7、NOx还原器8、NOx吸附器6间建立气体循环；向系统中充入还原气体10(含量小于5％)；打开气体电加热器7，循环气体逐步升温，循环气体温度最终控制在500°C以下。在此过程中NOx被脱附并还原为N₂。

持续运行一段时间后，NOx含量达到排放标准要求。

d.还原气体燃烧过程

缓慢打开排气阀，同时打开燃烧器，循环气体开始泄压并进入燃烧器13，使还原气体燃烧，燃烧后的气体14达到排放标准，再经排气管排至大气。

附图说明：

附图为本发明的工艺流程示意图。图中：

1.爆炸废气      2.氮气             3.旋风分离器 4.高效过滤器     5.分子筛干燥器

6.NOx吸附器     7.电加热器         8.NOx还原器  9.活性炭脱臭器   10.还原气

11.循环风机     12.还原气(燃烧用)  13.燃烧器    14.排空

本发明的特点为：