某防暴廢舊彈藥焚燒爐煙氣凈化系統研究

王兆飛（武警杭州士官學校 杭州 310023）

引言

焚燒爐是銷毀廢舊防暴彈藥的主體結構，它是把分離出來的藥劑經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，把藥劑里的含能材料和有毒物質徹底破壞。而爐內的凈化系統是實現廢舊防暴彈藥無害化銷毀的關鍵環節，要達到最終達到無害化的目的，就需要做好系統的研究設計。

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分析，從而確定煙氣凈化系統的方式以及系統凈化運行溫度，為凈化系統的設計提供了理論依據。

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，控制藥劑焚燒煙氣的排放。經濟發達的國家研究和實踐表明，“低溫控制”和“高效顆粒物捕集”是煙氣凈化系統成功運行的關鍵因素。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生的煙氣成分基本相同，現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，來設計煙氣凈化系統。已知藥劑在空氣過量系數為1.8，焚燒溫度為1200℃的條件下發生反應后的平衡產物如表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。結合煙氣成分、實際條件以及操作可行性，將采用半干法結合布袋除塵器加活性碳濾布吸附器的煙氣凈化系統來凈化煙氣（如圖1-1）。

圖1-1 煙氣凈化系統流程圖

二、凈化系統運行溫度的確定

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成水，煙氣中的吸濕性粉塵在吸水后會黏附、板結于過濾系統表面從而使過濾系統失去過濾功能，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，一是二噁英類物質的重新合成溫度；二是水的酸性露點。

研究已經表明，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完全分解掉，但是，在煙氣溫度降至300℃～400℃時，二噁英類物質會再次合成。所以，在煙氣經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的再次合成。

含有水分的氣體，當溫度降至一定程度時，就會有一部分水汽凝結成水滴，這種現象稱為結露，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物中可以看出，酸性氣體的體積分數大約為10-5數量級，含水量大約為10%,所以，煙氣的酸性露點在140℃左右。

結論

通過對煙氣凈化系統研究分析，可以得出以下結論：

（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，能夠使排放到大氣中的煙氣達到廢氣排放標準。

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

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