某防暴废旧弹药焚烧炉烟气净化系统研究

王兆飞（武警杭州士官学校 杭州 310023）

引言

焚烧炉是销毁废旧防暴弹药的主体结构，它是把分离出来的药剂经过固体燃烧室和气体燃烧室的高温焚烧，通过热分解和热氧化反应，把药剂里的含能材料和有毒物质彻底破坏。而炉内的净化系统是实现废旧防暴弹药无害化销毁的关键环节，要达到最终达到无害化的目的，就需要做好系统的研究设计。

文中通过对某防暴废旧弹药烟气净化过程中生成物组成、含量以及其理化性质分析，从而确定烟气净化系统的方式以及系统净化运行温度，为净化系统的设计提供了理论依据。

一、烟气净化方式的确定

为了防止废旧防暴弹药在焚烧销毁过程中烟气造成的二次污染，去除烟气中的有害气体和粉尘，需要在焚烧工艺中采用合理的烟气净化系统，控制药剂焚烧烟气的排放。经济发达的国家研究和实践表明，“低温控制”和“高效颗粒物捕集”是烟气净化系统成功运行的关键因素。因此，烟气净化过程中，首先要将烟气温度控制得尽可能低（高于露点），同时采用高效除尘器进行除尘。

防暴弹药完全焚烧后产生的烟气成分基本相同，现以某燃烧型防暴弹药剂完全焚烧后的烟气成分为基本参数，来设计烟气净化系统。已知药剂在空气过量系数为1.8，焚烧温度为1200℃的条件下发生反应后的平衡产物如表1所示。

催泪弹药剂焚烧后烟气中含有酸性气体、水蒸气、固体气化物等,另外，烟气中肯定还有大量的飞灰。结合烟气成分、实际条件以及操作可行性，将采用半干法结合布袋除尘器加活性碳滤布吸附器的烟气净化系统来净化烟气（如图1-1）。

图1-1 烟气净化系统流程图

二、净化系统运行温度的确定

在烟气净化过程中，烟气温度过高会使气体的黏度加大，烟气中的粉尘和过滤系统对烟气的阻力也随之加大。虽然在烟气净化过程中降低烟气温度可以提高烟气净化效率，但如果温度过低，烟气中的水蒸气凝结成水，烟气中的吸湿性粉尘在吸水后会黏附、板结于过滤系统表面从而使过滤系统失去过滤功能，加大烟气净化的难度。所以，合理控制烟气的温度，既能防止有害气体在净化过程中再次合成，也可以提高烟气净化效率。在整个净化过程中，温度的控制主要基于两点，一是二噁英类物质的重新合成温度；二是水的酸性露点。

研究已经表明，在焚烧过程中只有焚烧温度达到900℃以上就可能把生成的二噁英类物质完全分解掉，但是，在烟气温度降至300℃～400℃时，二噁英类物质会再次合成。所以，在烟气经过换热器降温过程中，一定要快速把温度降至300℃以下，以减少二噁英类物质的再次合成。

含有水分的气体，当温度降至一定程度时，就会有一部分水汽凝结成水滴，这种现象称为结露，此时的温度为露点。如果气体中含有酸性气体，其露点便会显著提高，这时的露点称为酸性露点。

随着烟气中酸性气体的含量升高，烟气的露点也随之升高，并且，也随着烟气中的含水量增加而升高。从催泪弹药剂焚烧平衡产物中可以看出，酸性气体的体积分数大约为10-5数量级，含水量大约为10%,所以，烟气的酸性露点在140℃左右。

结论

通过对烟气净化系统研究分析，可以得出以下结论：

（1）采用半干法吸收塔除去烟气中的酸性气体，布袋除尘器将除去烟气中的粉尘和飞灰，最后活性炭滤布吸附器将除去烟气中的二噁英类物质，能够使排放到大气中的烟气达到废气排放标准。

（2）在烟气净化过程中，烟气进入净化系统的初始温度在250℃左右，经半干法除去酸性气体后的烟气温度应该保持在140℃以上，再进入布袋除尘器中。

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