車載推進劑廢氣處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢氣處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種機動性強的車載廢氣處理裝置，適用于在部隊新型武器和地面設(shè)備以及航天、航空等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]液體導(dǎo)彈推進劑不僅廣泛應(yīng)用于航天領(lǐng)域，亦作為部隊裝備的應(yīng)急動力系統(tǒng)中使用的燃料。其具有比沖大，能量高等優(yōu)點，但同時又有易燃、易爆及有毒等缺點。液體導(dǎo)彈推進劑在轉(zhuǎn)注、加注過程中產(chǎn)生大量的廢氣，廢氣濃度高、毒性大，不但危害人體健康、污染環(huán)境，而且所形成的濃煙容易暴露軍事目標。因此對使用該燃料的系統(tǒng)，必須可靠、高效、即時地對其產(chǎn)生的廢氣進行處理。
[0003]現(xiàn)有的廢氣處理裝置均為固定安裝、單一地點使用的，機動性較差，但部隊有許多保障任務(wù)是在外場進行的，需要有機動性強的廢氣處理設(shè)備配合外場作業(yè)，不能即時、高效地處理應(yīng)急系統(tǒng)產(chǎn)生的推進劑廢氣，并且不能適應(yīng)外場較惡劣環(huán)境中的機動性能。
[0004]本發(fā)明提供一種車載式推進劑廢氣處理裝置，使其具有較強的機動性，能夠滿足在部隊新型武器和地面設(shè)備以及航天、航空等領(lǐng)域外場作業(yè)的實際應(yīng)用需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供車載推進劑廢氣處理裝置，通過車廂內(nèi)置的噴淋塔，采用噴淋吸收法去除廢氣中的有害成分，將其無害化處理并排入大氣，能夠即時、高效地處理應(yīng)急系統(tǒng)產(chǎn)生的推進劑廢氣，具有機動性強、吸收效率高、模塊化、小型化等優(yōu)點，可適應(yīng)外場較惡劣環(huán)境中的機動性能，且提高其處理能力與使用中的安全性與可靠性。從而防止對操作人員造成健康損害，且廢氣對周邊環(huán)境造成污染。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]車載推進劑廢氣處理裝置，包括車廂和設(shè)置在車廂內(nèi)部的儲液箱、水栗、至少兩個噴淋塔、氣液分離器、風(fēng)機、液路管路和氣路管路，所述液路管路上設(shè)有水栗，儲液箱通過液路管路與噴淋塔頂部的進液口相連接，所述氣路管路包括進氣管、排氣管和連接管，所述噴淋塔、氣液分離器和風(fēng)機通過連接管依次串聯(lián)連接，進氣管的一端位于車廂外部，進氣管的另一端與噴淋塔氣體入口相連，排氣管的一端與風(fēng)機相連，排氣管的另一端位于車廂外部。
[0008]風(fēng)機是為了將廢氣吸入廢氣處理裝置中提供必要的吸力；氣液分離器可將氣路管路中殘余的少許吸收液經(jīng)旋風(fēng)分離原理進行分離，并將其回流入儲液箱，以節(jié)約吸收液的使用；水栗用于提供吸收液進入噴淋塔時的壓頭，使其可在塔內(nèi)液體分布器的作用下均勻噴出，增強廢氣處理效率。在噴淋塔內(nèi)，推進劑廢氣與吸收液逆向流動，兩者在噴淋塔內(nèi)填料作用下，產(chǎn)生極大的氣液接觸面積，從而將氣體中的有害成分吸收，達到凈化廢氣的目的。車載推進劑廢氣處理裝置內(nèi)由至少兩個噴淋塔串聯(lián)連接，在滿足廢氣處理量的基礎(chǔ)上增加了廢氣處理效率，且縮小了車載推進劑廢氣處理裝置總體積。
[0009]所述車載推進劑廢氣處理裝置還包括發(fā)電機，所述發(fā)電機設(shè)置在車廂內(nèi)部與風(fēng)機、氣液分離器和水栗的電源電相連。
[0010]為擴展本裝置的適用場所，該裝置還配備一套獨立供電系統(tǒng)，使用裝置內(nèi)的發(fā)電機以及供電自動切換系統(tǒng)，可使裝置在無接入電的外場或接入電不符合設(shè)備運行要求的情況下由發(fā)電機的電控裝置自動進行切換，使廢氣處理工作不被影響，能夠按照預(yù)期執(zhí)行。[0011 ] 所述進氣管為波紋管，所述車廂內(nèi)設(shè)有用于存放波紋管的波紋管支架。
[0012]為方便進氣管與廢氣發(fā)生裝置相連接。本發(fā)明車載推進劑廢氣處理裝置將進氣管設(shè)置為長度可以任意調(diào)整的波紋管，使整個車載推進劑廢氣處理裝置應(yīng)用時更加的靈活方便。
[0013]所述噴淋塔下端設(shè)置在儲液箱內(nèi)部并與儲液箱相連通。
[0014]為考慮整體設(shè)備過路、過橋所帶來的最大尺寸限制，節(jié)省車廂內(nèi)部空間，使車載推進劑廢氣處理裝置小型化、輕量化，本發(fā)明車載推進劑廢氣處理裝置直接將噴淋塔下端設(shè)置在儲液箱內(nèi)部，降低了噴淋塔的高度，噴淋塔與儲液箱以共體的方式連接而非分體形式的管道連接。采用噴淋塔與儲液箱一體化設(shè)計，比采用管路連接更加充分地利用了高度空間，并且充分挖掘設(shè)備各部件重量的利用率，在確保填料量、吸收液量的基礎(chǔ)上成功實現(xiàn)輕量化設(shè)計，比采用常規(guī)的管路連接方式減重I噸多。
[0015]所述水栗、發(fā)電機和波紋管支架設(shè)置在儲液箱的一端，所述氣液分離器和風(fēng)機設(shè)置在儲液箱的另一端。水栗、發(fā)電機、波紋管支架、氣液分離器和風(fēng)機分別固定安裝在車廂的底壁上。
[0016]所述儲液箱側(cè)壁下端設(shè)有吸收液出口，儲液箱頂壁上設(shè)有吸收液注液口，吸收液出口連接有排液閥。
[0017]吸收液需要更換時，打開排液閥，吸收液從吸收液出口排出。關(guān)閉排液閥，將新的吸收液從注液口加入到儲液箱中。
[0018]所述液路管路上還設(shè)有閥門和壓力表。
[0019]所述液路管路上設(shè)有兩個閥門，兩個閥門分別設(shè)置在水栗兩端的液路管路上。
[0020]所述液路管路上還設(shè)有逆止閥，所述逆止閥設(shè)置在閥門與水栗之間的液路管路上。
[0021]所述噴淋塔側(cè)壁底部與儲液箱底壁相連接，噴淋塔下端的側(cè)壁上設(shè)有與儲液箱相連通的排液孔。
[0022]本發(fā)明使用Aspen Plus化工流程分析軟件對吸收塔氣液傳質(zhì)情況建立模型，通過系統(tǒng)的傳質(zhì)系數(shù)、物料平衡及熱量平衡等衡算，計算出適宜此裝置工況的氣、液處理參數(shù)，并在滿足總處理要求的前提下進行優(yōu)化，以符合整體裝置小型化的要求。優(yōu)選本發(fā)明車載推進劑廢氣處理裝置噴淋塔塔高1.5-2.5m，噴淋塔直徑0.5-0.8m ;更優(yōu)選噴淋塔塔高2m，噴淋塔塔直徑0.6m。
[0023]本發(fā)明還使用了 Fluent流場分析軟件對噴淋塔內(nèi)部與氣路管路、氣液分離器的流場進行了模擬，最終確定本發(fā)明氣路管路的直徑為噴淋塔直徑的15% -20%，優(yōu)選氣路管路直徑為噴淋塔直徑的16%。采用較粗的氣路管路，可減小管路內(nèi)流阻，減小風(fēng)機輸氣壓力，節(jié)約能源。
[0024]噴淋塔頂部設(shè)置有液體分布器，液體分布器與進液口相連，所述液體分布器包括進液總管和分布支管，進液總管垂直于噴淋塔并過噴淋塔的圓心設(shè)置，進液總管的一端與進液口相連，進液總管的另一端與噴淋塔內(nèi)側(cè)壁相連接，進液總管上垂直且間隔均布設(shè)有多根分布支管，分布支管垂直于噴淋塔設(shè)置，分布支管與進液總管相連通，每根分布支管上均布設(shè)有出液孔。
[0025]本發(fā)明液體分布器能夠把吸收液均勻的分布于填料層的頂部，通過分布支管使吸收液在同一高度上進行均勻的初始分布，并且平衡了吸收液的噴出壓力，使吸收液在不同位置的流速相同，提高了噴淋塔內(nèi)填料的傳質(zhì)效率。
[0026]所述分布支管兩端與噴淋塔內(nèi)側(cè)壁之間的距離相等。
[0027]所述分布支管兩端與噴淋塔內(nèi)側(cè)壁之間的距離為噴淋塔直徑的1/5-1/4。
[0028]分布支管兩端與噴淋塔內(nèi)側(cè)壁之間距離太近，就會導(dǎo)致一部分吸收液噴淋到噴淋塔內(nèi)側(cè)壁上，沿噴淋塔內(nèi)側(cè)壁向下流入儲液箱，與廢氣不能發(fā)生充分接觸，造成能源浪費，影響廢氣的吸收效果。分布支管兩端與噴淋塔內(nèi)側(cè)壁之間距離太遠則影響吸收液的均勻分布，使部分廢氣不經(jīng)過吸收液的吸收沿側(cè)壁直接向上通過噴淋塔。分布支管兩端與噴淋塔內(nèi)側(cè)壁之間的距離為噴淋塔直徑的1/5-1/4既能夠防止壁流現(xiàn)象又能夠盡可能的提高噴淋塔內(nèi)吸收液的噴淋分布效果。
[0029]所述噴淋塔中部內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有再分布器，所述再分布器呈環(huán)形，再分布器的外圓與噴淋塔內(nèi)側(cè)壁相連接，再分布器的內(nèi)圓向噴淋塔側(cè)壁下方傾斜，再分布器內(nèi)圓與外圓之間的距離等于分布支管兩端與噴淋塔內(nèi)側(cè)壁之間的距離。
[0030]沿噴淋塔內(nèi)側(cè)壁流下的吸收液經(jīng)再分布器阻攔后向噴淋塔中心聚集并重新分布。同時，向上流動的廢氣經(jīng)再分布器阻擋后也向噴淋塔中心聚集。吸收液與廢氣充分接觸，提高噴淋塔的吸收效率。
[0031]所述再分布器向噴淋塔側(cè)壁傾斜的角度為30-60°。
[0032]所述再分布器的內(nèi)圓上間隔均布設(shè)有多個弧形缺口，所述弧形缺口的半徑為再分布器內(nèi)圓半徑的1/4-1/2。
[0033]由于再分布器內(nèi)圓向噴淋塔側(cè)壁下方傾斜，弧形缺口能夠使再分布器的邊緣與噴淋塔內(nèi)壁之間的距離不等，沿噴淋塔內(nèi)壁流下的吸收液經(jīng)過再分布器阻擋后，沿再分布器的邊緣落下，吸收液經(jīng)過再分布器時分布更加均勻。
[0034]所述噴淋塔內(nèi)部設(shè)有氣體分布管，氣體分布管的一端與噴淋塔氣體入口相連，所述氣體分布管的另一端伸入噴淋塔內(nèi)部，所述氣體分布管下側(cè)設(shè)有氣體分布孔，從氣體分布管的一端到另一端，相鄰的兩個氣體分布孔之間的距離逐漸減小。
[0035]所述氣體分布管為直管，所述氣體分布管與噴淋塔側(cè)壁之間的夾角為105-135°。
[0036]這樣可以噴淋塔內(nèi)廢氣的壓力分布比較均勻，防止氣體流速不一致影響廢氣的吸收效果。氣體分布管與噴