CN107855090A - 一种用于tnt去能碱水解的立式管式反应器 - Google Patents

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Abstract

一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器，包括保温管，保温管内通过固定支架连接有盘形碱水解反应管，盘形碱水解反应管盘旋在保温管内，盘旋轴与保温管同轴设置；盘形碱水解反应管上嵌套有碱液喷射管，碱液喷射管与盘形碱水解反应管同轴设置，碱液喷射管上开用若干微孔；保温管为立式设置，保温介质采用保温水，保温水从保温管的底部进水口进，然后从顶部出水口出；盘形碱水解反应管为TNT碱水解反应区，TNT从盘形碱水解反应管的顶部进料口进，碱液从碱液喷射管中喷出，经过反应从盘形碱水解反应管底部的出料口出料，保温水的流动方向和盘形碱水解反应管内的反应液流动方向相反；本发明提高报废火***的处理效率，同时提高了安全性。

Description

一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器
技术领域
本发明涉及***TNT技术领域，具体涉及一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器。
背景技术
目前，军事上主要使用的高能***有TNT、DNT(二硝基甲苯)、黑索金 (RDX)、奥克托今(HMX)和硝化纤维素(NC)等，其中以TNT使用最多。对于大批量的军用报废火***的处理，国内外主要采用露天焚烧法、物理方法、化学方法和生物降解法等。露天焚烧法虽然操作简单、处理费用低，但焚烧时产生的大量高浓污染废气以及固态燃烧残渣，会随着空气流、雨水或水土流失侵害人类和生态环境。因此，美国到70年代中期就开始逐渐废止露天焚烧法。而利用一些物理手段(例如机械粉碎、机械压延和溶剂萃取等)，虽然能使报废火***的不安全性降低，回收一些原材料或成品，但消耗大量的溶剂或者需要的能量较大，且粉碎和压延的过程存在一定的危险性。而生物堆肥法被认为是无害化、资源化的处理方法，但TNT中主要含有的是苯系物，苯系物一般对生物体都具有毒性，不适合用生物堆肥的方法进行处理。
近几年，对于报废火***研究最多的化学方法是碱水解法，在一定温度下用羟基取代苯环上的硝基从而达到去能的目的，而取代下来的硝基可以做氮肥。此外，控制不同的反应温度和反应时间可以产生一硝基甲苯和二硝基甲苯等化工原料。报废火***碱水解研究最多的反应容器是采用反应釜。由于TNT是高能化合物，在碱水解过程中会放出大量的热，所以在碱水解过程中会出现温度突然急速升高的情况，严重威胁到操作人员的安全。且反应釜为序批式反应器，处理效率比较低。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器，提高报废火***的处理效率；同时提高了安全性。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器，包括保温管1，保温管1 内通过固定支架4连接有盘形碱水解反应管2，盘形碱水解反应管2盘旋在保温管1内，盘旋轴与保温管1同轴设置；盘形碱水解反应管2上嵌套有碱液喷射管3，碱液喷射管3与盘形碱水解反应管2同轴设置，碱液喷射管3 上开用若干微孔31。
所述的保温管1为立式设置，保温介质采用保温水，保温水从保温管1 的底部进水口12进，然后从顶部出水口11出。
所述的保温管1采用内径为1200mm的钢管，高为2.0m。
所述的盘形碱水解反应管2在保温管1的盘旋方法为：先从保温管1上端盘旋至底部，盘旋直径为1000mm，螺距为110mm，高为1726mm，然后从底部垂直升到上端再从上端盘旋至底部，盘旋直径为700mm，螺距为 110mm，高为1726mm。
所述的盘形碱水解反应管2为TNT碱水解反应区，TNT从盘形碱水解反应管2的顶部进料口21进，碱液从碱液喷射管3中喷出，经过反应从盘形碱水解反应管2底部的出料口22出料，保温水的流动方向和盘形碱水解反应管2内的反应液流动方向相反。
所述的盘形碱水解反应管2采用内径为70mm的钢管。
所述的碱液喷射管3采用内径为10mm的钢管。
所述的微孔31直径为2mm，微孔31在碱液喷射管3上的开孔率为30％。
所述的固定支架4为三角架。
一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器的运行方法，包括以下步骤：
先给保温管1内通入70±1℃保温水，保温水的流速为35.2m3/h，然后将TNT以69.5kg/h的速率加入到盘形碱水解反应管2内，第一次加TNT的时候，将TNT和质量浓度为10％的KOH溶液一起加入到盘形碱水解反应管 2内，KOH溶液的流速为0.590m3/h，待盘形碱水解反应管2充满KOH溶液后再从碱液喷射管3中加KOH溶液。
与现有的技术相比，本发明的有益效果为：
1.实现了TNT去能碱水解反应的连续运行，增加了处理效率。
2.增加了碱液喷射管3，有效的解决了在管式反应器中TNT去能碱水解堵塞管道的问题；同时，还可以起到搅拌左右，加快反应速率，强化换热效果；此外，碱液喷射管3还可以用于管式反应器的反冲洗。
3.使用盘形碱水解反应管2可以增加换热面积，使得TNT去能碱水解过程中产生的热量更好的被保温水吸收带走，降低了碱水解反应过程中反应器温度突然急速升高的可能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A部分的放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1和图2所示，一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器，包括保温管1，保温管1内通过固定支架4连接有盘形碱水解反应管2，盘形碱水解反应管2盘旋在保温管1内，盘旋轴与保温管1同轴设置；盘形碱水解反应管2上嵌套有碱液喷射管3，碱液喷射管3与盘形碱水解反应管2同轴设置，碱液喷射管3上开用若干微孔31，碱液喷射管3不仅为TNT碱水解反应提供碱液，还可以对反应液起到搅拌作用，解决了TNT在盘形碱水解反应管2中反应引起的堵塞现象；此外，碱液喷射管3还可以作为反冲洗管用。
所述的保温管1为立式设置，保温介质采用保温水，保温水从保温管1 的底部进水口12进，然后从顶部出水口11出，保温水不仅为TNT碱水解反应提供所需的热量，还可以吸收TNT碱水解反应释放出的热量并带出反应器，保持碱水解反应的稳定进行。
所述的保温管1采用内径为1200mm的钢管，高为2.0m。
所述的盘形碱水解反应管2在保温管1的盘旋方法为：先从保温管1上端盘旋至底部，盘旋直径为1000mm，螺距为110mm，高为1726mm，然后从底部垂直升到上端再从上端盘旋至底部，盘旋直径为700mm，螺距为 110mm，高为1726mm。
所述的盘形碱水解反应管2为TNT碱水解反应区，TNT从盘形碱水解反应管2的顶部进料口21进，碱液从碱液喷射管3中喷出，经过反应从盘形碱水解反应管2底部的出料口22出料，保温水的流动方向和盘形碱水解反应管2内的反应液流动方向相反。
所述的盘形碱水解反应管2采用内径为70mm的钢管。
所述的碱液喷射管3采用内径为10mm的钢管。
所述的微孔31直径为2mm，微孔31在碱液喷射管3上的开孔率为30％。
所述的固定支架4为三角架，将盘形碱水解反应管2固定在保温管1上，对其起到固定作用。
一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器的运行方法，包括以下步骤：
先给保温管1内通入70±1℃保温水，保温水的流速为35.2m3/h，然后将TNT以69.5kg/h的速率加入到盘形碱水解反应管2内，由于TNT为片状颗粒，为了便于TNT在反应管内流动，第一次加TNT的时候，将TNT和质量浓度为10％的KOH溶液一起加入到盘形碱水解反应管2内，KOH溶液的流速为0.590m3/h，待盘形碱水解反应管2充满KOH溶液后再从碱液喷射管 3中加KOH溶液。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形与改进，均落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器，包括保温管(1)，其特征在于：保温管(1)内通过固定支架(4)连接有盘形碱水解反应管(2)，盘形碱水解反应管(2)盘旋在保温管(1)内，盘旋轴与保温管(1)同轴设置；盘形碱水解反应管(2)上嵌套有碱液喷射管(3)，碱液喷射管(3)与盘形碱水解反应管(2)同轴设置，碱液喷射管(3)上开用若干微孔(31)。
2.根据权利要求1所述的一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器，其特征在于：所述的保温管(1)为立式设置，保温介质采用保温水，保温水从保温管(1)的底部进水口(12)进，然后从顶部出水口(11)出。
3.根据权利要求1所述的一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器，其特征在于：所述的保温管(1)采用内径为1200mm的钢管，高为2.0m。
4.根据权利要求1所述的一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器，其特征在于：所述的盘形碱水解反应管(2)在保温管(1)的盘旋方法为：先从保温管(1)上端盘旋至底部，盘旋直径为1000mm，螺距为110mm，高为1726mm，然后从底部垂直升到上端再从上端盘旋至底部，盘旋直径为700mm，螺距为110mm，高为1726mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器，其特征在于：所述的盘形碱水解反应管(2)为TNT碱水解反应区，TNT从盘形碱水解反应管(2)的顶部进料口(21)进，碱液从碱液喷射管(3)中喷出，经过反应从盘形碱水解反应管(2)底部的出料口(22)出料，保温水的流动方向和盘形碱水解反应管(2)内的反应液流动方向相反。
6.根据权利要求1所述的一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器，其特征在于：所述的盘形碱水解反应管(2)采用内径为70mm的钢管。
7.根据权利要求1所述的一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器，其特征在于：所述的碱液喷射管(3)采用内径为10mm的钢管。
8.根据权利要求1所述的一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器，其特征在于：所述的微孔(31)直径为2mm，微孔(31)在碱液喷射管(3)上的开孔率为30％。
9.根据权利要求1所述的一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器，其特征在于：所述的固定支架(4)为三角架。
10.根据权利要求1所述的一种用于TNT去能碱水解的立式管式反应器的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
先给保温管(1)内通入70±1℃保温水，保温水的流速为35.2m3/h，然后将TNT以69.5kg/h的速率加入到盘形碱水解反应管(2)内，第一次加TNT的时候，将TNT和质量浓度为10％的KOH溶液一起加入到盘形碱水解反应管(2)内，KOH溶液的流速为0.590m3/h，待盘形碱水解反应管(2)充满KOH溶液后再从碱液喷射管(3)中加KOH溶液。
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