CN107876548A - 一种车载一体化报废弹药去能资源化处置*** - Google Patents
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Abstract
一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***，包括安装在军用重型卡车上的报废弹药处理***，报废弹药处理***包括切割机，切割机通过传送带和粉碎机进料口连接，粉碎机出料口和套管式碱水解反应器第一进料口连接，套管式碱水解反应器第二进料口和碱液罐出料口连接，套管式碱水解反应器出料口和搅拌调节罐第一进料口连接，搅拌调节罐第二进料口和酸液罐出料口连接，搅拌调节罐出料口为肥料出口；切割机、粉碎机设置水冷装置，套管式碱水解反应器设置保温套管，本发明实现了报废弹药的就近处理、资源化利用，提高了安全性，同时简化了原有的处理工艺，降低了处理成本。
Description
技术领域
本发明涉及报废弹药处置技术领域，具体涉及一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***。
背景技术
报废弹药中使用的含能材料主要有发射药、***、推进剂等种类,装有弹药的武器导弹都有一定的使用寿命，到了寿命的武器弹药，其贮存、使用的安全性和可靠性都有可能发生巨变。此外，随着新式武器的出现，旧式武器弹药被淘汰退役。报废弹药就是这些过期及退役的废弃武器弹药中的一部分。与生活及工业废弃物不同，报废弹药由于其固有的不安定性和不安全性，若不经处理或处理不当将会严重危及人的生命和污染环境。
目前，一般的军事大国每年约有数十万吨的报废弹药积累下来，军事上主要使用的报废弹药包括单基药、双基药、三基药等。对于报废弹药的处理，各军事大国早在50年代就开始了多方面的探索研究，早期采用的处理方法有公海倾倒和深土掩埋法，这两种方法会污染到自然环境，且不能完全达到消除隐患的目的。第三种传统处理报废弹药的方法是露天焚烧法，这种方法虽然操作简单、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。
在环境保护法规的要求下，传统的处理方法逐渐被废止，由环境污染较少的方法取代。随着国家对资源回收利用的重视，各国对报废弹药的研究不仅仅立足于保护环境，还把报废***作为一种可利用的资源加以回收。目前，报废弹药的处理方法可分为焚烧方法、物理方法和化学方法。其中，焚烧方法与露天焚烧的区别是，此方法是将报废发射药或***投入焚烧炉中销毁，此方法的缺点是投资较大，且设备维修费和能耗费也较大。物理方法是通过一些物理手段(如机械粉碎、机械压延、溶剂萃取等)，使报废弹药的不安全性降低，并从中回收一些原材料或成品，但需要消耗大量的溶剂或能量。化学方法是利用一定的反应条件，使报废弹药发生一定的化学反应，变成安定性较小或者无危害的产物，从而消除废旧弹药的不安全隐患。
在化学处理法中，对报废弹药进行去能碱水解处理，在一定温度下用羟基取代报废弹药上的硝基或亚硝基，从而达到去能的目的，且反应过程中生成的硝酸钾或亚硝酸钾可做氮肥和钾肥用于农业生产。目前，是建设固定处理厂对报废弹药进行处理。以对报废弹药去能碱水解处理为例，不仅需要把报废弹药运输到处理厂，增加了运输过程中的危险性。若想把碱水解产物用作肥料，还需要对报废弹药去能碱水解后的反应液进行蒸发浓缩，然后再喷浆造粒，这样无疑增加了处理***的复杂性，增加了投资成本和处理成本。
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车载式一体化报废弹药去能资源化处置***，实现报废弹药的就地处理、资源化利用，同时提高了安全性、降低了处理成本。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***，包括安装在军用重型卡车17上的报废弹药处理***，报废弹药处理***包括切割机1，切割机1出料口通过传送带21和粉碎机2进料口201连接，粉碎机2出料口205通过报废弹药进料泵5和套管式碱水解反应器8第一进料口连接，套管式碱水解反应器8第二进料口通过碱液进料泵7和碱液罐6出料口连接，套管式碱水解反应器8出料口通过出料泵9和搅拌调节罐14第一进料口连接，搅拌调节罐14第二进料口通过酸液泵16和酸液罐15出料口连接，搅拌调节罐14出料口为肥料出口；
所述的切割机1、粉碎机2设置水冷装置，切割机水冷装置水入口103和粉碎机水冷装置水入口203通过冷水泵4和冷水池3出水口连通，切割机1水冷装置的水经集水槽101收集，通过冷水出口105和冷水池3回水口连通；
所述的套管式碱水解反应器8设置保温套管，保温套管进水口通过保温水循环泵11和保温水罐10出水口连通，保温套管出水口通过换热器12和制冷机13入水口连通，制冷机13出水口和保温水罐10进水口连通，制冷机13制冷剂出口和换热器12制冷剂入口连通，换热器12制冷剂出口和制冷机13制冷剂入口连通，制冷机13中的制冷剂通过换热器12将报废弹药碱水解反应过程中释放的热量通过换热的方式去除。
所述的切割机1包括切割腔的操作台104，报废弹药在操作台104上通过由发动机106带动快速旋转的刀片102，被切割成长度小于20mm的颗粒，切割机水冷装置水入口103的冷水和刀片102配合。
所述的粉碎机2包括进料口201，切割后的报废弹药从进料口201进入到粉碎机2内部的粉碎腔，粉碎机水冷装置水入口203和粉碎腔连接，报废弹药在粉碎腔经过击锤204击打，经筛网202过滤后从出料口205出料，粉碎后报废弹药为固液混合物。
所述的碱液罐6碱液罐6设置第一搅拌装置61，在碱液罐6中搅拌质量浓度为10％的KOH溶液。
所述的保温水罐10内设置控温装置和加热装置，对保温水罐10中的保温水进行可控加热，当温度加热到80℃时，加热停止，低于80℃时开始加热，控制精度为±1℃。
所述的换热器12采用列管式换热器。
所述的制冷机13采用功率为44.5kW，标准制冷量为156.6kW的小型工业制冷机。
所述的搅拌调节罐14配有第二搅拌装置141。
所述的酸液罐15采用PE化工储罐。
一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***运行方法，包括以下步骤：
第一步，当需要处理的报废弹药是双铅、改黑铜、双带的棒状或条状时，棒状或条状报废弹药经过切割机1，被切割机1切割成长度小于20mm的颗粒，再经过传送带21传送到粉碎机2，经过粉碎机2将切割后的报废弹药粉碎到40目以上；
当需要处理的报废弹药是硝化纤维、双醋、双粒的小颗粒时，直接经过传送带21传送到粉碎机2，经过粉碎机2将切割后的报废弹药粉碎到40目以上；
在切割和粉碎过程中，从冷水池3中通过冷水泵4往切割机1和粉碎机2中送入冷却水，使得在切割和粉碎过程中保证温度低于40℃；
第二步，将粉碎后的报废弹药经过报废弹药进料泵5以500kg/h的速率送入到套管式碱水解反应器8中，与此同时碱液罐6中的质量浓度为10％的KOH溶液通过碱液泵7以4.2m3/h的速率送入到套管式碱水解反应器8中，在套管式碱水解反应器8中反应50min后，从套管式碱水解反应器8的出料口出料；
将保温水罐10中保温水加热到80±1℃，将保温水罐10中的保温水通过保温水循环泵11以252m3/h的速率送入套管式碱水解反应器8中的保温夹套中，保温夹套保温水出水进入换热器12，与此同时，制冷机13中的制冷剂通过换热器12将报废弹药碱水解反应过程中释放的热量通过换热的方式去除，换热后的保温水进入到保温罐10中；
第三步，套管式碱水解反应器8的反应液出料经过出料泵9以3100kg/h的速率送入搅拌调节罐14中，与此同时，碱液罐15中质量浓度85％的磷酸通过酸液泵16以0.02m3/h的速率送入到搅拌调节罐14中，将搅拌调节罐14内料液的pH调节到6.8-7.3，然后将搅拌调节罐14的出料作为肥料就近喷洒到附近的农田中。
与现有的技术相比，本发明的有益效果为：
1.实现了报废弹药的就近处理、资源化利用，减少了报废弹药在运输过程中的危险性。
2.报废弹药碱水解反应后的反应液经过调节pH后，直接作为肥料喷洒到农田中，减少了蒸发浓缩和喷浆造粒的过程，简化了处理工艺，降低了处理成本。
3.报废弹药碱水解反应采用的反应器是套管式碱水解反应器8，实现了报废弹药碱水解处理的连续性和高效性。
4.套管式碱水解反应器8内的保温水出来后经过换热器12，利用制冷机13迅速将因碱水解反应放热而温度升高的保温水的温度降低，保证了套管式碱水解反应器8的正常运行。
5.在套管式碱水解反应器8前设置了切割机1和粉碎机2，增加了套管式碱水解反应器8的适用范围。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明的去掉车厢左侧壁的结构示意图。
图3为切割机1的结构示意图。
图4为粉碎机2的结构示意图。
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，一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***，包括安装在军用重型卡车17上的报废弹药处理***，报废弹药处理***包括切割机1，切割机1出料口通过传送带21和粉碎机2进料口201连接，粉碎机2出料口205通过报废弹药进料泵5和套管式碱水解反应器8第一进料口连接，套管式碱水解反应器8第二进料口通过碱液进料泵7和碱液罐6出料口连接，套管式碱水解反应器8出料口通过出料泵9和搅拌调节罐14第一进料口连接，搅拌调节罐14第二进料口通过酸液泵16和酸液罐15出料口连接，搅拌调节罐14出料口为肥料出口；
所述的切割机1、粉碎机2设置水冷装置，切割机水冷装置水入口103和粉碎机水冷装置水入口203通过冷水泵4和冷水池3出水口连通，切割机1水冷装置的水经集水槽101收集，通过冷水出口105和冷水池3回水口连通；
所述的套管式碱水解反应器8设置保温套管，保温套管进水口通过保温水循环泵11和保温水罐10出水口连通，保温套管出水口通过换热器12和制冷机13入水口连通，制冷机13出水口和保温水罐10进水口连通，制冷机13制冷剂出口和换热器12制冷剂入口连通，换热器12制冷剂出口和制冷机13制冷剂入口连通，制冷机13中的制冷剂通过换热器12将报废弹药碱水解反应过程中释放的热量通过换热的方式去除。
所述的军用重型卡车17采用8X8系列卡车，卡车长15100mm，宽3050mm，高3080mm。
参照图3，所述的切割机1包括切割腔的操作台104，报废弹药在操作台104上通过由发动机106带动快速旋转的刀片102，被切割成长度小于20mm的颗粒，切割机水冷装置水入口103的冷水和刀片102配合。切割机1长为1500mm，宽为850mm，高为9870mm；切割机1的处理能力为500-600kg/h。
参照图4，所述的粉碎机2包括进料口201，切割后的报废弹药从进料口201进入到粉碎机2内部的粉碎腔，粉碎机水冷装置水入口203和粉碎腔连接，报废弹药在粉碎腔经过击锤204击打，经筛网202过滤后从出料口205出料。粉碎机2的长为580mm，宽为500mm，高为800mm；粉碎机2的处理能力为500-600kg/h，粉碎后报废弹药为固液混合物。
所述的冷水池3为半径为400mm，高为1000mm的不锈钢筒。
所述的冷水泵4采用功率为0.16kW，扬程为5m，流量为6.3m3/h的单级离心泵。
所述的报废弹药进料泵5采用功率为1.1Kw，扬程20m，流量为5t/h的耐磨性渣浆泵。
所述的碱液罐6采用半径为600mm，高为1900mm的玻璃钢罐；碱液罐6设置第一搅拌装置61，在碱液罐6中搅拌质量浓度为10％的KOH溶液。
所述的碱液进料泵7采用功率为1.13，扬程为20m，流量为12.5m3/h的不锈钢材质的单级离心泵。
所述的套管式碱水解反应器8采用长4000mm，外径为135mm的单元套管反应器连接而成，套管式碱水解反应器8的长4200mm，宽2000mm，宽2000mm。
所述的出料泵9采用功率为2.2kW，扬程为24m，流量为8t/h的耐腐蚀的单级离心泵。
所述的保温水罐10采用直径为400mm，高为1450mm的不锈钢罐；保温水罐10内设置控温装置和加热装置，对保温水罐10中的保温水进行可控加热，当温度加热到80℃时，加热停止，低于80℃时开始加热，控制精度为±1℃。
所述的保温水循环泵11采用功率为16.2kW，扬程为13.8m，流量为317m3/h的单级离心泵。
所述的换热器12采用列管式换热器，换热器12的直径450mm，长1200mm。
所述的制冷机13采用功率为44.5kW，标准制冷量为156.6kW的小型工业制冷机。
所述的搅拌调节罐14采用半径750mm，高为2100mm的不锈钢罐；搅拌调节罐14配有第二搅拌装置141。
所述的酸液罐15采用半径为400mm，高为1400mm的PE化工储罐。
所述的酸液泵16采用功率为0.18，扬程为8m，流量为1.8m3/h的不锈钢磁力驱动泵。
一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***运行方法，包括以下步骤：
第一步，当需要处理的报废弹药是双铅、改黑铜、双带等棒状或条状时，棒状或条状报废弹药经过切割机1，被切割机1切割成长度小于20mm的颗粒，再经过传送带21传送到粉碎机2，经过粉碎机2将切割后的报废弹药粉碎到40目以上；
当需要处理的报废弹药是硝化纤维、双醋、双粒等小颗粒时，直接经过传送带21传送到粉碎机2，经过粉碎机2将切割后的报废弹药粉碎到40目以上；
在切割和粉碎过程中，从冷水池3中通过冷水泵4往切割机1和粉碎机2中送入冷却水，使得在切割和粉碎过程中保证温度低于40℃；
第二步，将粉碎后的报废弹药经过报废弹药进料泵5以500kg/h的速率送入到套管式碱水解反应器8中，与此同时碱液罐6中的质量浓度为10％的KOH溶液通过碱液泵7以4.2m3/h的速率送入到套管式碱水解反应器8中，在套管式碱水解反应器8中反应50min后，从套管式碱水解反应器8的出料口出料；
将保温水罐10中保温水加热到80±1℃，将保温水罐10中的保温水通过保温水循环泵11以252m3/h的速率送入套管式碱水解反应器8中的保温夹套中，保温夹套保温水出水进入换热器12，与此同时，制冷机13中的制冷剂通过换热器12将报废弹药碱水解反应过程中释放的热量通过换热的方式去除，换热后的保温水进入到保温罐10中；
第三步，套管式碱水解反应器8的反应液出料经过出料泵9以3100kg/h的速率送入搅拌调节罐14中，与此同时，碱液罐15中质量浓度85％的磷酸通过酸液泵16以0.02m3/h的速率送入到搅拌调节罐14中，将搅拌调节罐14内料液的pH调节到6.8-7.3，然后将搅拌调节罐14的出料作为肥料就近喷洒到附近的农田中。
Claims (10)
1.一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***，其特征在于：包括安装在军用重型卡车(17)上的报废弹药处理***，报废弹药处理***包括切割机(1)，切割机(1)出料口通过传送带(21)和粉碎机(2)进料口(201)连接，粉碎机(2)出料口(205)通过报废弹药进料泵(5)和套管式碱水解反应器(8)第一进料口连接，套管式碱水解反应器(8)第二进料口通过碱液进料泵(7)和碱液罐(6)出料口连接，套管式碱水解反应器(8)出料口通过出料泵(9)和搅拌调节罐(14)第一进料口连接，搅拌调节罐(14)第二进料口通过酸液泵(16)和酸液罐(15)出料口连接，搅拌调节罐(14)出料口为肥料出口；
所述的切割机(1)、粉碎机(2)设置水冷装置，切割机水冷装置水入口(103)和粉碎机水冷装置水入口(203)通过冷水泵(4)和冷水池(3)出水口连通，切割机(1)水冷装置的水经集水槽(101)收集，通过冷水出口(105)和冷水池(3)回水口连通；
所述的套管式碱水解反应器(8)设置保温套管，保温套管进水口通过保温水循环泵(11)和保温水罐(10)出水口连通，保温套管出水口通过换热器(12)和制冷机(13)入水口连通，制冷机(13)出水口和保温水罐(10)进水口连通，制冷机(13)制冷剂出口和换热器(12)制冷剂入口连通，换热器(12)制冷剂出口和制冷机(13)制冷剂入口连通，制冷机(13)中的制冷剂通过换热器(12)将报废弹药碱水解反应过程中释放的热量通过换热的方式去除。
2.根据权利要求1所述的一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***，其特征在于：所述的切割机(1)包括切割腔的操作台(104)，报废弹药在操作台(104)上通过由发动机(106)带动快速旋转的刀片(102)被切割成长度小于20mm的颗粒，切割机水冷装置水入口(103)的冷水和刀片(102)配合。
3.根据权利要求1所述的一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***，其特征在于：所述的粉碎机(2)包括进料口(201)，切割后的报废弹药从进料口(201)进入到粉碎机(2)内部的粉碎腔，粉碎机水冷装置水入口(203)和粉碎腔连接，报废弹药在粉碎腔经过击锤(204)击打，经筛网(202)过滤后从出料口(205)出料，粉碎后报废弹药为固液混合物。
4.根据权利要求1所述的一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***，其特征在于：所述的碱液罐(6)设置第一搅拌装置(61)，在碱液罐(6)中搅拌质量浓度为10％的KOH溶液。
5.根据权利要求1所述的一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***，其特征在于：所述的保温水罐(10)内设置控温装置和加热装置，对保温水罐(10)中的保温水进行可控加热，当温度加热到80℃时，加热停止，低于80℃时开始加热，控制精度为±1℃。
6.根据权利要求1所述的一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***，其特征在于：所述的换热器(12)采用列管式换热器。
7.根据权利要求1所述的一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***，其特征在于：所述的制冷机(13)采用功率为44.5kW，标准制冷量为156.6kW的小型工业制冷机。
8.根据权利要求1所述的一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***，其特征在于：所述的搅拌调节罐(14)配有第二搅拌装置(141)。
9.根据权利要求1所述的一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***，其特征在于：所述的酸液罐(15)采用PE化工储罐。
10.一种车载一体化报废弹药去能资源化处置***运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，当需要处理的报废弹药是双铅、改黑铜、双带的棒状或条状时，棒状或条状报废弹药经过切割机(1)，被切割机(1)切割成长度小于20mm的颗粒，再经过传送带(21)传送到粉碎机(2)，经过粉碎机(2)将切割后的报废弹药粉碎到40目以上；
当需要处理的报废弹药是硝化纤维、双醋、双粒的小颗粒时，直接经过传送带(21)传送到粉碎机(2)，经过粉碎机(2)将切割后的报废弹药粉碎到40目以上；
在切割和粉碎过程中，从冷水池(3)中通过冷水泵(4)往切割机(1)和粉碎机(2)中送入冷却水，使得在切割和粉碎过程中保证温度低于40℃；
第二步，将粉碎后的报废弹药经过报废弹药进料泵(5)以500kg/h的速率送入到套管式碱水解反应器(8)中，与此同时碱液罐(6)中的质量浓度为10％的KOH溶液通过碱液泵(7)以4.2m3/h的速率送入到套管式碱水解反应器(8)中，在套管式碱水解反应器(8)中反应50min后，从套管式碱水解反应器(8)的出料口出料；
将保温水罐(10)中保温水加热到80±1℃，将保温水罐(10)中的保温水通过保温水循环泵(11)以252m3/h的速率送入套管式碱水解反应器(8)中的保温夹套中，保温夹套保温水出水进入换热器(12)，与此同时，制冷机(13)中的制冷剂通过换热器(12)将报废弹药碱水解反应过程中释放的热量通过换热的方式去除，换热后的保温水进入到保温罐(10)中；
第三步，套管式碱水解反应器(8)的反应液出料经过出料泵(9)以3100kg/h的速率送入搅拌调节罐(14)中，与此同时，碱液罐(15)中质量浓度85％的磷酸通过酸液泵(16)以0.02m3/h的速率送入到搅拌调节罐(14)中，将搅拌调节罐(14)内料液的pH调节到6.8-7.3，然后将搅拌调节罐(14)的出料作为肥料就近喷洒到附近的农田中。
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