基于多级稳压真空均质技术的推进剂废气处理装置及方法与流程

1.本发明涉及推进剂的废气处理装置，具体涉及一种基于多级稳压真空均质技术的推进剂废气处理装置及处理方法。


背景技术：

2.现有的常规火箭推进剂废气处理设备一般为单级处理，其处理能力、处理效率均不能满足当今火箭推进剂类废气处理需求，且自动化与先进程度不高。因此，亟需对现有的常规火箭推进剂废气处理设备进行优化提升。


技术实现要素：

3.本发明目的在于解决目前推进剂废气单级处理不能满足废气处理需求的技术问题，提出一种基于多级稳压真空均质技术的推进剂废气处理装置及方法。
4.本发明技术方案为：
5.一种基于多级稳压真空均质技术的推进剂废气处理装置，其特殊之处在于：包括反应室、一级缓存罐、一级引射泵、至少一台一级引射器、二级缓存罐、二级引射泵、及至少一台二级引射器；
6.所述反应室沿中心轴线方向被分隔板分隔成一级反应室和二级反应室；
7.所述一级反应室包括设置在顶部的第一气液入口、第一排气口和第一加药口，设置在底部的第一出液口和第一排空口；所述一级缓存罐包括第一进气口和第一出气口，一级缓存罐的第一进气口用于接待处理废气排放口；所述一级引射泵的进液口与一级反应室的第一出液口连接，一级引射泵的出液口与一级引射器的进液口连接；所述一级引射器的进气口与一级缓存罐的第一出气口连接，一级引射器的气液出口与一级反应室的第一气液入口连接；
8.所述二级反应室包括设置在顶部的第二气液入口、第二排气口和第二加药口，设置在底部的第二出液口和第二排空口；所述二级缓存罐包括第二进气口和第二出气口，二级缓存罐的第二进气口与一级反应室的第一排气口连接；所述二级引射泵的进液口与二级反应室的第二出液口连接，二级引射泵的出液口与二级引射器的进液口连接；所述二级引射器的进气口与二级缓存罐的第二出气口连接，二级引射器的气液出口与二级反应室的第二气液入口连接。
9.进一步地，还包括一级辅液箱和二级辅液箱，所述一级辅液箱和二级辅液箱设置在反应室两侧下方；
10.所述一级辅液箱的上端通过至少一个第一稳压管道与一级反应室上端相通，一级辅液箱底端通过第一辅助管道与一级反应室底端相通，所述二级辅液箱上端通过至少一个第二稳压管道与二级反应室上端相通，二级辅液箱底端通过第二辅助管道与二级反应室底端相通。
11.进一步地，所述一级反应室由垂直于中心轴线方向的第一挡板和第二挡板分割成
一级第一亚反应室、一级第二亚反应室和一级第三亚反应室；
12.所述第一挡板分割一级第一亚反应室和一级第二亚反应室，且第一挡板的底端设置有第一通道；所述第二挡板分割一级第二亚反应室和一级第三亚反应室，且第二挡板的上端设置有第二通道，下端设置有第五通道；其中，第一通道和第五通道构成一级反应室中吸收药液贯通通道，第二通道为一级反应室中气液分离后气体通道；
13.所述二级反应室由垂直于中心轴线方向的第三挡板和第四挡板分割成二级第一亚反应室、二级第二亚反应室和二级第三亚反应室；
14.所述第三挡板分割二级第一亚反应室和二级第二亚反应室，且第三挡板的底端设置有第三通道；所述第四挡板分割二级第二亚反应室和二级第三亚反应室，且第四挡板的上端设置有第四通道，下端设置有第六通道；其中，第三通道和第六通道构成二级反应室中吸收药液贯通通道，第四通道为二级反应室中气液分离后气体通道；
15.所述第一气液入口设置在一级第一亚反应室，所述第一排气口设置在一级第三亚反应室；
16.所述第二气液入口设置在二级第一亚反应室，所述第二排气口设置在二级第三亚反应室。
17.进一步地，所述一级第一亚反应室内设置有第一转轮组件；
18.所述第一转轮组件包括固定在一级第一亚反应室内的第一支撑架、设置在第一支撑架上的多个第一转轮；
19.所述第一转轮在第一支撑架多层设置，每层设置多排，且相邻两层转轮的转动方向不同；
20.工作状态下，所述第一转轮组件浸没在吸收药液中。
21.进一步地，所述二级第一亚反应室设置有第二转轮组件；
22.所述第二转轮组件包括固定在二级第一亚反应室内的第二支撑架、设置在第二支撑架上的多个第二转轮；
23.所述第二转轮在第二支撑架多层设置，每层设置多排，且相邻两层转轮的转动方向不同；
24.工作状态下，所述第二转轮组件浸没在吸收药液中。
25.进一步地，还包括一级回流阀和二级回流阀；
26.所述一级反应室还包括设置在一级第三亚反应室顶部的第一回流口，所述第一回流口通过第一回流管道与一级引射器的进气口相接，所述一级回流阀设置在第一回流管道上；
27.所述二级反应室还包括设置在二级第三亚反应室顶部的第二回流口，所述第二回流口通过第二回流管道与二级引射器的进气口相接，所述二级回流阀设置在第二回流管道上；
28.所述第一回流管道与第二回流管道相通，且在第一回流管道和第二回流管道之间设置有可调节连通阀。
29.进一步地，还包括一级流通池和二级流通池，所述一级反应室的外侧一端设置有一级液位计，一级液位计通过一级液位监测管道与反应室连接；二级反应室的外侧一端设置有二级液位计，所述二级液位计通过二级液位监测管道与反应室连接；
30.所述一级引射泵出液口还与一级流通池的一端相接，一级流通池的另一端与一级液位监测管道相接；所述二级引射泵出液口还与二级流通池的一端相接，二级流通池的另一端与二级液位监测管道相接。
31.进一步地，还包括一级ph计和二级ph计；
32.所述一级ph计设置在一级流通池，用于监测一级反应室的吸收药液ph值，所述二级ph计设置在二级流通池，用于监测二级反应室的吸收药液ph值。
33.本发明还提供一种基于多级稳压真空均质技术的推进剂废气处理方法，其特殊之处在于，基于上述的基于多级稳压真空均质技术的推进剂废气处理装置，包括以下步骤：
34.s1、向一级反应室和二级反应室中加入用于吸收废气的吸收药液；
35.s2、将废气引入一级缓存罐内缓存；
36.s3、在一级引射泵作用下，一级反应室中的吸收药液进入一级引射器，同时引射废气进入一级引射器，在一级引射器中形成第一气液混合流；
37.s4、第一气液混合流进入一级反应室内进行气液反应和气液分离形成一级处理后气体，一级处理后气体经第一排气口进入二级缓存罐内缓存；
38.s5、在二级引射泵作用下，二级反应室中的吸收药液进入二级引射器，同时二级缓存罐内的一级处理后气体进入二级引射器，在二级引射器中形成第二气液混合流；
39.s6、第二气液混合流进入二级反应室内进行气液反应和气液分离，使得气体中的污染物被吸收形成二级处理后气体，二级处理后气体由二级反应室的第二排气口排出，废气处理完成。
40.进一步地，步骤s4所述一级处理后气体的一部分通过一级回流阀进入一级引射器，与第一气液混合流混合后重复在一级反应室内进行气液反应和气液分离过程；
41.步骤s6所述二级处理后气体的一部分通过二级回流阀进入二级引射器，与第二气液混合流混合后重复在二级反应室内进行气液反应和气液分离过程。
42.本发明的有益效果：
43.1、本发明采用两级废气处理装置对推进剂产生的废气进行处理，废气处理效率增加，缓存罐的气压缓冲作用，适合大流量进气，单次运行时间长，减少吸收药液的更换频率。
44.2、本发明将反应室沿轴向分隔成一级反应室和二级反应室，一方面，增加了集成化程度，使装置结构紧凑，废气处理效果更优；另一方面，一级反应室和二级反应室均为沿轴向延伸的反应室，增加了气液反应的停留时间，使气液反应更充分。
45.3、本发明通过设置在辅液箱与反应室底端相通的辅助管道和设置在辅液箱与反应室上端相通的稳压管道，增加了系统运行的稳定性与可靠性。
附图说明
46.图1为本发明实施例基于多级稳压真空均质技术的推进剂废气处理装置的结构原理示意图；
47.图2为本发明实施例基于多级稳压真空均质技术的推进剂废气处理装置结构示意图；
48.图3为本发明实施例基于多级稳压真空均质技术的推进剂废气处理装置端部视图；
49.图4为本发明实施例基于多级稳压真空均质技术的推进剂废气处理装置侧视图；
50.图5为本发明实施例基于多级稳压真空均质技术的推进剂废气处理装置俯视图；
51.图6为本发明实施例中转轮组件立体结构示意图；
52.图7为本发明实施例中转轮组件侧视图；
53.图8为本发明实施例中转轮组件俯视图。
54.附图标记如下：
55.1-废气气源，2-进气控制阀，3-一级缓存罐，4-一级引射器，5-一级回流阀，6-连通阀，7-二级回流阀，8-二级引射器，9-二级缓存罐，10-一级ph计，11-二级ph计，13-一级引射泵，14-反应室，141-一级反应室，142-二级反应室，15-二级引射泵，16-一级辅液箱，17-二级辅液箱，18-第二稳压管道，19-第一进气口，22-第二排气口，23-第一支撑架，24-第一转轮。
具体实施方式
56.本实施例提供一种基于多级稳压真空均质技术的推进剂废气处理装置，该装置包括反应室14、设置在反应室14上端两侧的一级缓存罐3和二级缓存罐9、设置在反应室14上端的两台一级引射器4和两台二级引射器8、分别与一级引射器4和二级引射器8相接的一级引射泵13和二级引射泵15、及设置在反应室14下端两侧的一级辅液箱16和二级辅液箱17反应室14沿中心轴线方向被分隔板分隔成一级反应室141和二级反应室142。
57.一级反应室141由垂直于中心轴线方向的第一挡板和第二挡板分割成一级第一亚反应室、一级第二亚反应室和一级第三亚反应室；第一挡板分割一级第一亚反应室和一级第二亚反应室，且第一挡板的底端设置有第一气体通道；第二挡板分割一级第二亚反应室和一级第三亚反应室，且第二挡板的上端设置有第二通道，下端设置有第五通道；其中，第一通道和第五通道构成一级反应室141中吸收药液贯通通道，使一级反应室141中各个亚反应室中的吸收药液相通；第二通道为一级反应室141中气液分离后气体通道，一级处理后气体经第二通道进入一级第三亚反应室后，经第一排气口进入二级缓存罐9。
58.一级第一亚反应室内设置有第一转轮组件；第一转轮组件包括固定在一级第一亚反应室内的第一支撑架23、设置在第一支撑架23上的多个第一转轮24；本实施例中，第一转轮24在第一支撑架23上设置四层，每层设置多排转轮，在工作状态下，第一转轮组件浸没在吸收药液中。
59.二级反应室142由垂直于中心轴线方向的第三挡板和第四挡板分割成二级第一亚反应室、二级第二亚反应室和二级第三亚反应室；第三挡板分割二级第一亚反应室和二级第二亚反应室，且第三挡板的底端设置有第三气体通道；第四挡板分割二级第二亚反应室和二级第三亚反应室，且第四挡板的上端设置有第四通道，下端设置有第六通道；其中，第三通道和第六通道构成二级反应室142中吸收药液贯通通道，使二级反应室142中各个亚反应室中的吸收药液相通；第四通道为二级反应室142中气液分离后的气体通道，二级处理后气体经第四通道进入二级第三亚反应室后，经第二排气口排出。
60.可以理解的是，在二级第一亚反应室同样可设置第二转轮组件；第二转轮组件包括固定在二级第一亚反应室内的第二支撑架、设置在第二支撑架上的多个第二转轮；本实施例中，第二转轮在第二支撑架上同样设置四层，每层设置多排转轮，工作状态下，第二转
轮组件浸没在吸收药液中，用于使气液混合充分，增加废气中的污染物与吸收药液之间的化学反应。
61.一级反应室141包括顶部的第一加药口，设置在一级第一亚反应室顶部的第一气液入口，设置在一级第三亚反应室顶部第一排气口和第一回流口，设置在底部的第一出液口和第一排空口；一级缓存罐3包括第一进气口19和第一出气口，一级缓存罐3的第一进气口19用于接收待处理废气；一级引射泵13的进液口与一级反应室141的第一出液口连接，一级引射泵13的出液口与一级引射器4的进液口连接；一级引射器4的进气口与一级缓存罐3的第一出气口连接，一级引射器4的气液出口与一级反应室141的第一气液入口连接。
62.一级反应室141的第一回流口通过第一回流管道与二级引射器8的进气口相接，一级回流阀5设置在第一回流管道上。
63.二级反应室142包括顶部的第二加药口、设置在二级第一亚反应室顶部的第二气液入口和设置在二级第三亚反应室顶部的第二排气口22和第二回流口，设置在底部的第二出液口和第二排空口；二级缓存罐9包括第二进气口和第二出气口，二级缓存罐9的第二进气口与一级反应室141的第一排气口连接；二级引射泵15的进液口与二级反应室142的第二出液口连接，二级引射泵15的出液口与二级引射器8的进液口连接；二级引射器8的进气口与二级缓存罐9的第二出气口连接，二级引射器8的气液出口与二级反应室142的第二气液入口连接。
64.二级反应室142的第二回流口通过第二回流管道与二级引射器8的进气口相接，二级回流阀7设置在第二回流管道上，第一回流管道和第二回流管道相通，一级回流阀5和二级回流阀7之间设置有可调节的连通阀6。
65.一级辅液箱16的上端通过五个第一稳压管道与一级反应室141上端相通，一级辅液箱16底端通过第一辅助管道与一级反应室141底端相通，二级辅液箱17上端通过五个第二稳压管道18与二级反应室142上端相通，二级辅液箱17底端通过第二辅助管道与二级反应室142底端相通。
66.一级反应室141的外侧一端设置有一级液位计，一级液位计通过一级液位监测管道与一级反应室141连接；二级反应室142的外侧一端设置有二级液位计，二级液位计通过二级液位监测管道与二级反应室连接；在一级引射泵13出液口端连通有一级流通池，一级流通池的另一端与一级液位监测管道相接；在二级引射泵15出液口端连通有二级流通池，二级流通池的另一端与二级液位监测管道相接。
67.本实施例中包括一级ph计10和二级ph计11，一级ph计10设置在一级流通池，通过监测一级流通池内吸收药液的ph值来监测一级反应室141的吸收药液ph值；二级ph计11可以设置二级流通池，通过监测流通池内吸收药液的ph值来监测二级反应室142吸收药液的ph值，ph计的设置方便监测推进剂废气处理进程和吸收药液的使用效率。根据一级ph计10和二级ph计11的监测结果，当反应室中的吸收药液不能继续用于与废气反应，则通过第一排空口和第二排空口将吸收药液排出，根据需要加入新的吸收药液。
68.基于上述推进剂废气处理装置，其具体工作流程包括：
69.s1、分别通过第一加药口和第二加药口向一级反应室141、二级反应室142及一级辅液箱16、二级辅液箱17中加入用于吸收废气的吸收药液；
70.s2、废气气源1经过进气控制阀2引入一级缓存罐3内缓存；
71.s3、在一级引射泵13作用下，一级反应室141中的吸收药液进入一级引射器4，同时引射废气进入一级引射器4，在一级引射器4中形成第一气液混合流；
72.s4、第一气液混合流进入一级反应室141内进行气液反应和气液分离形成一级处理后气体，一部分的一级处理后气体经第一排气口进入二级缓存罐9内缓存，另一部分的一级处理后气体通过一级回流阀5进入一级引射器4，与第一气液混合流混合后重复在一级反应室141内进行气液反应和气液分离过程；
73.s5、在二级引射泵15作用下，二级反应室142中的吸收药液进入二级引射器8，同时二级缓存罐9内的一级处理后气体进入二级引射器8，在二级引射器8中形成第二气液混合流；
74.s6、第二气液混合流进入二级反应室142内进行气液反应和气液分离，使得气体中的污染物被吸收形成二级处理后气体，一部分的二级处理后气体由二级反应室142的第二排气口22排出，另一部分的二级处理后气体通过二级回流阀7进入二级引射器8，与第二气液混合流混合后重复在二级反应室142内进行气液反应和气液分离过程，废气处理完成。