一种微波照辐下分解液态化学武器的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种微波照辐下分解液态化学武器的装置及方法，包括气瓶、自动注射装置、反应器、微波发生装置，载气和毒剂分别通过气瓶和自动注射装置进入反应器，反应器的内部包括顶盖、搅拌杆、放电器、垫块组成，顶盖位于反应器的上部，搅拌杆的顶部与顶盖的底部固定连接，放电器由支座和若干放电金属丝组成，支座上侧固定连接放电金属丝的一端，放电金属丝竖向放置，底座位于反应器的底部，放电器位于底座的上方，支座位于底座的上表面，微波发生装置的一端位于底座的下方。放电器位于底座的正中位置，放电金属丝的另一端指向搅拌杆底部的中心位置。微波和金属放电共同作用下使毒剂发生热解，使毒剂发生氧化，达到处理毒剂液体的目的。

A device and method for decomposing liquid chemical weapons under microwave irradiation

The invention relates to a device and method for decomposing liquid chemical weapons under microwave irradiation, including gas cylinder, automatic injection device, reactor and microwave generating device. Carrier gas and poison enter the reactor through gas cylinder and automatic injection device respectively. The reactor interior consists of a top cover, a stirring rod, a discharger and a gasket. The top cover is located at the upper part of the reactor, and the top and the bottom of the stirring rod are connected with each other. The bottom of the top cover is fixed and connected. The discharger consists of a support and several discharging wires. The upper side of the support is fixed and connected with one end of the discharging wire. The discharging wire is placed vertically. The bottom is located at the bottom of the reactor. The discharger is located above the base, the support is located on the upper surface of the base, and the end of the microwave generator is located below the base. The discharger is located in the middle of the base, and the other end of the discharging wire points to the center of the bottom of the stirring rod. Under the combined action of microwave and metal discharge, poisons are pyrolyzed and oxidized to treat poisonous liquids.

【技术实现步骤摘要】
一种微波照辐下分解液态化学武器的装置及方法
本专利技术属于环境保护
，具体涉及一种微波照辐下分解液态化学武器的装置及方法。
技术介绍
化学武器是以毒剂杀伤人畜、毁坏植物的各种武器、器材的总称，化学武器的基础是化学毒剂，战争中利用常规武器将毒剂分散成蒸汽、液滴、气溶胶或粉末状态，使空气、地面、水源和物体染毒，以杀伤和迟滞敌军行动。迄今已在国内的18个省、市、自治区的90余个地点发现了二战期间日本遗弃的化学武器。全球化学武器销毁进度远慢于原计划的量。原来埋藏、倾倒在地下、江河湖海的化学武器所导致的生态环境风险也在显著增加。在未来很长的一段时间内，人类仍要面对化学武器的威胁。销毁化学武器的手段主要是高温焚烧。高温焚烧销毁化学武器的原理是由可燃性气体燃烧产生高温，使化学毒剂与氧气发生完全氧化反应，从而将化学毒剂彻底分解破坏。而在美国和俄罗斯，市民和环保组织公开反对焚烧法销毁化学武器，人们已经把化学武器销毁时可能产生的二恶英、呋喃与癌症以及其他长期健康问题建立起了联系。尽管军方一再表明焚烧销毁技术安全可靠，能满足环保要求，但是公众对此作业过程还是感到恐慌和害怕。事实上，美国的高温焚烧处理系统就曾经发生过爆炸和少量毒剂泄露事故，而引起了公众的强烈关注和反对。鉴于公众的强烈要求，美国自90年代初开始进行销毁化学武器的替代技术研究。目前，提出的主要替代技术有：熔融盐氧化法、等离子弧热解法、湿空气氧化法、熔融盐热解法和化学中和法等。但是，美国对这些替代技术的评估是焚烧法仍然是首选销毁技术，这些替代技术仍处在探索试验和评审过程中，离实际应用还有一定的距离。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的一个目的是提供一种微波照辐下分解液态化学武器的装置。为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：一种微波照辐下分解液态化学武器的装置，包括气瓶、自动注射器、反应器、微波发生装置，气瓶通过进气管道与反应器的进气口连接，进气管道设置第一加热带，自动注射器与进气管道第一加热带覆盖的部分连接，第一加热带为电伴热装置位于进气管道的壁部，自动注射器输入毒剂液体，毒剂液体与气瓶输入的载气在进气管道内混合并被第一加热带加热成为气体进入反应器，所述反应器的空腔下部设置放电器，所述放电器由支座和若干放电金属丝组成，支座上侧固定连接放电金属丝的一端，放电金属丝竖向放置，反应器的空腔底部设置底座，放电器位于底座的上方，微波发生装置的输出端位于底座的下方。本申请提出了一种微波辐照处理化学武器中的有毒试剂的装置，有毒试剂先通过在气体的携带和加热的作用下变成气体，微波通过反应器底部的天线经过垫块进入反应器内部，并且微波经过底座进入反应器的过程中微波遇到金属丝，放电金属丝的尖端在微波场的作用下充当电极，发生气体击穿引发放电，伴随等离子体的产生，等离子体吸收微波的能量，所以微波位于底座的底部，底座的上方设置金属丝，这样金属丝吸收下方的微波之后，尖端向上，尖端向上放电，对毒剂气体产生作用。搅拌杆使激发的等离子气氛分布更加均匀。优选的，所述支座为由金属丝弯折制成的正多边形边框，所述正多边形边框的每个对顶点由金属丝连接，所述正多边形边框的每个顶点及中心点分别与一根放电金属丝的一端固定连接。正多边形边框的作用为使放电金属丝平稳放置在石英垫块上，并使放电金属丝平均分布在底座上。进一步优选的，所述正多边形边框的边数为4、6、8。进一步优选的，正多边形边框的金属丝和放电金属丝的材质相同，为钴、铜、铬、镍、钒、锰、铁、钛、铅、铝、钨和锌中的一种。优选的，所述放电器位于底座的正中位置，放电金属丝的自由端指向搅拌杆底部的中心位置。进一步优选的，放电金属丝的直径为0.8-1.2mm，长25-35mm，搅拌杆自由端设置为尖形。优选的，所述底座为石英垫块。优选的，所述自动注射器包括注射针头、控制器、固定架组成，所述注射针头横向固定在固定架上，注射针头上的刻度线与固定架上的刻度线相对应，注射针头的活塞柄的活塞帽与固定架上的移动装置连接，控制器与移动装置连接。所述移动装置为与控制器连接的动力装置。本申请的自动注射装置通过控制器控制注射针头的推拉，能够精确的控制有毒试剂的体积。优选的，所述反应器的顶部由上压盖、锁紧夹、顶盖组成，顶盖的外侧设置锁紧夹，锁紧夹的外侧设置上压盖；反应器的空腔内设置搅拌杆，搅拌杆的顶部与顶盖的底部连接，搅拌杆活动安装在顶盖上；反应器的底座的外侧设置下压盖；反应器的侧壁由外至内设置保护套、耐压层，石英内衬，石英内衬可拆卸。优选的，所述第一加热带位于进气管道的中部。进一步优选的，进气管道第一加热带覆盖的中部设置第一温度传感器，第一温度传感器与第一温度控制器连接。进一步优选的，第一加热带和反应器进气口的管道间设置第三截止阀。优选的，所述微波发生装置由微波控制器、磁控管、传导装置、天线、调配螺钉组成，磁控管与波导连接，传导装置的内部设置波导和水负载，所述水负载设置在波导的一侧，传导装置的上方设置磁控管，传导装置另一端的上侧设置天线，传导装置的下侧与天线对应的位置设置调配螺钉，微波发生装置设置天线的一端位于反应器的下方，天线的上部插入底座的底部。调配螺钉安装在波导的底侧，通过调节调配螺钉插入深度来改变系统状态使得系统更好的匹配，它起到一个阻抗变换的作用，从而降低负载的驻波比。优选的，反应器顶部的一端设置出气口，出气口通过出气管道依次与气相测谱仪、污染物处理装置连接。进一步优选的，所述位于出气口和气相色谱仪之间的出气管道顺序依次设置第四截止阀、第一截止阀、第二加热带，第四截止阀位于出气口一端。更进一步优选的，所述出气管道第二加热带覆盖的中部与第二温度传感器连接，所述温第二度传感器与第二温度控制器连接。优选的，所述反应器的顶部设置压力表，所述压力表与反应器的内部通过测压管道连接。优选的，所述气瓶的出口设置体积流量计。优选的，气相色谱仪和污染物处理装置之间的管道设置第二截止阀。利用上述装置进行毒剂热解的方法，具体步骤为：1)将放电器置入反应器内部，将反应器密封，开启水负载对系统进行循环冷却，打开微波发生装置进行预热；2)打开气瓶输入载气，打开第一加热带对进气管道进行加热，毒剂气体进入反应器后开始热解；3)打开第二加热带，热解后的气体通过出气管道进入气相测谱仪、污染物处理装置，热解后的毒剂气体经过污染物处理装置后排出。优选的，所述气瓶内的压缩气体为空气或惰性气体与空气的混合气。优选的，毒剂浓度为5～100g/Nm3。优选的，步骤1)中微波预热的时间为1-3min。优选的，步骤1)中所述微波发生装置频率为915MHz，微波功率在0～1300W。优选的，步骤2)中所述微波发生装置频率为915MHz，微波功率为500～1300W。优选的，步骤2)中热解的时间为5-30s。优选的，所述自动注射器的流量为1～500ml/min。本专利技术的有益效果：1)本专利技术通过微波热解化学毒剂，避免了焚烧销毁化学毒剂对市民带来的恐慌；2)本专利技术反应腔体内部通过聚四氟乙烯耐压层、不锈钢保护套以及密封圈进行密封，该密封方式可以长时间承压而不泄压，可耐受大于3Mpa的高压，可有效的避免处理过程气体的泄露；3)本专利技术通过石英内衬可保护外层腔体不被高温损坏，从而间接达到耐高温、高压的效果。附图说明构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波照辐下分解液态化学武器的装置，其特征在于：包括气瓶、自动注射器、反应器、微波发生装置，气瓶通过进气管道与反应器的进气口连接，进气管道设置第一加热带，自动注射器与进气管道第一加热带覆盖的部分连接，第一加热带为电伴热装置位于进气管道的壁部，自动注射器输入毒剂液体，毒剂液体与气瓶输入的载气在进气管道内混合并被第一加热带加热成为气体进入反应器，所述反应器的空腔下部设置放电器，所述放电器由支座和若干放电金属丝组成，支座上侧固定连接放电金属丝的一端，放电金属丝竖向放置，反应器的空腔底部设置底座，放电器位于底座的上方，微波发生装置的输出端位于底座的下方。

【技术特征摘要】
1.一种微波照辐下分解液态化学武器的装置，其特征在于：包括气瓶、自动注射器、反应器、微波发生装置，气瓶通过进气管道与反应器的进气口连接，进气管道设置第一加热带，自动注射器与进气管道第一加热带覆盖的部分连接，第一加热带为电伴热装置位于进气管道的壁部，自动注射器输入毒剂液体，毒剂液体与气瓶输入的载气在进气管道内混合并被第一加热带加热成为气体进入反应器，所述反应器的空腔下部设置放电器，所述放电器由支座和若干放电金属丝组成，支座上侧固定连接放电金属丝的一端，放电金属丝竖向放置，反应器的空腔底部设置底座，放电器位于底座的上方，微波发生装置的输出端位于底座的下方。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述支座为由金属丝弯折制成的正多边形边框，所述正多边形边框的每个顶点由金属丝连接，所述正多边形边框的每个顶点及中心点分别与一根放电金属丝的一端固定连接；优选的，所述正多边形边框的边数为4、6、8；优选的，正多边形边框的金属丝和放电金属丝的材质相同，为钴、铜、铬、镍、钒、锰、铁、钛、铅、铝、钨和锌中的一种。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述放电器位于底座的正中位置，放电金属丝的自由端指向搅拌杆底部的中心位置；优选的，放电金属丝的直径为0.8-1.2mm，长25-35mm，指向搅拌杆的自由端设置为尖形。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述底座为石英垫块。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述自动注射器包括注射针头、控制器、固定架组成，所述注射针头横向固定在固定架上，注射针头上的刻度线与固定架上的刻度线相对应，注射针头的活塞柄的活塞帽与固定架上的移动装置连接，控制器与移动装置连接。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述反应器的顶部由上压盖、锁紧夹、顶盖组成，顶盖的外侧设置锁紧夹，锁紧夹的外侧设置上压盖；反应器的空腔内设置搅拌杆，搅拌杆的顶部与顶盖的底部连接，搅拌杆活动安装在顶盖上；反应器的底座的外侧设置下压盖；反应器的侧壁由外至内设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛岩鹏，高一博，董伟，薛超，吴含，王文龙，宋占龙，赵希强，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37