一种废弃含能材料的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种废弃含能材料的处理方法，包括：预处理阶段、共热解反应阶段、热解固体产物处理阶段和热解气态产物处理阶段；其中，预处理阶段包括含能材料的切剥研磨、可控清洗和混合制粒三个过程；共热解反应阶段包括共热解反应过程；热解固体产物处理阶段包括水洗分离过程，此阶段的主要产物为活性焦炭和铝；热解气态产物处理阶段主要包括催化重整、冷却分离和水洗提质过程，此阶段的产物为高品质的热解油和热解气。本发明专利技术的方法工艺简单，处理效果好，能够回收废弃含能材料中能量。

A treatment method of waste energetic materials

【技术实现步骤摘要】
一种废弃含能材料的处理方法
本专利技术属于废弃含能材料处理
，特别涉及一种废弃含能材料的处理方法。
技术介绍
固体火箭在军事领域占据着重要的地位，使用固体含能材料可以提高武器的机动性能和作战使用性能。固体含能材料在贮存期内，随着时间的延长，会经历一系列的物理化学过程，其性能也随之降低，贮存中的危险性也会增加，因此，在服役一定年限后就要退役报废；另外，生产厂家在生产过程中的不合格产品，以及军方武器更新换代也会产生需要销毁处理的报废含能材料。报废的固体含能材料如果不能得到及时有效的处理销毁，将会成为极大的爆炸危险源和污染源，导致安全和环境问题。目前，传统的废弃含能材料处理方法主要有深土掩埋、公海倾倒、露天焚烧和爆炸等方法，这几种方法带来了极大的安全和环境问题，填埋和倾倒会对整个生态系统造成一定程度的破坏，并且仍存在一定的安全隐患，焚烧法和爆炸法会导致在燃烧过程中产生颗粒物、氮氧化物、含氯气体，在不同程度上对大气环境造成破坏。综上，亟需寻求一种经济高效的处理方法解决废弃含能材料的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种废弃含能材料的处理方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术的处理方法，工艺简单，处理效果好，且能够回收废弃含能材料中能量。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的一种废弃含能材料的处理方法，包括：(1)预处理阶段，包括：(1.1)切剥研磨，用于实现将废弃含能材料分成满足预设粒径要求的颗粒；<br>(1.2)可控清洗，用于实现定量去除步骤(1.1)处理后的废弃含能材料表面的氧化剂，降低含能材料中氧化剂的浓度；(1.3)混合制粒，用于实现步骤(1.2)处理后的废弃含能材料与有机固体废物能量密度均一化混合制粒，获得混合制粒产物；(2)共热解反应阶段，包括：共热解反应，通过共热解反应获得热解固体产物和热解气态产物；(3)热解固体产物处理阶段，包括：水洗分离，用于根据不同物质之间的密度差异，将热解固体产物分离为焦炭和铝；用于去除热解固体产物表面的氯化氢；(4)热解气态产物处理阶段，包括：(4.1)催化重整，用于实现提高热解气态产物的品质；(4.2)冷却分离，用于分离出步骤(4.1)处理后的热解气态产物中的常温液态成分和常温气态成分，获得产物液态油品；(4.3)水洗提质，用于去除步骤(4.2)获得的常温气态成分混有的氯化氢气体，获得提质后的热解气。进一步地，步骤(1.1)中，切剥研磨，用于实现将废弃含能材料分成粒径小于等于100μm的颗粒。进一步地，步骤(1.2)可控清洗后，含能材料的能量组分保持在0～40％之间。进一步地，步骤(1.3)中，废弃含能材料和有机固体废物的颗粒粒径保持一致，在单位长度下的能量密度保持一致。进一步地，步骤(1.3)中，废弃含能材料与有机固体废物混合时，按照废弃含能材料质量百分数1％～50％进行机械混合。进一步地，步骤(2)中，热解温度超过160℃，废弃含能材料发生发热反应释放热量。进一步地，步骤(4.1)具体包括：热解气态产物在高温的条件下，与重整气体在催化剂的催化下发生化学反应，实现提高热解气态产物的品质。进一步地，步骤(4.1)中，重整气体为水蒸气或氢气；催化剂为Ni、Co或Pd；高温条件为400℃～800℃温度范围内。进一步地，步骤(4.3)中，采用水洗喷淋技术，去除步骤(4.2)获得的常温气态成分混有的氯化氢气体；获得的提质后的热解气的成分包括CO、CO2和CH4。进一步地，有机固体废物为生物质、含油废物或废橡胶。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的方法包括废弃含能材料的预处理阶段、共热解阶段、热解固体产物的处理阶段和热解气态产物的处理阶段四个阶段，工艺简单，处理效果好，且能够回收废弃含能材料中能量；热解固体产物的处理阶段的主要产物为活性焦炭和铝；热解气态产物的处理阶段主要产物为高品质的热解油和热解气。本专利技术中，废弃含能材料与有机废物共热解能够降低能源消耗，此外热解产物还有较高的经济价值。本专利技术中，经过切剥研磨过程后的废弃含能材料的表面积增大，在经过液氨和水等的液体可控清洗后，能够定量去除含能材料表面的氧化剂，显著降低含能材料中氧化剂的浓度。本专利技术中，含能材料的能量组分要保持在0～40％之间，有利于后续的共热解反应。本专利技术中，混合颗粒在热解反应器中进行共热解反应，废弃含能材料中含有氧化剂在160℃以上的温度能够释放出大量热量，一旦热解温度超过160℃废弃含能材料会发生发热反应释放大量的热量，降低了共热解过程的能耗。本专利技术中，经过共热解反应阶段后所得的固体产物经过水洗分离后，由于不同物质之间的密度差异使得固体产物被分离为焦炭和铝；此外，热解固体产物在经过水洗分离水洗后可以去除固体表面的氯化氢，提高产品的质量。本专利技术中，气体中混有的氯化氢气体在经过水洗喷淋后，由于氯化氢极易溶于水，使得热解气中的氯化氢溶解于水中被去除，最终得到高品质的热解气。本专利技术中，含能材料的处理率能达到95％以上。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的一种废弃含能材料的处理方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例。基于本专利技术公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术实施例的一种废弃含能材料的处理方法，包括：废弃含能材料的预处理阶段、共热解阶段、热解固体产物处理阶段和热解气态产物处理阶段。具体的，1、废弃含能材料的预处理阶段主要包括含能材料的(1)切剥研磨、(2)可控清洗、(3)混合制粒这三个过程；2、共热解反应阶段主要包括(4)共热解反应过程；3、热解固体产物处理阶段主要包括(8)水洗分离过程，此阶段的主要产物为焦炭和铝；4、热解气态产物处理阶段主要包括(5)催化重整、(6)冷却分离和(7)水洗提质过程。可选的，废弃的含能材料首先要经过废弃含能材料的预处理阶段，废弃含能材料在经过切剥、冷冻切割和研磨等的切剥研磨过程后，被分成粒径小于等于100μm的颗粒。被分成粒径小于等于100μm的含能材料进入可控清洗过程，经过切剥研磨过程后的废弃含能材料的表面积增大，在经过液氨和水等的液体可控清洗后，能够定量去除含能材料表面的氧化剂，显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废弃含能材料的处理方法，其特征在于，包括：/n(1)预处理阶段，包括：/n(1.1)切剥研磨，用于实现将废弃含能材料分成满足预设粒径要求的颗粒；/n(1.2)可控清洗，用于实现定量去除步骤(1.1)处理后的废弃含能材料表面的氧化剂，降低含能材料中氧化剂的浓度；/n(1.3)混合制粒，用于实现步骤(1.2)处理后的废弃含能材料与有机固体废物能量密度均一化混合制粒，获得混合制粒产物；/n(2)共热解反应阶段，包括：/n共热解反应，通过共热解反应获得热解固体产物和热解气态产物；/n(3)热解固体产物处理阶段，包括：/n水洗分离，用于根据不同物质之间的密度差异，将热解固体产物分离为焦炭和铝；用于去除热解固体产物表面的氯化氢；/n(4)热解气态产物处理阶段，包括：/n(4.1)催化重整，用于实现提高热解气态产物的品质；/n(4.2)冷却分离，用于分离出步骤(4.1)处理后的热解气态产物中的常温液态成分和常温气态成分，获得产物液态油品；/n(4.3)水洗提质，用于去除步骤(4.2)获得的常温气态成分混有的氯化氢气体，获得提质后的热解气。/n

【技术特征摘要】
1.一种废弃含能材料的处理方法，其特征在于，包括：
(1)预处理阶段，包括：
(1.1)切剥研磨，用于实现将废弃含能材料分成满足预设粒径要求的颗粒；
(1.2)可控清洗，用于实现定量去除步骤(1.1)处理后的废弃含能材料表面的氧化剂，降低含能材料中氧化剂的浓度；
(1.3)混合制粒，用于实现步骤(1.2)处理后的废弃含能材料与有机固体废物能量密度均一化混合制粒，获得混合制粒产物；
(2)共热解反应阶段，包括：
共热解反应，通过共热解反应获得热解固体产物和热解气态产物；
(3)热解固体产物处理阶段，包括：
水洗分离，用于根据不同物质之间的密度差异，将热解固体产物分离为焦炭和铝；用于去除热解固体产物表面的氯化氢；
(4)热解气态产物处理阶段，包括：
(4.1)催化重整，用于实现提高热解气态产物的品质；
(4.2)冷却分离，用于分离出步骤(4.1)处理后的热解气态产物中的常温液态成分和常温气态成分，获得产物液态油品；
(4.3)水洗提质，用于去除步骤(4.2)获得的常温气态成分混有的氯化氢气体，获得提质后的热解气。


2.根据权利要求1所述的一种废弃含能材料的处理方法，其特征在于，步骤(1.1)中，切剥研磨，用于实现将废弃含能材料分成粒径小于等于100μm的颗粒。


3.根据权利要求1所述的一种废弃含能材料的处理方法，其特征在于，步骤(1.2)可控清洗后，含能材料的能量组分保持在0～40％之间。

【专利技术属性】
技术研发人员：高宁博，段一航，全翠，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61