[实用新型]含能材料的安全处置及资源化利用系统

说明书

技术领域

本实用新型属于含能材料的处理技术领域，具体涉及一种含能材料的安全处置及资源化利用系统。

背景技术

弹药中使用的含能材料主要有发射药、推进剂和炸药等种类，发射药主要由能量成分和一些添加物如增塑剂、稳定剂等组成；推进剂除含有能量成分、增塑剂、稳定剂等外，还含有冲击改性剂，冲击改性剂中含有大量的铅。绝大多数的发射药、推进剂和炸药常用于军事领域，以完成抛射、推进及爆炸等作战目的，是陆海空、航空宇航、人身防卫等武器的能源。发射药、推进剂和炸药都具有一定的使用寿命，到了寿命的发射药、推进剂和炸药，其不稳定性和不安全性会急剧增加，成为废弃的发射药、推进剂和炸药。同时，由于大部分的发射药、推进剂和炸药都是有毒的，所以废弃的发射药、推进剂和炸药也是对环境危害较大的污染源，与生活和工业垃圾相比，尽管废弃的发射药、推进剂和炸药数量相对较少，但由于它的燃烧、爆炸及毒性特征，加之其储存、销毁过程中极易自燃或自爆，仍然对社会、环境构成了较大的威胁，在制造恐怖气氛的同时并具有很大的潜在危险，成为一种世界性公害，因此，合理处理废弃的发射药、推进剂和炸药已成为世界各军事大国亟需解决的难题。

过期发射药、推进剂和炸药处理方法分为以下几种：

1.传统的处理方法

露天焚烧方法，将废弃的发射药、推进剂和炸药运至远离城市的场地焚烧，该方法的缺点是，无法控制对环境的污染程度，废弃的发射药、推进剂和炸药焚烧后，会生成大量的高浓度致癌物质，并生成较多的氮的氧化物；在焚烧时，还有可能生成如钡、硒等卤化物与氧化物以及其它的固态燃烧产物，它们会随空气或水土流失侵害人类和环境；掩埋法，将发射药、推进剂和炸药加工成浆状注入深井，该方法的缺点是会对土壤产生污染；生物降解法，将废弃发射药、推进剂和炸药作为细菌的食物，在一定的温度和pH下，用细菌降解过期发射药与炸药，缺点是该方法的效率不高；

2.焚烧炉焚烧

该方法与露天焚烧的区别是，此方法是将发射药、推进剂和炸药投入焚烧炉中销毁，该方法的缺点是，资金耗费较大，设备维修以及燃料消耗都需要一定的经费；

3.将过期发射药、推进剂和炸药转变为非含能物质

例如加碱水解法、熔融盐破坏法、超临界水氧化法；加碱水解法其原理是通过发射药、推进剂和炸药与碱发生水解反应，生产有机盐和无机盐；熔融盐破坏法的原理是，熔融盐是碱或碱土金属的碳酸盐和卤化物，它们是热传递物质和反应介质，对氧化反应起催化作用，并通过形成稳定的盐中和酸性气体，该方法的虽然能有效安全的销毁爆炸废弃物，但是其处理效率低，而且还存在一定的安全隐患；

超临界水氧化法用于破坏过期与报废发射药、推进剂和炸药，反应在超临界水氧化反应器中进行，以达到破坏过期与报废发射药、推进剂和炸药的目的，该方法的缺点是，工艺复杂，设备投资大，且处理废弃炸药的量有限，也不能充分利用其能量；

4.废弃发射药、推进剂和炸药的钝感化

将废弃的发射药、推进剂和炸药与稀释剂或填料混合可以降低其能量或燃速，之后再进行相关储存和处理。

发射药、推进剂和炸药的特征之一是自身发生化学反应并释放出能量，因此处理废弃发射药、推进剂和炸药的最好方法是将其变废为宝，为人类所利用。

过期发射药、推进剂和炸药常见的再利用方法是：    

（1）作锅炉的辅助燃料：将过期发射药、推进剂和炸药用溶液溶解之后送入锅炉，或与燃料油混合后再喷入锅炉；

（2）作为民用炸药：废弃发射药、推进剂和炸药的直接利用，如黄色的炸药梯恩梯从弹中取出后，经过净化成片，直接引入到工业粉状炸药中，一些较为敏感的发射药、推进剂和炸药，例如黑索今（RDX），则要作钝感处理之后再利用；制作的特种混合物炸药，将这些发射药、推进剂和炸药用于金属加工和作其它用途，例如：金属爆炸复合、爆炸切割、爆炸成型、爆炸强化和爆炸硬化、爆炸铆接和焊接、爆炸消除应力，以及爆炸粉末压实等，该类炸药的售价较高，但是消耗量较小，它不是大规模处理过期与报废发射药、推进剂和炸药的有效途径。

以上方法中，将发射药、推进剂和炸药转变为非含能物质的方法，如果进一步对非含能物质进行利用，变废为宝，不仅能消除过期与报废发射药、推进剂和炸药给人类和环境带来的潜在危害，而且也可以使其再利用，为人类造福。因此，针对这一目的，需要作进一步研究。