第七章——废旧火炸药处理与再生利用

• 含酸雾尾气的常用除雾方法： • ① 电滤器除雾 • 电滤器除雾原理：在高压电作用下，电滤器中两电极间形 成强大电场，当含酸雾的气体通过电场时，酸雾粒滴即带 上电荷，并在电场作用下移向电极，雾滴附着于电极壁上 ，借重力作用沿电极下流，汇集成酸液排出。
高压直流电源 …
+
静电场
电 晕 极
酸雾
沉 降 极
宜用来除去粒径 < 3μm的雾粒。
• 硝烟、氮氧化物的产生及其治理方法
• 在火炸药制造过程中产生的硝烟主要含有氮氧化物以及硝 酸蒸气和硝酸雾。
• 目前治理氮氧化物的方法主要有液体吸收法、吸附法和催
化还原法三大类。
• ⑴ 液体吸收法（或湿式净化法） • 液体吸收法是利用适当的液体与废气接触，使废气中的一 种或几种气态污染物以扩散方式通过气、液两相界面而溶 于液体的过程。所用的液体称为吸收液或吸收剂，被吸收 物质称为吸收质。 • 液体吸收法可分为物理吸收和化学吸收两类。
• ① 水吸收法；② 酸吸收法（包括硫酸法、稀硝酸法）； ③ 碱性溶液吸收法（包括烧碱法、纯碱法、氨水法）； ④ 还原吸收法（包括氯-氨法、亚硫酸盐法）；⑤ 氧化吸 收法（包括次氯酸钠法、高锰酸钾法、臭氧氧化法）；⑥ 生成配合物吸收法（如硫酸亚铁法）
• 焚烧炉处理方法
• 为适应严格的环保法规要求，避免露天焚烧所带来的环境污染 ，研究了废弃物受控的烧毁技术-焚烧炉焚烧技术。由于焚烧炉
销毁法在设备、维修及运行方面的耗费较高，目前只有少数发
达国家采用。但实践证明，焚烧炉法仍然是大批量销毁废弃物 并减少污染的最有效的方法之一。
• 焚烧炉法可以大大减少废弃物的体积和质量，可减少90％的体
1—收缩管；2—喷头；3—喉管；4—扩散管 文丘里管
• ③ 纤维（丝网）除雾
• 纤维（丝网）除雾可用于除去蒸气和气体中的微小液滴Hale Waihona Puke Baidu是一
种结构简单、费用低廉、除雾效果较好的方法。 • 粗纤维丝网除雾
• 除雾原理： 依靠高速液体微粒以惯性碰撞和拦截效应来捕集酸
雾。根据粒子的惯性力与介质阻力相等时粒子得到固定沉积速 度的原理。
• 堆肥法技术是一种受控生物降解废物的技术，它是利用热和耐 热菌的共同作用来降解有机物，该方法所需的基本材料是耐热
菌和含有碳、氮的有机物。火炸药物质大多是含有碳、氮、氢
、氧等元素的有机物质，它可以作为微生物营养物而被消耗掉 。
• 堆肥法所涉及的工艺过程相对不复杂、不需要连续监测，不需
要任何燃料，所需要的原材料来源广，价格低廉，对炸药分解 率高，处理干净，不对环境和大气造成二次污染，而且产生的
酸液
电滤器除雾原理
• ② 文丘里管除雾
• 文丘里管除雾原理：酸雾气体进入收缩管后，流速逐渐增 大，进入喉管时，流速达到最大值。当喷淋酸经喷头在喉 管处喷成液膜时，被高速气流冲击成直径约 40～50μm 的 细小液滴，大大增加了气液两相的接触表面，此时酸雾和 冲击成的小液滴均匀分散在湍流气相中，发生剧烈的碰撞 和凝聚。在扩散管中，气流速度减小，压力回升，加上喷 淋酸温度较低的因素，酸雾凝聚作用加快进行，一部分较 大的液滴沉积下来，由扩散管末端的膨胀节引出，其余较 细小的液滴则在旋风分离器和除沫器中除去。
• 火炸药工业中对废气治理方法大多采用酸、碱液洗涤净化
废气、分子筛和催化技术，使废气中的氮氧化物经过分子 筛过滤吸附后，浓度可降低到最低限度。
• 火炸药生产中排放的污染物及排放标准
• 火炸药生产过程排放的大气污染物及排放标准火炸药生产 过程中根据工艺和产品不同而产生不同性质和不同浓度的 大气污染物。火炸药制造过程中产生的污染大气环境的主 要污染物是硫酸雾、二氧化硫、硝烟、氮氧化物、固体粉 尘。
热具有利用价值，堆肥物具有农业使用价值。它的缺陷是堆肥
中微生物对其所处工作环境较为敏感。堆肥法作为无公害、资 源化的处理方法必将成为今后炸药固体废弃物治理的发展方向 和首选方法。
• 过期火炸药再生利用技术
• 废旧火炸药中化工原材料回收 • 废弃火炸药中含有多种原材料，它们在市场上的售价很高 ，某些组分的生产也存在诸多的困难，是高耗费的产品。 因此，从废弃的火炸药中分离组分再利用，具有一定的经 济效益。处理废弃的火炸药，一方面，可以从中分离出硝
• 火炸药工业排放的污染物有以下特点 • ⑴ 成分复杂 。火炸药的原料、中间物、副产物、产品以 及它们在环境中形成的转化物，有上百种之多，其中大部 分有毒。 • ⑵ 排放量大 。中国兵器工业集团公司拥有研发、流通和 生产企业140余家，中国兵器装备集团公司拥有研发、生 产、贸易企业近60家。
• ⑶ 有毒。 火炸药工业排入环境的污染物大多有毒。高毒 物质包括亚硝基二甲胺；中毒物质包括黑索金和甲酚等 10 多种；轻毒物质包括醋酐、醋酸、环己酮和一硝基甲苯等 30多种。
• 废旧火炸药处理方法
• 对于废旧火炸药，首先考虑他的回收利用；对于不能回收的废 药可采用焚烧炉法和堆肥法，以消除或减轻对环境的污染。
• 对废旧火炸药的处理总的来看可以分为钝感、焚烧、堆肥处理
等方法。 • 钝感处理方法
• 废旧火炸药的钝感化处理。由于废旧火炸药属于易燃易爆危险
品，对于一些不易从中回收组成成分的过期火炸药以及被火炸 药污染的物质，可采用一定的化学方法使之发生分解或降解，
• 我国公布的《大气污染物综合排放标准》规定了33种在我
国有普遍性、代表性和污染危害严重的大气污染物排放标 准。《火炸药工业硫酸浓缩污染物排放标准》、《雷汞工 业污染物排放标准》中对废气污染物的排放支做了规定。
• 硫酸雾的产生、特点及除雾方法
• 火炸药生产中硫酸雾主要来自废硫酸浓缩。硫酸蒸气是产 生硫酸雾的源泉，但硫酸蒸气形成酸雾，还必须具备：① 含硫酸蒸气的气体急速冷却降温，以及硫酸过饱和；② 气体中存在大量的冷凝中心。
废气或颗粒物，交通运输工具运行过程中排放的废气或颗粒物
。
• 废气治理方法
• 治理废气一般可以从改革生产方式本身和生产工艺终端控 制两个方面着手进行。常用的废气处理方法有：⑴ 吸收 法；⑵ 吸附法；⑶ 催化法；⑷ 燃烧法；⑸ 冷凝法；⑹ 膜分离法；⑺ 电子束照射法；⑻ 机械除尘法；⑼ 过滤法 和；⑽ 洗涤法等多种。
• 对于大批量军用过期火炸药的处理 , 国外直到 70 年代初仍 还在采用公海倾倒法。另一种较早采用的处理过期火炸药 的方法是深土掩埋法，它与公海倾倒法一样会污染自然环 境，而且掩埋多年的火炸药仍具有爆炸力，并未达到消除 隐患的目的。露天焚烧法是第三种传统的处理过期火炸药 的方法，即把过期火炸药运至远离城市和交通枢纽的空旷 场地进行露天焚烧，这种方法操作简单，处理费用较低， 但火炸药焚烧后生成大量高浓度的致癌物质及其他污染废 气，与固态燃烧残渣一起随着空气、雨水或水土流失侵害 人类和生态环境。
积，分解破坏各种有毒废弃物成为无毒无害的简单化合物，排 出的气体和残渣的处理远比有害废弃物直接处理容易得多，而
且回收的废热还可加以综合利用。但该工艺也存在一些弊端，
主要是设备投资大，维修要求高，补充燃料需附加处理，难于 实现完全燃烧，从而出现残渣和粉尘。防止燃爆工艺控制难， 仍存在一定的危险性。
• 堆肥处理方法
型水胶炸药；废弃火药 ( 粒状 ) 与含硝铵等水溶液
混合制成胶体炸药；废弃火药 ( 粒状 ) 代替部分硝
铵，制成新型铵油炸药；废弃火药粉碎后代替
TNT，制成粉状炸药。
• 火炸药生产过程中产生大量“三废”通常是指：含酸、碱 、有机硝化物等污染的废水；含氮氧化物、酸雾、粉尘等 污染物的废气；含有不合格产品、加工残余物及多种副产 物污染物的废渣。
• 细纤维丝网（玻璃棉）除雾
• 除雾原理：悬浮在气体中的液体微粒在较低的流速下，以布郎 运动向致密的细纤维丝网进行分子扩散，当与纤维表面接触时
就被吸附，由于毛细管作用使液滴不断增大，再从纤维上脱落
下来。由于细纤维丝网除雾主要是利用扩散吸附作用除雾，因 此要求通过丝网的含雾气体要有较低的速度，属于高效型，适
• 除了气、液、固三态形式的污染排放物之外，火炸药工业 还存在噪声污染。 • 火炸药生产过程中环境保护的一个重要措施，就是针对不 同的污染排放物特点，利用适当的环保技术进行相应的处 理，使排放物有害程度达到国家规定的排放标准，以减少 和消除对环境的污染。
• 废气处理方法
• 大气污染物主要有七类：一氧化碳和二氧化碳，硫氧化物（ SOx），氮氧化物（NOx），碳氢化合物（HC，包括含氧有机 物），氧化剂，卤素及其化合物，粉尘类颗粒物。这七类大气 污染物中，有些是由污染源直接排放入大气的，称为“一次污 染物”；有些是一次污染物在大气环境中经过物理化学变化转 化形成的，称为“二次污染物”。 • 大气污染物的来源分为自然源和人工源两大类，自然源指由于 自然界的生命活动或其它自然现象的变化所产生的污染物来源 ；人工源指由于人类生活及生产活动所产生的污染物来源。主 要的人工源有三类：燃料的燃烧，工矿企业生产过程中产生的
合炸药组分的回收和利用。
• 废旧火炸药在民用炸药中的再利用技术
• 含能材料的特征之一是自身发生化学反应并放出能量。民 用炸药消耗量很大，一些大国每年的需求量都达到百万吨
级的数量。而军用含能材料本身就是很好的民用炸药，所 以废弃后作为民用炸药是理所当然的。因此，处理废弃火 炸药的最好方法还是作为能源再利用。
七、废旧火炸药处理与再生 利用
• 火炸药，特别是用于武器弹药的火炸药都有一定的储存和 使用寿命, 其贮存、使用的安全性和可靠性都有可能发生 剧变，成为废弃的火炸药，即称之为过期和报废的火炸药 。
• 废旧火炸药主要来自三个方面，一个是军方的报废弹药， 如炮弹、航弹、地雷、鱼雷、手榴弹、火箭、导弹或其它 的特种弹药；另一个是来自国库，这里包含着火炸药所服 务的武器退役了和寿命告终的火炸药；最后一个是来自火 炸药的生产厂家报废品，如火药生产中的不合格品、固体 推进剂浇铸和加工中所剩下的残药等。
化棉、硝化甘油、硝基胍、二硝基甲苯、苯二甲酸二丁酯 等原料再利用；另一方面，也可以通过化学反应，使其转 化为其它化工产品。
• 从废弃发射药中回收硝化棉 • 单基药制备草酸
• 废旧火炸药在弹药中的再生利用 • 含能材料的特征之一是自身发生化学反应并放出能量。因此， 处理废弃火炸药的最好方法还是作为能源再利用。当武器退役 后，但其弹药中的火炸药并没有失效，可以对这类火炸药进行 改性与改型处理，再用于军事，这在战时应用尤为重要。 • 对于安定性符合要求、弹道性能不符合要求 的发射药，可以采 用外搭配方法进行调整。采用混合装药的方法调节弹道性能， 以满足兵器的要求。 • 对于安定性尚符合要求 ，而弹道性能不符合要求的发射药，可 以采用重新改制的方法，即：改性和改型的方法。在改制中， 可以补加某些成分，甚至制成新组分的火药。 • 废弃发射药改性制造其它发射药；推进剂的改性利用；废弃混
• 作为特种民用炸药 • 塑性炸药；黏性炸药；橡皮炸药；热固炸药；低密度泡沫 炸药；耐热炸药。 • 制造含火药的耐水工业炸药和粉状工业炸药
• 制造含火药的耐水工业炸药和粉状工业炸药
• 在进行大爆破时可以直接使用废旧发射药。废弃
火药可用于制造多种民用炸药。废弃火药经粉碎
后作为敏化剂，制成含水浆状炸药； 废弃火药经 粉碎后加入含甲胺硝酸盐的含水炸药中，制成新
• 用液体吸收法吸收废气中氮氧化物的优点：工艺较简单，
投资少，对各类排放废气的适应性好，可根据具体情况选 择相宜的吸收液，能以硝酸盐等形式回收氮氧化物，达到 综合治理的目的。缺点是吸收效率不高，对含氮氧化物较 多的废气净化效果较差（除非采取氧化措施），不宜处理 气量很大的尾气。
• 目前液体吸收法可分为下列6种类型。
变成环境可接受的、危险性较低或无危险性的物质，有的分解
或降解产物还可以通过进一步的分离处理，成为有用的化工原 材料。
• 现用来处理钝化废旧火炸药的方法有（8种）：
• a) 用碱(例如氢氧化钠、氨水等)使废旧火炸药发生水解反应； • b) 采用熔融盐；
• c) 采用超临界水氧化法破坏废旧火炸药；
• d) 利用生物降解的技术(堆肥技术、真菌转变等）； • e) 使用紫外线-臭氧和紫外线-过氧化物使废旧火炸药氧化分解 ； • f) 采用热解法破坏废旧火炸药中的不稳定组分； • g) 用硫化物对含有火炸药的沉积物进行还原处理,使钝感化； • h) 用高能电子束或γ射线照射的方法使废旧火炸药钝感化。