[发明专利]一种大流量有毒推进剂富氧燃气无害化处理装置及方法

权利要求书

1.一种大流量有毒推进剂富氧燃气无害化处理装置，其特征在于，该处理装置包括燃烧室，所述燃烧室包括依次连接的转接装置（1）、喷注支板（2）、连接I段（3）、喷注I环（4）、连接II段（5）、喷注II环（6）、连接III段（7）、燃烧段（8）和燃烧室出口（10），其中，所述转接装置（1）用于与前段减压室连接以输入高温低压富氧燃气；所述喷注支板（2）、喷注I环（4）和喷注II环（6）为夹层结构，夹层内通有燃料，用于向燃烧室中喷入燃料，在燃烧室内与高温富氧燃气进行燃烧，生成低毒或无毒的高温燃气；所述喷注支板（2）包括集液环和支板，所述支板伸入燃烧室内部，个数为4~8个，沿周向均布，支板背风壁面上设置多组自击式直流喷嘴；所述燃烧段（8）为高温富氧燃气提供燃烧空间，燃烧后的气体产物经喉部（9），由燃烧室出口（10）排出。

2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述燃烧室各段间采用可拆卸法兰连接结构、石墨缠绕垫密封；或者，所述燃烧室通过增材制造技术一体成型。

3.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述喷注I环（4）包括集液环，所述集液环的内壁为喷注壁，喷注I环（4）的喷注壁上周向设置至少一圈垂直壁面的直流喷嘴，相邻圈喷嘴周向相错0~45°。

4.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述喷注II环（6）包括集液环，喷注II环（6）的喷注壁上周向设置至少一圈垂直壁面的直流喷嘴和至少一圈切向直流喷嘴，切向直流喷嘴朝向燃烧室出口方向，相邻圈喷嘴周向相错0~45°。

5.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述喷注支板（2）、喷注I环（4）和喷注II环（6）的喷注压降为0.5~2MPa，不高于燃烧室内压力。

6.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述喷注I环（4）和/或喷注II环（6）中集液环为分层流道结构，包括均流腔（11）和环形槽（12），所述均流腔（11）位于环形槽（12）的外围，两者之间布置分隔板（13），通过分隔板（13）上开设的均流孔（14）连通，所述环形槽（12）开设在分隔板（13）内侧的环形筋板（15）上，环形槽（12）底部开孔或者安装喷嘴，向燃烧室内喷注燃料。

7.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述转接装置（1）、连接I段（3）、连接II段（5）、连接III段（7）和燃烧段（8）采用夹层水冷结构。

8.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述连接I段（3）、连接II段（5）和连接III段（7）的扩张角小于15°；和/或

所述燃烧段（8）包括直段和收敛段，收敛段收敛角为15°～90°，满足燃气在该燃烧段停留时间大于10ms；和/或

所述燃烧室出口（10）为微扩结构，扩张角小于7°。

9.根据权利要求7所述的处理装置，其特征在于，所述转接装置（1）、连接I段（3）、连接II段（5）、连接III段（7）和燃烧段（8）中冷却水出口朝向燃烧室出口方向，冷却水流出夹层水冷结构时向燃烧室出口（10）喷出，形成水幕，对燃气燃烧后产物降温溶解。

10.一种大流量有毒推进剂富氧燃气无害化处理方法，通过权利要求1至9之一所述的处理装置实施，包括：

燃气发生器产生的高压高温富氧燃气经降压后通过转接装置（1）进入燃烧室，燃料经喷注支板（2）、喷注I环（4）和喷注II环（6）以轴向、径向和切向喷注方式进入燃烧室，与富氧燃气混合燃烧，最终燃烧生成的低毒或无毒的高温燃气经喉部（9）由燃烧室出口（10）排出。

11.根据权利要求10所述的处理方法，其特征在于，所述燃料为偏二甲肼水溶液，偏二甲肼与水的质量比为1：（0~2.5）。

12.根据权利要求10所述的处理方法，其特征在于，所述燃料由喷注支板（2）、喷注I环（4）和喷注II环（6）喷入燃烧室的比例为（4~6）：（2~3）：（2~3）。