间歇性大流量废气再循环高效处理装置的制作方法

本发明涉及液体真空喷射、信号采集、中和处理及自动反馈控制等领域，尤其涉及到液体推进剂增压废气处理。具体地，涉及间歇性大流量废气再循环高效处理装置。

背景技术：

1、姿轨控液体火箭发动机热试车通常采用气体增压方式实现推进剂供给，通过调节增压气体压力，实现试车过程中发动机入口压力调节，试车结束后，放空增压气体，试验系统泄压。增压气体在贮箱内与推进剂接触，在排放时会携带推进剂蒸汽，形成废气。试验过程中的增压压力高，根据试车目的不同，需进行多种工况、混合比下的试车，在此过程中伴随废气的排放，增压废气具有间歇性大流量的特征，为增压废气的达标排放带来挑战。因此，亟需针对增压废气研制间歇性大流量的废气高效处理装置。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种间歇性大流量废气再循环高效处理装置。

2、根据本发明提供的一种间歇性大流量废气再循环高效处理装置，包括真空缓冲单元、抽空处理单元、放散模块以及监测终端，真空缓冲单元连接抽空处理单元，抽空处理单元连接放散模块，监测终端分别连接于真空缓冲单元、抽空处理单元以及放散模块上；

3、真空缓冲单元通过管路与试车增压贮箱连接，在贮箱进行大流量排气时起到气垫缓冲作用；抽空处理单元对真空缓冲单元进行抽真空，实现排放废气的循环回流再处理，处理达标后的废气从放散模块进行排放。

4、优选的，抽空处理单元包括二级液体喷射泵、二级引射喷头、一级液体喷射泵、一级引射喷头、循环泵ⅰ、中和液以及循环泵ⅱ，一级引射喷头安装在一级液体喷射泵内，二级引射喷头安装在二级液体喷射泵内，循环泵ⅰ和循环泵ⅱ分别安装在一级液体喷射泵和二级液体喷射泵的底部，循环泵ⅰ和循环泵ⅱ抽吸中和液，将中和液加压后输分别送至一级引射喷头和二级引射喷头高速射流。

5、优选的，抽空处理单元还包括回流路、流量计ⅰ、电磁阀、流量计ⅱ、中和液流量调节阀ⅰ、加液口ⅰ、排气口ⅰ、加液口ⅱ、排气口ⅱ、中和排放阀ⅰ、中和排放阀ⅱ、中和液流量调节阀ⅱ以及排气管道；

6、流量计ⅰ一端连接二级液体喷射泵，流量计ⅰ另一端连接中和液流量调节阀ⅱ，流量计ⅱ一端连接一级液体喷射泵，流量计ⅱ一端连接中和液流量调节阀ⅰ，中和液流量调节阀ⅰ和中和液流量调节阀ⅱ分别连接循环泵ⅰ和循环泵ⅱ，中和液底部分别设有与之相对应的中和排放阀ⅰ和中和排放阀ⅱ；

7、二级液体喷射泵的中和液顶部分别设有加液口ⅱ、和排气口ⅱ，一级液体喷射泵的中和液顶部分别设有加液口ⅰ和排气口ⅰ，排气口ⅱ连接排气管道，排气口ⅰ和二级液体喷射泵分别连接电磁阀，电磁阀连接回流路。

8、优选的，抽空处理单元还包括回流调节阀、流量调节阀ⅱ、流量调节阀ⅲ、整流板、气液分离器、排液阀、液位计ⅱ以及液位计ⅲ，一级液体喷射泵分别连接整流板和气液分离器，气液分离器连接排液阀，整流板连接流量调节阀ⅱ，流量调节阀ⅱ连接流量调节阀ⅲ，流量调节阀ⅱ和流量调节阀ⅲ之间连通回流路，回流调节阀连接于回流路上，回流路连接排气管道，排气管道连接放散模块。

9、优选的，真空缓冲单元包括真空缓冲容器、容器排液阀以及液位计ⅰ，容器排液阀连接于真空缓冲容器底部，液位计ⅰ连接于真空缓冲容器上，真空缓冲容器连接流量调节阀ⅰ。

10、优选的，当抽空处理单元工作时，流量调节阀ⅱ、流量调节阀ⅲ开启，开始对真空缓冲容器进行抽真空，直到将其真空度抽至极限值，在此过程中，流量调节阀ⅰ处于关闭状态，处理装置状态设置完毕，具备废气处理能力。

11、优选的，放散模块包括放散管冷套、液体收集器、放散管支座、放散管底阀以及放散管，放散管顶部连接放散管冷套，放散管底部连接于放散管支座上，液体收集器连接于放散管上，液体收集器底部设有放散管底阀；

12、处理达标后的废气中携带的中和液蒸汽通过放散管冷套在放散管内凝结,在重力作用下汇集到液体收集器中，并通过放散管底阀回收处理。

13、优选的，监测终端包括压力传感器ⅰ、浓度检测仪ⅰ、浓度检测仪ⅱ以及压力传感器ⅱ，压力传感器ⅰ连接流量调节阀ⅰ，浓度检测仪ⅰ连接放散模块，浓度检测仪ⅱ位于回流路和电磁阀之间，压力传感器ⅱ连接流量调节阀ⅲ。

14、优选的，压力传感器ⅰ监测试验贮箱排放废气的压力，压力传感器ⅱ监测真空缓冲容器内的压力；

15、当压力传感器ⅰ检测到压力升高信号，流量调节阀ⅰ打开，废气进入到真空缓冲容器中，当压力传感器ⅰ检测到的压力信号降低到推进剂的饱和蒸汽压时，流量调节阀ⅰ关闭。

16、优选的，浓度检测仪ⅰ和浓度检测仪ⅱ分别用于监测放空管和一级液体喷射泵处理后的废气有害成分浓度；

17、通过浓度检测仪ⅰ和浓度检测仪ⅱ的浓度参数进行中和液流量调节阀ⅰ、中和液流量调节阀ⅱ以及回流调节阀的调节控制。

18、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

19、本发明通过真空缓冲单元、抽空处理单元、放散模块和监测终端各自功能的协同配合，对液体火箭发动机热试车过程中产生的间歇性大流量废气进行中和处理，实现达标排放。可有效改善试验现场的工作环境，降低试验废气对大气污染，具有较好现实价值和市场应用前景。

技术特征：

1.一种间歇性大流量废气再循环高效处理装置，其特征在于，包括真空缓冲单元、抽空处理单元、放散模块以及监测终端，所述真空缓冲单元连接所述抽空处理单元，所述抽空处理单元连接所述放散模块，所述监测终端分别连接于所述真空缓冲单元、所述抽空处理单元以及所述放散模块上；

2.根据权利要求1所述的间歇性大流量废气再循环高效处理装置，其特征在于，所述抽空处理单元包括二级液体喷射泵(10)、二级引射喷头(11)、一级液体喷射泵(15)、一级引射喷头(16)、循环泵ⅰ(29)、中和液(32)以及循环泵ⅱ(34)，所述一级引射喷头(16)安装在所述一级液体喷射泵(15)内，所述二级引射喷头(11)安装在所述二级液体喷射泵(10)内，所述循环泵ⅰ(29)和所述循环泵ⅱ(34)分别安装在所述一级液体喷射泵(15)和所述二级液体喷射泵(10)的底部，所述循环泵ⅰ(29)和所述循环泵ⅱ(34)抽吸所述中和液(32)，将所述中和液(32)加压后输分别送至所述一级引射喷头(16)和所述二级引射喷头(11)高速射流。

3.根据权利要求2所述的间歇性大流量废气再循环高效处理装置，其特征在于，所述抽空处理单元还包括回流路(8)、流量计ⅰ(9)、电磁阀(14)、流量计ⅱ(20)、中和液流量调节阀ⅰ(23)、加液口ⅰ(25)、排气口ⅰ(27)、加液口ⅱ(28)、排气口ⅱ(30)、中和排放阀ⅰ(31)、中和排放阀ⅱ(33)、中和液流量调节阀ⅱ(36)以及排气管道(37)；

4.根据权利要求3所述的间歇性大流量废气再循环高效处理装置，其特征在于，所述抽空处理单元还包括回流调节阀(12)、流量调节阀ⅱ(17)、流量调节阀ⅲ(18)、整流板(21)、气液分离器(22)、排液阀(24)、液位计ⅱ(26)以及液位计ⅲ(35)，所述一级液体喷射泵(15)分别连接所述整流板(21)和所述气液分离器(22)，所述气液分离器(22)连接所述排液阀(24)，所述整流板(21)连接所述流量调节阀ⅱ(17)，所述流量调节阀ⅱ(17)连接所述流量调节阀ⅲ(18)，所述流量调节阀ⅱ(17)和所述流量调节阀ⅲ(18)之间连通所述回流路(8)，所述回流调节阀(12)连接于所述回流路(8)上，所述回流路(8)连接所述排气管道(37)，所述排气管道(37)连接所述放散模块。

5.根据权利要求4所述的间歇性大流量废气再循环高效处理装置，其特征在于，所述真空缓冲单元包括真空缓冲容器(1)、容器排液阀(2)以及液位计ⅰ(3)，所述容器排液阀(2)连接于所述真空缓冲容器(1)底部，所述液位计ⅰ(3)连接于所述真空缓冲容器(1)上，所述真空缓冲容器(1)连接流量调节阀ⅰ(4)。

6.根据权利要求5所述的间歇性大流量废气再循环高效处理装置，其特征在于，当所述抽空处理单元工作时，所述流量调节阀ⅱ(17)、所述流量调节阀ⅲ(18)开启，开始对所述真空缓冲容器(1)进行抽真空，直到将其真空度抽至极限值，在此过程中，所述流量调节阀ⅰ(4)处于关闭状态，处理装置状态设置完毕，具备废气处理能力。

7.根据权利要求1所述的间歇性大流量废气再循环高效处理装置，其特征在于，所述放散模块包括放散管冷套(6)、液体收集器(38)、放散管支座(39)、放散管底阀(40)以及放散管(41)，所述放散管(41)顶部连接所述放散管冷套(6)，所述放散管(41)底部连接于所述放散管支座(39)上，所述液体收集器(38)连接于所述放散管(41)上，所述液体收集器(38)底部设有所述放散管底阀(40)；

8.根据权利要求5所述的间歇性大流量废气再循环高效处理装置，其特征在于，所述监测终端包括压力传感器ⅰ(5)、浓度检测仪ⅰ(7)、浓度检测仪ⅱ(13)以及压力传感器ⅱ(19)，所述压力传感器ⅰ(5)连接所述流量调节阀ⅰ(4)，所述浓度检测仪ⅰ(7)连接所述放散模块，所述浓度检测仪ⅱ(13)位于所述回流路(8)和所述电磁阀(14)之间，所述压力传感器ⅱ(19)连接所述流量调节阀ⅲ(18)。

9.根据权利要求8所述的间歇性大流量废气再循环高效处理装置，其特征在于，所述压力传感器ⅰ(5)监测试验贮箱排放废气的压力，所述压力传感器ⅱ(19)监测真空缓冲容器内的压力；

10.根据权利要求8所述的间歇性大流量废气再循环高效处理装置，其特征在于，所述浓度检测仪ⅰ(7)和所述浓度检测仪ⅱ(13)分别用于监测放空管和一级液体喷射泵(15)处理后的废气有害成分浓度；

技术总结
本发明提供了一种涉及液体真空喷射、信号采集、中和处理及自动反馈控制等领域的间歇性大流量废气再循环高效处理装置，包括真空缓冲单元、抽空处理单元、放散模块以及监测终端，真空缓冲单元连接抽空处理单元，抽空处理单元连接放散模块，监测终端分别连接于真空缓冲单元、抽空处理单元以及放散模块上；真空缓冲单元通过管路与试车增压贮箱连接，在贮箱进行大流量排气时起到气垫缓冲作用；抽空处理单元对真空缓冲单元进行抽真空，实现排放废气的循环回流再处理，处理达标后的废气从放散模块进行排放。本发明对液体火箭发动机试验过程中产生的推进剂废气进行吸收、中和处理，对推进剂贮箱增压产生的间歇性大流量废气高效净化处理达标排放。

技术研发人员：王开厅,朱晓骅,沈锡江,俞春生,李慧,徐晶磊,邱琳淞
受保护的技术使用者：上海空间推进研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12