一种销毁纸质涉密文件的方法及装置

技术领域

本发明属于涉密文件处理技术领域，具体涉及一种销毁纸质涉密文件的方法与装置。

背景技术

国防军事、外交、机要、政府机关等涉密单位甚至企业都有大量涉密文件需要销毁，销毁的目的是使得涉密载体记载的秘密信息不能复原。

目前，绝大多数涉密文件纸张采用集中销毁方式，集中处理包括：专人押运送至锅炉或焚烧炉中焚烧，送到造纸厂浆池中打浆销毁监销；另外还有现场直接销毁的处理方式，包括：高精度碎纸机、简易焚化炉以及小型破碎打浆机；前者这种集中销毁方式不仅麻烦且极大消耗人力物力，而后者这些方法中，碎纸机大多将文件破碎成较细的纸条和纸片，存在可复原的风险，简易焚化炉则存在烟尘处理等环保问题，小型破碎打浆处理方法则存在浆料粘稠、堵塞而设备故障率高等一系列问题，从而使得涉密文件难以在现场简单、有效的即时处置，更难以保证达到重要涉密文件的销毁要求，亟需更为简单、有效的解决方案。

发明内容

鉴于以上情况，本发明的目的在于提供一种简单、有效，能够彻底销毁纸质涉密文件的装置及方法。

本发明采用惰性气体保护气氛下对涉密文件（废旧纸张）进行高温碳化处理，有别于传统的焚烧过程，是一种全新的解决方案。

本发明提供的销毁纸质涉密文件的装置，包括：

（1）至少一个高温碳化处置室，用以容纳待处置的纸质涉密文件，最少有可供纸质文件送入的入口，该入口是可封闭的；还带有可供惰性工质进入与排出的接口，以及将处置完成的碳化物进行破碎的机构，以及可供水源接入的接口，以及可将处置完成的纸张粉末及清洗水源送入下水道的接口，并且，优选但非必要的还包括附属的保温、隔热材料层，以减少能量损失；

（2）至少一个氮气工质发生器，与高温处置室的惰性工质接口连接，用以对高温处置室提供惰性工质保护条件；

（3）至少一个加热器，用以对氮气工质发生器输出的惰性工质加热，为高温处置室提供高温碳化能量；

（4）至少一个高温过滤装置，用以对高温处置室内可能存在的粉尘进行截留，优选是可自清洁的过滤方式，如采用错流过滤型式的过滤装置；

（5）可将碳化完成的纸张进行进一步破碎的机构，可以是各种型式的破碎机构，用于将碳化完成的纸张进一步进行粉碎，以方便排入下水道；

（6）用于接入水源的管道、阀门与接口等附件，用以将碳化完成的纸张粉末冲入下水道；

（7）一套控制组件，用于对处置室内温度、含氧量进行控制，以及对各分设备进行启停、控制等操作。控制组件的设计对于本领域的技术人员而言是容易做到的，具体不详述。

基于上述装置的毁纸质涉密文件的方法，具体步骤如下：

（1）将待处置的纸质涉密文件从高温碳化处置室送入口，送入高温碳化处置室；关闭送入口；

（2）接通电源，启动氮气工质发生器，启动加热器，以每分钟1～3℃的升温速率对氮气工质发生器输出的氮气工质进行加热，并送入高温处置室，将高温处置室的温度控制在300～800℃，更优选的，控制在300～500℃；并且，同时，通过调整氮气工质的流量，将高温处置室内的含氧量控制在≦16.2%，直至碳化完成；

（3）维持含氧量，将过剩工质以及可能存在的粉尘经高温过滤器过滤，然后排入下水道；

（4）如果高温过滤器过滤出现堵塞，则采用氮气工质进行反吹后自清洁；

（5）处置完成后，加热器关闭，停止加热器；

（6）关闭氮气工质发生器，停供氮气工质；

（7）启动纸张破碎机构，并引入水源，将碳化完成后的纸张粉末冲入下水道。

如上述步骤，即完成了处置过程。

本发明中，由加热器提供热源，并以惰性工质为载体将热源带入高温碳化处置室，在氮气工质的保护下约300～800℃，更优选的，在300～500℃的高温下将处置室内的涉密文件进行高温碳化。

由于高温处置室有氮气工质保护，并且高温处置室持续维持氧含量低于16.2%（v/v，体积百分比） 的“特殊的常压低氧环境” ，该“特殊的常压低氧环境”可有效的抑制燃烧过程的链式反应，避免明焰燃烧，避免剧烈氧化过程的发生；仅因为热源产生的高温而使处置室内的纸张完成高温碳化、裂解，而工质、碳化及裂解形成的裂解气（主要如少量甲烷、一氧化碳等气体）则经高温过滤器过滤后与碳化完成的纸张粉末一并直接排至下水道；其中，高温过滤器经长期运行堵塞时还可以氮气工质反吹而自清洁，而碳化完成后的纸张废弃物流经破碎处置室经破碎后接入水源将其冲入下水道从而完成整个处置过程。

本发明装置，结构简单，处理快速，销毁彻底。

附图说明

图1是本发明装置的的工艺流程示意图。

图2是实施例1中的实验实物照片。其中，从左往右依次是200℃、250℃、275℃、300℃、400℃仪表温度下，保温两小时后的纸片形貌。

图中标号：1是纸张送入口，2是氮气发生器工质反吹接入口，3是氮气发生器，4是加热器，5是高温碳化处置室，6是高温过滤器，7是水源接入口，8是破碎机构，9是工质排除管道，10下水管道，11为传感部件（温度、含氧量等检测传感等），12为控制器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

附图为简化的示意图，其中：

围绕高温处置室5，典型的，是一个可耐受高温条件的容器，包括优选但非必要的保温措施，该容器可自1送入待销毁的涉密纸张，纸张送入后，将容器恢复封闭状态，经氮气发生器3产生的氮气工质，通常，该工质的氮气组分大约为95～99.99%的氮气，同时，该工质的流量是经过设计的，可以至少在一定时间内将加热器4产生的热能带入高温处置室5，并为高温处置室5创造一种氧含量低于16.2%（v/v，体积百分比） 的“特殊的常压低氧环境”以及可使待销毁纸张碳化的足够的能量。

关于涉密文件（载有涉密信息的废旧纸张）碳化，纸张的主要成分为植物纤维素以及造纸工艺带入的填料、胶料和染料等辅助材料，成分复杂，为实现高温碳化，避免氧化反应的发生。众所周知，构成燃烧和爆炸必须同时具备三个要素：①助燃剂，②可燃物，③激发能源，其中：

助燃剂也即氧化剂，也即氧气，正常空气即含有大约21%（v/v）的氧气；

可燃物，目标空间的一切可燃物质、油分、含碳材料等；

激发能源，典型的即温度或明火，形式主要有：

机械能：如摩擦、撞击、绝热压缩、冲击波；

热能：如火焰、高温气体、辐射；

电能：如电火花、电弧、静电；

光能：如紫外线、红外线加热；

化学能：如分解、氧化、聚合的放热反应；触媒等。

当可燃物与氧混合并存在激发能源，即“三要素”同时具备时，将引起燃烧；实际研究表明，除上述3要素之外，维持一个稳定的、可持续进行的燃烧过程（化学反应过程）还有第四个要素，也是最易被人忽略的要素，即：未受到抑制的链式反应，理论上，上述四个要素中只要去掉一个，燃烧过程即变的不可持续，氧化反应也将就此受到抑制。正常空气中，氧气的体积百分比为大约21%，氮气78%，其他气体约占1%。科学试验表明，只要氧气浓度低于16.2%（低氧），火就不能再被点燃，燃烧不再能够持续进行，其机理是：氧浓度的差异减少了氧气支持燃烧的可利用率，氮分子对氧分子动力学性质的干扰所致，氮分子密度的增加提供了阻碍氧被利用的“缓冲区”。

因此，通过向高温处置室5内持续供应氮气工质来控制高温处置室的氧浓度，即可有效的抑制燃烧过程的发生，从而主动控制、避免氧化反应，而仅仅因外设加热器为热源产生的高温，在高温处置室内将纸张加热至纸张的碳化工艺温度点（通常，纸张可在约300～800℃完全碳化，更优选的，在300～500℃进行碳化，典型的，实际装置设计中采用可调节的温度区间适应更宽泛的不同品种废纸的处置要求），在高温处置室5内，由于氮气工质的注入，处置空间将持续维持形成一种氧含量低于16.2%（v/v，体积百分比） 的“特殊的常压低氧环境” ，该“特殊的常压低氧环境”可有效的抑制燃烧过程的链式反应，避免明焰燃烧，避免氧化过程的发生，而仅因为热源产生的高温而使纸张完成高温碳化、裂解，而工质、碳化及裂解可能形成的裂解气（主要如少量甲烷、一氧化碳等气体）则可经高温过滤器6过滤掉粉尘后工质排除，直接接入下水道；同时，经高温碳化处置完成的纸张粉末也将因引入的水源进入下水道而排放。

与传统的焚烧系统不同，本发明基于惰性工质保护条件下的高温无烟碳化过程，不仅可将废旧纸张彻底销毁为粉末状而无法复原，没有明焰燃烧带来的大量烟尘，有效的克服了传统处置技术的技术缺陷，作为现场处置设施，处置过程完成后的废弃物直接随着水源排入下水道，高效、方便、快捷、安全、环保。

实施例1

普通打印纸高温碳化：

（1）取直径50mm，高50mm，壁厚3mm的氧化铝陶瓷坩埚，放入剪碎的A4纸，再放入60*60*3mm的氧化铝半圆坩埚舟，置于管式炉的中心位置；出口处放入70*70*4mm的坩埚以堵住大部分开口，只留1-2mm的月牙状细缝以保持气体流通；

（2）通气体，氮气流量/空气流量均设定为0.5L/min

（3）温度程序设定并开始升温：以每分钟1度的速率由室温升至100度，再以每分钟3度的速率升温至设定温度，保温2小时后自然降温至室温再取出，观察纸的状态。

图2是上述实验的实物照片，从左往右依次是200℃、250℃、275℃、300℃、400℃仪表温度下，保温两小时后的纸片形貌。

表1是各实验条件下的现象总结

实施例2

500张A4废纸（暂按70g/m

为满足500张A4废纸（暂按70g/m2计，每张大约4.366g，总重量计2.183kg）的处置要求，处置室工作状态应满足不低于承重2.183kg、有效容积不低于满足存放500张A4废纸的要求，设计以高温处置室尺寸Ф400×400（mm）满足要求，同时，为方便纸张放入、碳化后方便的送入碎纸处置室，高温工作耐温按800℃以上的工作条件，表面温度不高于50℃的设计条件，并预留氮气工质、水源进出口等要求进行结构设计。

同时，在高温处置室内将纸张加热至纸张的碳化工艺温度点（通常，如上试验，纸张可在500℃内完全碳化，设计采用300～500℃可调节的温度区间可适应更宽泛的不同品种废纸的处置要求），在处置室内，因为高温处置室有氮气工质的注入，处置空间将持续维持形成一种氧含量低于16.2%（v/v，体积百分比） 的“特殊的常压低氧环境”，氮气工质流量、纯度以及所需热源均如公知技术设计选型。

同时，对可能存在的烟尘，采用可自清洁式的错流型氮气工质反吹自清洁的高温过滤器，选型破碎设备，并设计物料接入、水源接入及冲洗排放结构，其设备组成如下一览表：

主要公用工程消耗与设备物理特性如下一览表：

按本发明所述的步骤，在2小时内将500张A4废纸完全碳化成粉末，处置过程完成后的废弃物直接随着水源排入下水道，高效、方便、快捷、安全、环保。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。