一种高浓度工业有机废液减压释气‑催化碳化制备固态衍生燃料的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高浓度工业有机废液减压释气‑催化碳化制备固态衍生燃料的方法及装置，方法包括：将高浓度有机废液注入减压释气‑催化碳化装置中，投加催化剂，加入NaOH调节pH值，加温反应，释放的气体经过干燥器处理，进入活性炭吸附罐处理或焚烧炉焚烧后排放；反应完毕后自然冷却反应装置，开启卸料孔取出粉末状碳化反应产物，即为高浓度有机废液制备的固态衍生燃料。本发明专利技术的方法操作简单，不受限于高浓度有机废液的性质，适用范围广，易于工程化，为难处理高浓度工业废液无害化和资源化提供一种经济可行的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高浓度难降解工业废水处理及资源化
，特别涉及一种高浓度工业有机废液减压释气-催化碳化制备固态衍生燃料的方法及装置。
技术介绍
高浓度难降解工业废水或废液的处理方法主要有氧化、还原、混凝、生化等及其组合工艺等。但对于一些工业生产中产生的COD浓度极高的有机废液(例如高沸点蒸馏残液，膜分离浓缩液)，COD往往高达数十万mg/L，按常规的废水处理方法，根本无法将其处理至达标排放；而采用湿式氧化等高端技术，投资和运行费用无法为实际工程所承受；膜分离技术也无法分离处理该类有机物浓度极高的废液，而且附带产生浓缩液难以处置的问题；如将该类高浓度有机废液作为危险废弃物处置，处置成本又极高。考虑到这些高浓度废液中蕴含的有机物从某种意义上讲是资源，所以对于该类高浓度有机废液的处理处置，需转变思路，将其中有机物作为资源和能源回收，不仅能够符合污染物减排要求，而且通过资源化和能源化能够产生较大经济效益，是最为合理有效的处理处置方法。目前，关于高浓度有机废液中的有机物资源化的研究和应用最多的是厌氧消化产甲烷，但厌氧产甲烷技术只适合于毒性较小、易于生物降解的剩余污泥、食品工业及畜禽废水。对于浓度极高、可生化性差且有一定毒性的工业有机废液，厌氧菌难以正常生长代谢，厌氧产甲烷技术效果有限，依然无法获得显著的有机物资源化和总量减排的效果。微生物燃料电池是近年来开始研究的新技术，其原理是将废水中有机物蕴含的化学能转化为电能而实现资源化，但限于微生物产电效率有限而无法获得较高的电流强度，使其仅能停留在理论和实验室研究阶段，无法实现工程应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高浓度工业有机废液减压释气-催化碳化制备固态衍生燃料的方法及装置，该操作简单，不受限于高浓度有机废液的性质，适用范围广，易于工程化，为难处理高浓度工业废液无害化和资源化提供一种经济可行的方法。本专利技术的一种高浓度工业有机废液减压释气-催化碳化制备固态衍生燃料的方法，包括：(1)将高浓度工业有机废液注入减压释气-催化碳化装置中，投加催化剂，加入NaOH调节pH值至8.0～9.0，加温至180～200℃反应3.0～4.0h，释放的气体经过干燥器处理，进入活性炭吸附罐处理或焚烧炉焚烧后排放；其中，催化剂为黄铁矿和MnO2；(2)反应完毕后自然冷却反应装置；(3)待反应装置冷却后，开启卸料孔取出粉末状碳化反应产物，即为固态衍生燃料。所述步骤(1)中高浓度有机废液为工业生产中产生的、COD高达数十万mg/L以上的有机废液；其中，所述废液难以用常规废水处理方法处理达标。所述步骤(1)中高浓度有机废液加入量占反应装置有效容积的2/3。所述步骤(1)中黄铁矿粉投量与工业有机废液的比例为0.5～1.0g：1L；MnO2粉末投量与工业有机废液的比例为0.1g：1L。所述步骤(1)中反应过程中产生的水蒸气和少量废气混合物通过减压释气阀排出。所述步骤(3)中固态衍生燃料的热值为18.7～22.2MJ/kg。所述步骤(1)中减压释气-催化碳化装置以不锈钢材质制作，内壁防腐，配置加热、温控及测压装置，外壁设置隔热措施。一种高浓度工业有机废液减压释气-催化碳化制备固态衍生燃料的装置，包括装置反应釜，其中所述的装置反应釜上端中间设有装置搅拌机、下端设有卸料孔，所述的装置搅拌机一侧装置反应釜上端设有在线压力计和压力报警器、另一侧设有在线温度计和温度报警器，所述的装置反应釜一侧、下端设有检修入孔，所述的装置反应釜内部侧面上设有电加热器，所述的装置反应釜两侧面上端分别设有减压释气管和进料液管道，所述的装置反应釜上、减压释气管下端设有溢流液排放管，所述的溢流液排放管下端设有溢流液承接池，所述的进料液管道通过催化剂投加管道和碱投加管道分别与催化剂溶药槽和碱溶药槽连接，所述的催化剂溶药槽上端分别设有催化剂溶药搅拌机和催化剂投加计量泵，所述的碱溶药槽上端设有碱溶药搅拌机和碱投加计量泵。所述的减压释气管上设有减压释气阀。所述的溢流液排放管上设有溢流液排放阀。所述的进料液管道与催化剂投加管道和碱投加管道连接两侧分别设有进料液调节阀。一种使用所述的一种高浓度工业有机废液减压释气-催化碳化制备固态衍生燃料的装置，其中所述装置采用间歇序批式工作过程，包括下列步骤：(a)开启废液进料液调节阀；开启释气减压阀；开启溢流液排放阀；开启废液进水泵；开启催化剂溶药搅拌机；开启碱溶药搅拌机；开启催化剂投加计量泵；开启碱投加计量泵；直至溢流管有废液流出，废液充满反应装置；(b)然后关闭溢流液排放阀；关闭废液进料液调节阀；关闭废液进水泵；关闭催化剂溶药搅拌机；关闭碱溶药搅拌机；关闭催化剂投加计量泵；关闭碱投加计量泵；(c)开启电加热器，反应器内部升温；开启装置搅拌机；开启释气减压阀PLC自动控制，释放的气体经干燥处理后至活性炭吸附装置处理，或送至焚烧炉焚烧处理；搅拌、释气及加热反应3.0～4.0h，完成反应；(d)关闭搅拌机；关闭电加热器；自然冷却后打开卸料孔，得到的固态物质即为所制备的固态衍生燃料。所述减压释气-催化碳化反应器的安全运行保护技术措施为：由在线温度计将信号反馈给PLC自动控制系统，通过自动控制系统控制电加热器，使反应器内温度维持在正常工作温度范围；当反应器内温度超过安全工作温度的范围时，温度报警器报警并自动切断加热电源；当反应器内压力超过安全工作压力范围时，压力报警器报警并自动切断加热电源，并通过自动控制系统完全开启减压释气阀，以快速降低反应器压力。所述开启释气减压阀PLC自动控制，当装置内部压力超过一定数值时，释气减压阀自动开启释气，当装置内部压力低于一定数值时，释气减压阀自动关闭。本专利技术针对高浓度难降解工业有机废液的无害化和资源化问题，另辟蹊径，提出高浓度有机废液减压释气-催化碳化制备固态衍生燃料的资源化新方法。其基本原理为：在密闭反应釜中设置减压释气调节阀，在加热减压条件下使废液中水分以水蒸气形式的蒸发，使废液一定程度上脱水；同时在催化剂存在的条件下，将废液中有机物分子改性并进一步脱水碳化，获得热值较高的固态衍生燃料；在减压加热、催化及脱水碳化过程中，释放的气体主要是水蒸气、少量挥发性有机废气的混合物，经干燥处理后可通过活性炭过滤或进焚烧炉焚烧处理。本专利技术的主要特点是操作简单；与厌氧产甲烷等技术相比，不受限于高浓度有机废液的性质，适用范围广；易于工程化。本专利技术为难处理高浓度工业废液无害化和资源化提供一种经济可行的方法，符合工业领域节能减排的发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高浓度工业有机废液减压释气‑催化碳化制备固态衍生燃料的方法，包括：(1)将高浓度工业有机废液注入减压释气‑催化碳化装置中，投加催化剂，加入NaOH调节pH值至8.0～9.0，加温至180～200℃反应3.0～4.0h，释放的气体经过干燥器处理，进入活性炭吸附罐处理或焚烧炉焚烧后排放；其中，催化剂为黄铁矿和MnO2；(2)反应完毕后自然冷却反应装置；(3)待反应装置冷却后，开启卸料孔取出粉末状碳化反应产物，即为固态衍生燃料。

【技术特征摘要】
1.一种高浓度工业有机废液减压释气-催化碳化制备固态衍生燃料的方法，包括：
(1)将高浓度工业有机废液注入减压释气-催化碳化装置中，投加催化剂，加入NaOH调节
pH值至8.0～9.0，加温至180～200℃反应3.0～4.0h，释放的气体经过干燥器处理，进入活性炭
吸附罐处理或焚烧炉焚烧后排放；其中，催化剂为黄铁矿和MnO2；
(2)反应完毕后自然冷却反应装置；
(3)待反应装置冷却后，开启卸料孔取出粉末状碳化反应产物，即为固态衍生燃料。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度工业有机废液减压释气-催化碳化制备固态衍生燃料的方
法，其特征在于，所述步骤(1)中高浓度有机废液为工业生产中产生的、COD高达数十万
mg/L以上的有机废液。
3.根据权利要求1所述的一种高浓度工业有机废液减压释气-催化碳化制备固态衍生燃料的方
法，其特征在于，所述步骤(1)中高浓度有机废液加入量占反应装置有效容积的2/3。
4.根据权利要求1所述的一种高浓度工业有机废液减压释气-催化碳化制备固态衍生燃料的方
法，其特征在于，所述步骤(1)中黄铁矿粉投量与工业有机废液的比例为0.5～1.0g：1L；
MnO2粉末投量与工业有机废液的比例为0.1g：1L。
5.根据权利要求1所述的一种高浓度工业有机废液减压释气-催化碳化制备固态衍生燃料的方
法，其特征在于，所述步骤(3)中固态衍生燃料的热值为18.7～22.2MJ/kg。
6.一种高浓度工业有机废液减压释气-催化碳化制备固态衍生燃料的装置，包括装置反应釜
(2)，其特征在于：所述的装置反应釜(2)上端中间设有装置搅拌机(1)、下端设有卸料孔
(29)，所述的装置搅拌机(1)一侧装置反应釜(2)上端设有在线压力计(3)和压力报警
器(4)、另一侧设有在线温度计(10)和温度报警器(11)，所述的装置反应釜(2)一侧、
下端设有检修入孔(22)，所述的装置反应釜(2)内部侧面上设有电加热器(21)，所述的装
置反应釜(2)两侧面上端分别设有减压释气管(6)和进料液管道(13)，所述的装置反应釜
(2)上、减压释气管(6)下端设有溢流液排放管(8)，所述的溢流液排放管(8)下端设有
溢流液承...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛罡，张文启，高品，李响，张禾，刘振鸿，张凡，张文娟，王成，薛顺利，韩闯，魏欣，孟迪，顾超超，辛海霞，陈畅愉，成钰莹，来思周，甘雁飞，徐小强，杨帆，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31