涉及元素磷的氧化作用的废物处理方法技术

本发明专利技术描述了一种废物处理方法，此法包含在一种惰性的、非可燃性液体（如水）保护层中，由元素磷源和含氧气体化合而产生的氧化区。非可燃性液体避免了元素磷与大气氧以其它方式接触，因此元素磷在液体保护层里由含氧气体氧化，从而提供一个高温氧化区来焚化废物（如化学废物）。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术的背景在美国专利4686094里描述了一种方法，其中将一种元素磷物质与一种含氧的气体接触，而元素磷因一种惰性的、不可燃烧的液体（如水）保护层而避免与空气中的氧接触。当磷在诸如水这样液体的保护复盖层里时，元素磷和含氧的气体一起在液体保护层里以安全和有效的方式进行强烈放热的氧化作用。当选择水作保护层时，磷的氧化作用产生五氧化二磷，而得到磷酸溶液，它能被回收应用。如上所述，元素磷和氧之间的氧化反应是强烈放热的，由于磷在空气中通常在近于2300-2700℃的非常高的温度下燃烧，这依赖于如过量的空气。如果使用富氧的空气或基本上纯净的氧，那么氧化作用的温度可能甚至更高（如5000-6000℃）。本专利技术概要本专利技术是一种废物处理方法。此法包含了使用上述工艺类型灰化不要的废物。尽管该废物更具体地说是一种化学废物，但本专利技术通过灰化可广泛地应用于处理任何废物和废料。本法包括：（1）在惰性的不可燃烧的液体（如水）保护层里，至少使元素磷源和含氧气体开始化合，液体使元素磷避免以其它方式接触空气中的氧，因氧化作用而产生一个极高的高温区域。（2）将废物与那个氧化作用区域接触。当废物与由元素磷和氧在液体保护层里开始产生的氧化作用区域接触时，废物就被灰化或分解。另一方面，本专利技术的目的在于利用燃料和含氧气体的化合，在液体层内持续不断的氧化作用区域灰化废物，而含氧气体和燃料的化合在液体里产生和维持了氧化区。-->本专利技术的详细描述在上述与此相关的美国专利4686094中，对元素磷和含氧气体在保护的复盖液体里的基本反应作了描述。其保护的复盖液体最好用于创造此处所使用的氧化作用条件。如在相关的申请中所指出的，所用的含氧气体可以是纯氧或是与其他气体相混的氧。例如，如果希望的话，可以使用含少量氧和大量氮的空气。然而对本专利技术来讲最好使用基本上是纯的氧气。在本方法的一个最佳实施例中使用的可燃烧的元素磷物质类型也是可变的，可包括或是基本上纯净的元素磷，或是含元素磷的废物，诸如含P4的残渣。在元素磷源是P4残渣的情况下，本法最终是处理二种废料，也就是P4残渣和其他所选定的废物（如一种化学废物）。本专利技术的方法实施如下：用磷源和含氧气体在保护液体里（最好是水），在上述与此相关的申请中提出的条件下，用含氧气体中的氧启动并（如果希望的话）使元素磷的氧化作用持续下去。如前所述，氧化作用是强烈放热的，并提供按照本专利技术最终灰化或分解废物的方法。如果希望的话，当实施本专利技术时，开始元素磷组份和含氧气体一起存在于保护液体里，然后再放进废物。与美国专利4686094所描述的方法相比，本方法新颖的一点是按照本专利技术补充待处理的废物（例如化学废物）。本专利技术中可以使用的废物类型是多种多样的，其中包括像多卤代联苯、dioxins、二苯呋喃等这样的化学废物。比较好的是元素磷和氧气产生氧化作用区，其氧化作用区最终用于灰化或分解化学废物。元素磷和含氧气体继续化合以维持所需的强烈放热氧化作用区。废物（例如化学废物）在氧化作用发生之前可在液体里存在，或者随元素磷和氧进一步进行氧化作用而可以随它们一-->起加入。由于磷和含氧气体的混合一开始就发生氧化反应，以致一开始就产生所希望的、强烈放热的氧化作用区域，这对其后时间里带有替代或夹杂另外燃料的废物的氧化作用是需要的，这也在本专利的范围之内。按照本专利技术，当磷泵入可以作为本专利技术的废物处理炉的一种容器或反应器时，可用其他燃料替代品替代磷原料。例如氢气是一种废物水下氧化的付产物，而且它能回收并作为一种燃料成分重复利用来替代元素磷，因为氢和氧也以强烈放热的氧化反应而化合。产生的付产物氢气被认为是由于元素磷-氧化反应所生成的极高温度而使水分子分解成为氢和氧。乙炔是与氧一起以强烈放热方式燃烧的另一种燃料。作为本专利技术的一个最佳实例元素磷和氧之间的反应是强烈放热的反应，并产生极高的温度。在技术上一般都知道P4与氧化合产生高温的状况。例如德国公开专利3319606谈到用氧/氮混合物于2000-6000°K（约1727°-5727℃）把预热（600-800°K）的白P4蒸汽转化为P2O3，并叙述了当P4∶O2∶N2之比是1∶3∶1.75时，P4蒸汽在5400°K（约5127℃）燃烧。在美国专利4603039中，D.Kuxdorf等人叙述了日本专利说明书54-84890中描述的用干燥空气燃烧液体磷，直到2000℃都得到磷的五氧化物。另外，J.C.Barber在美国专利4608241第17栏上列出了元素磷与空气反应的磷焰估算温度表，并表明，所估算的实际温度将从高到2700℃（无过量空气）至约900℃（空气过量300%）。通常空气过量10～25%以得到火焰温度为2300°-2500℃。因此，如果使用富氧的空气或基本上是纯氧的情况来提高氧的含量，则会达到更高的-->火焰温度。上述Barber专利在第17栏13行到第18栏16行中表明，有机化学制品（如像多氯代联二苯dibenzodoxins，二苯并呋喃这样的危险废物）能够存在于液体磷里，然后它在空气中燃烧。这表明可期待利用这种技术的热磷酸设备会满足环境保护部门对这类化学废物处理的要求。然而关于把P4/O2在液体（例如水）保护层里进行氧化，Barber是没有提到的;（1）其保护层可对P4和O2的强烈放热反应起到极有效的散热片的作用;（2）防止在空中生成浓烟，这种浓烟需要复杂的净化系统;（3）还起到吸收和捕集灰化过程中产生的付产品的作用。即使对于本灰化过程的大部分时间不选择，选择P4作为燃烧，用作复盖起始的P4与O2反应的液体也起作吸收和捕集强烈放热的灰化区域的付产品的作用。实施例1本方法曾用于灰化10桶（每桶55加伦）两次被空气氧化的含元素磷的砂子。其处理是在直径为54英吋高为12英吋的单底竖管中在保护的水复盖层的条件下进行的。为了产生放热的氧化作用区，把纯氧气喷射到保护水层里，从而处理污染了的含磷砂子。在处理过程中，一些气态的付产品从开式排气管滤出或滤掉。然而氧处理结束时在园筒或竖管里没有可见到的微量砂子存在。实施例2本专利技术的方法也曾用于灰化约55加伦石油产品，其石油产品与约二立方码砂子和元素磷残渣混合。对两种可能的灰化器设计样式打算作如下较详细描述：第一种设计考虑是一种通到合适洗涤装置的有口的三容器结构。-->第一个容器是一个装有搅拌器的、底为园锥形的水封混合器。此容器应用于混合本专利技术指定处理的泥浆料。该容器锥体上按装的泵可以通过相当细的管子（如φ1吋-4吋）把泥浆料送到充满水的第二个容器里。而第二个容器起到本专利技术灰化器/反应器的作用。灰化器/反应器可呈近似椭园形，由混合器来的泥浆管接在靠近直壁与椭园壁相交处的直壁上、在容器底部的正上方并垂直于直壁。灰化器/反应器的容器由316不锈钢制成。让浆料通过由磷（P4）与氧混合物形成的细火焰区，其火焰由燃烧器喷嘴结构、氧的压力和体积以及熔融磷经计量喷出的体积控制并成形。考虑到火焰与容器的直壁平行并且被待处理的浆料分成两半，火焰的温度不会传送到最接近纯氧的区域之外。火焰在容器的另一侧会引起某些搅动，其顶部令人满意的残余物料像所期待的那样可以除去。第三个容器是一个为了保持上述二个容器所需水位而设置的调压容器，这个容器由很粗的上顶管和下底管与混合器和灰化器/反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废物的处理方法，其中包括在惰性的非可燃烧液体的保护层内，由元素磷源与含氧气体混合产生一种氧化作用区域。该液体防止元素磷与空气接触，再把废物送进与氧化区域接触，因此废物在液体保护层里灰化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1987-10-5 104,1911、一种废物的处理方法渲邪ㄔ诙栊缘姆强扇忌找禾宓谋；げ隳冢稍亓自从牒跗寤旌喜恢盅趸饔们颉８靡禾宸乐乖亓子肟掌哟ィ侔逊衔锼徒胙趸蚪哟ィ虼朔衔镌谝禾灞；げ憷锘一?2、一种废物处理方法，其中包括通过将一种燃料和含氧气体混合产生一个氧化作用区域来维持在惰性的、非可燃烧的液体保护层里的这个氧化区，并把废物送进...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧斯顿K罗伯特，威廉爱德华特来诺，大卫L比德曼，里恩C杜芬，
申请(专利权)人：罗纳普兰克公司斯托弗化学分公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]