一种超临界水氧化法处理含多氯联苯物质的设备及方法技术

一种超临界水氧化法处理含多氯联苯物质的设备，包括：计量泵；预热釜；反应釜；其中，计量泵的出口端与预热釜的入口端管道连接，预热釜的出口端与反应釜的入口端管道连接；计量泵可将含多氯联苯物质的液体、水、氧化剂、碱溶液以一定比例泵入预热釜形成混合物并加热；混合物到达预热釜出口端时温度达到300℃～374.3℃；混合物进入反应釜，加热到374.3℃以上后停止加热，通过调节计量泵泵入预热釜的流量及反应釜排出的流量使预热釜、反应釜内的压力保持在22.1～30MPa，使反应釜内的温度保持在347.3℃～600℃。通过上述设备，可以利用超临界态的特殊环境，使多氯联苯与氧化剂发生氧化反应生成CO

Equipment and method of supercritical water oxidation for the treatment of PCBs

【技术实现步骤摘要】
一种超临界水氧化法处理含多氯联苯物质的设备及方法
本专利技术涉及环境保护领域的废弃污染物控制治理
，特别是指一种对持久性有机污染物多氯联苯的无害化处理处置。
技术介绍
多氯联苯(Polychlorinatedbiphenyls，简称PCBs)是斯德哥尔摩公约中所列12种POPs中的一种。PCBs按氯原子数或氯的百分含量分别加以标号，我国习惯上按联苯上被氯取代的个数(不论其取代位置)将PCB分为三氯联苯(PCB3)、四氯联苯(PCB4)、五氯联苯(PCB5)、六氯联苯(PCB6)、七氯联苯(PCB7)、八氯联苯(PCB8)、九氯联苯(PCB9)、十氯联苯(PCB10)。多氯联苯属于致癌物质，容易累积在脂肪组织，造成脑部、皮肤及内脏的疾病，并影响神经、生殖及免疫系统。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，多氯联苯在一类致癌物清单中。工业用途的多氯联苯早在上世纪80年代初停止生产，但是大部分含多氯联苯的工业设备如变压器和电容器在，强制淘汰后只是简单地进行山地封存，目前大多数封存点已经超过了设计使用年限，多氯联苯存在以地表径流的形式泄漏于环境中的潜在风险。我国关于多氯联苯处理与处置的原始基础资料储备很不完全，而关于超临界水处理与处置的资料基本是空白。目前采用的多氯联苯处理与处置方法主要是焚烧，焚烧所带来的二次污染等使开发环境友好型的多氯联苯处理处置方法显得十分迫切。基于上述原因，进行持久性有机污染物超临界水处理与处置技术的研发显得十分必要和迫切，其意义主要表现在：多氯联苯的处理与处置将为公约中的其他POPs的处理与处置提供重要的经验与理论信息；在我国现有的规模化多氯联苯处理处置技术基础上增加一项新的环境友好处理处置技术；为我国切实严格履行公约提供又一条可行的实现途径，并为我国最终解决危害人类健康安全和生态系统稳定的持久性有机污染物问题提供技术支持。超临界水氧化技术(SupercriticalWaterOxidation，简称SCWO)是20世纪80年代初美国学者Modell首次提出，将水的温度和压力升高到临界点(临界温度Tc＝347.3℃，临界压力Pc＝22.1MPa)以上，水就处于一种既不同于气态也不同于液态和固态的流体态——超临界态。由于水在超临界状态下是气液两相界面消失的单相体系，可与有机物、氧气、空气等以任意比例互溶，而无机物质，特别是盐类，在超临界水中的溶解度很低。超临界水的特性使有机物、氧化剂、水形成均一的相，使本来发生的多相反应转化为单相反应，克服了相间的传质阻力，反应不再因相间转移而受到限制，从而加快了反应速率，同时高温高压也大大提高了有机物的氧化速率，反应时间一般只需几秒至几分钟。并且可以依靠有机物氧化过程所放出的热来维持反应所需温度，实现自热。因而许多学者将这一技术引入难降解有机危险废弃物的处理之中。有鉴于此，亟需一种超临界水氧化法处理含多氯联苯物质的设备及方法可以结合多氯联苯的特点和污染特性，运用新的超临界水氧化工艺，以含多氯联苯的液体为实施对象，将其中的多氯联苯彻底氧化分解成环境友好的CO2和H2O，实现环境友好型无害化处理的目的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种超临界水氧化法处理含多氯联苯物质的设备及方法，以能将多氯联苯氧化分解成CO2和H2O，实现环境友好型无害化处理。本专利技术提供的超临界水氧化法处理含多氯联苯物质的设备，包括：计量泵；预热釜；反应釜；其中，计量泵的出口端与预热釜的入口端管道连接，预热釜的出口端与反应釜的入口端管道连接；计量泵可将含多氯联苯物质的液体、水、氧化剂、碱溶液以一定比例泵入预热釜形成混合物并加热；混合物到达预热釜出口端时温度达到300℃～374.3℃；混合物进入反应釜，加热到374.3℃以上后停止加热，通过调节计量泵泵入预热釜的流量及反应釜排出的流量使预热釜、反应釜内的压力保持在22.1～30MPa，使反应釜内的温度保持在347.3℃～600℃。采用上述设备，可以使含多氯联苯物质的液体、水、氧化剂、碱溶液达到超临界态，利用超临界态的特殊环境，使多氯联苯中的Cl与碱反应形成无机盐后析出，多氯联苯中的其他物质与氧化剂发生氧化反应生成CO2和H2O。以此实现对多氯联苯的环境友好型无害化处理。同时，预热釜与反应釜连通，整个过程连续进行，通过预热釜对混合溶液进行预热，达到接近超临界态所需的温度后，通过反应釜将混合物加热到超临界态所需温度后即可停止加热。通过氧化反应产生的热量使混合溶液保持超临界态所需的温度，既节省了能源，同时节省了反应时间，使混合物进入反应釜后才达到超临界态开始快速的氧化反应并将溶液中的盐析出。通过控制流量来控制反应釜中的温度及压强，使设备的控制简单、便捷。本专利技术优选，还包括与预热釜、反应釜管道连接的排盐釜，用于回收预热釜、反应釜中析出的盐。采用上述设备，可以便于将预热釜反应釜中析出的盐回收利用，同时可以防止析出的盐累积过多阻塞预热釜、反应釜。本专利技术优选，还包括与反应釜的出口端管道连接的冷凝器，用于将反应釜中排出的混合物降温、降压、冷凝。采用上述设备，可以将处于超临界态的混合物恢复到正常状态，并可将水蒸气凝结成液态水，便于回收利用。本专利技术优选，还包括与冷凝器的出口端管道连接的气液分离器，气液分离器的出口端与所述计量泵的入口端管道连接。采用上述设备，可以将冷凝器分离的CO2排入空气，将凝结的水收集输送给计量泵重新利用。本专利技术优选，还包括：与预热釜、反应釜的管道连接的排盐釜，用于回收预热釜、反应釜中析出的盐；与反应釜的出口端管道连接的冷凝器，用于将反应釜中排出的混合物降温、降压、冷凝；其中，排盐釜具有与冷凝器的入口端管道连接的减压口。采用上述设备，不仅可以对从预热釜、反应釜回收的盐进行回收，还可以对排盐釜降温、降压时产生的气体进行回收。本专利技术提供一种超临界水氧化法处理含多氯联苯物质的方法，具体步骤为：将含有PCBs的液体、水、氧化剂、碱溶液持续注入预热釜，形成混合物；将预热釜中的混合物加热到300℃～374.3℃；预热釜中的混合物进入反应釜加热到374.3℃以上后停止加热，通过调节混合物泵入预热釜及排出反应釜的流量，控制反应釜中混合物的压力保持在22.1～30MPa，温度保持在347.3℃～600℃，停留时间为1～60min。采用以上方法，可以使含多氯联苯物质的液体、水、氧化剂、碱溶液达到超临界态，利用超临界态的特殊环境，使多氯联苯中的Cl与碱反应形成无机盐后析出，多氯联苯中的其他物质与氧化剂发生氧化反应生成CO2和H2O。以此实现对多氯联苯的环境友好型无害化处理。同时，预热釜与反应釜连通，整个过程连续进行，通过预热釜对混合溶液进行预热，达到接近超临界态所需的温度后，通过反应釜将混合物加热到超临界态所需温度后即可停止加热。通过反应釜中的氧化反应产生的热量使混合溶液达到超临界态所需的温度，既节省了能源，同时节省了反应时间，使混合物进入反应釜后才达到超临界态开始快速的氧化反应并将溶液中的盐析出。通过控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超临界水氧化法处理含多氯联苯物质的设备，其特征在于，包括：/n计量泵；/n预热釜；/n反应釜；/n其中，计量泵的出口端与预热釜的入口端管道连接，预热釜的出口端与反应釜的入口端管道连接；计量泵可将含多氯联苯物质的液体、水、氧化剂、碱溶液以一定比例泵入预热釜形成混合物并加热；混合物到达预热釜出口端时温度达到300℃～374.3℃；混合物进入反应釜，加热到374.3℃以上后停止加热，通过调节计量泵泵入预热釜的流量及反应釜排出的流量使预热釜、反应釜内的压力保持在22.1～30MPa，使反应釜内的温度保持在347.3℃～600℃。/n

【技术特征摘要】
1.一种超临界水氧化法处理含多氯联苯物质的设备，其特征在于，包括：
计量泵；
预热釜；
反应釜；
其中，计量泵的出口端与预热釜的入口端管道连接，预热釜的出口端与反应釜的入口端管道连接；计量泵可将含多氯联苯物质的液体、水、氧化剂、碱溶液以一定比例泵入预热釜形成混合物并加热；混合物到达预热釜出口端时温度达到300℃～374.3℃；混合物进入反应釜，加热到374.3℃以上后停止加热，通过调节计量泵泵入预热釜的流量及反应釜排出的流量使预热釜、反应釜内的压力保持在22.1～30MPa，使反应釜内的温度保持在347.3℃～600℃。


2.根据权利要求1所述的超临界水氧化法处理含多氯联苯物质的设备，其特征在于，还包括与预热釜、反应釜管道连接的排盐釜，用于回收预热釜、反应釜中析出的盐。


3.根据权利要求1所述的超临界水氧化法处理含多氯联苯物质的设备，其特征在于，还包括与反应釜的出口端管道连接的冷凝器，用于将反应釜中排出的混合物降温、降压、冷凝。


4.根据权利要求3所述的超临界水氧化法处理含多氯联苯物质的设备，其特征在于，还包括与冷凝器的出口端管道连接的气液分离器，气液分离器的出口端与所述计量泵的入口端管道连接。


5.根据权利要求1所述的超临界水氧化法处理含多氯联苯物质的设备，其特征在于，还包括：
与预热釜、反应釜的管道连接的排盐釜，用于回收预热釜、反应釜中析...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国文，洪挺，张学辉，兰易，张悦，
申请(专利权)人：北京纬纶华业环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11