焦化廢水的超臨界水氧化處理方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種焦化廢水的超臨界水氧化處理方法及裝置，將焦化廢水及雙氧水加入反應(yīng)釜中，在溫度為300～500℃，壓力為16～28MPa的攪拌條件下反應(yīng)1～5分鐘，反應(yīng)完成后，分別收集氣體及液體產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)焦化廢水的凈化。本發(fā)明采用超臨界水氧化SCWO法處理焦化廢水，以雙氧水作為氧化劑，將焦化廢水與雙氧水在反應(yīng)釜中進(jìn)行加溫、加壓反應(yīng)，可以使焦化廢水中的COD、揮發(fā)酚、總氰化物和苯并（a）芘等有毒有害污染物均能被高效去除，污染物處理較徹底，反應(yīng)迅速，出水無色透明，是一種高效率和污染物減排成本優(yōu)于生物法的一種新方法，應(yīng)用前景極為廣闊。
【專利說明】焦化廢水的超臨界水氧化處理方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，尤其是一種焦化廢水的超臨界水氧化處理方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來我國煤化工焦化行業(yè)迅猛發(fā)展，由此產(chǎn)生的大量焦化廢水對(duì)環(huán)境造成了很大的污染。在產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，同步加大對(duì)焦化廢水的治理力度，是實(shí)現(xiàn)污染物減排和推進(jìn)清潔生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。焦化廢水產(chǎn)生于煉焦及化工產(chǎn)品回收精制的過程中，其水質(zhì)成分復(fù)雜，含有90多種無機(jī)和有機(jī)化合物，其中無機(jī)物主要有氨氮、氰化物等，有機(jī)物主要是酚類和苯并芘等生物法難以去除的物質(zhì)。
[0003]由于焦化廢水是極難降解的工業(yè)廢水，現(xiàn)行的處理方法難于實(shí)現(xiàn)污染物穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。因此，新型高效的焦化廢水處理技術(shù)的研發(fā)是近年來國內(nèi)外環(huán)境保護(hù)技術(shù)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0004]20世紀(jì)80年代中期，Modell提出超臨界水氧化(SCWO)技術(shù)，即當(dāng)水的溫度和壓力升高到臨界點(diǎn)(Tc = 374.3°C, Pc = 22.05MPa)以上，水的密度、介電常數(shù)、粘度、擴(kuò)散系數(shù)等性質(zhì)就會(huì)發(fā)生巨大的變化，水就會(huì)處于一種既不同于氣態(tài)也不同于液態(tài)和固態(tài)的新的流體態(tài)，這種狀態(tài)下的水就稱為超臨界水。有機(jī)物和氧氣可以在超臨界水中互溶，因此有機(jī)物的氧化可以在富氧的均相中進(jìn)行，反應(yīng)不會(huì)因相間轉(zhuǎn)移而受限制，反應(yīng)迅速，而且超臨界水氧化反應(yīng)完全徹底，有機(jī)物可以完全氧化為二氧化碳和水。超臨界水氧化法因其反應(yīng)效率高，污染物處理效果好，已越來越受到人們的關(guān)注，成為處理難降解工業(yè)廢水技術(shù)的研究重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:提供一種焦化廢水的超臨界水氧化處理方法及裝置，它能將高濃度、難降解的焦化廢水進(jìn)行有效降解和去除污染物，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:焦化廢水的超臨界水氧化處理方法，將COD為1000~10000mg/L、鹽度小于5%的焦化廢水及雙氧水按理論需氧量的1.5~5.0倍加入反應(yīng)釜中，在溫度為300~500°C，壓力為16~28MPa的攪拌條件下反應(yīng)I~5分鐘，反應(yīng)完成后，分別收集氣體及液體產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)焦化廢水的凈化。
[0007]優(yōu)選的方案是，雙氧水的最佳加入量為焦化廢水理論需氧量的3.0倍，最適溫度和壓力分別為460°C和26MPa。
[0008]焦化廢水的超臨界水氧化處理裝置，包括焦化廢水罐，氧化劑罐，以及設(shè)置在加熱爐上的反應(yīng)釜，焦化廢水罐及氧化劑罐分別連接一個(gè)柱塞式計(jì)量泵，兩個(gè)柱塞式計(jì)量泵通過三通閥與反應(yīng)釜連接；在反應(yīng)釜上設(shè)有熱電偶溫度計(jì)，在熱電偶溫度計(jì)上連接有溫度控制器；反應(yīng)釜通過冷卻器及背壓閥與氣液分離器連接；在反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有攪拌器。
[0009]在反應(yīng)釜與冷卻器之間設(shè)有壓力表。[0010] 由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用超臨界水氧化SCWO法處理焦化廢水，以雙氧水作為氧化劑，將焦化廢水與雙氧水在反應(yīng)釜中進(jìn)行加溫、加壓反應(yīng)，可以使焦化廢水中的C0D、揮發(fā)酚、總氰化物和苯并(a)芘等有毒有害污染物均能被高效去除，污染物處理較徹底，反應(yīng)迅速，出水無色透明，污染物排放達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)，氨氮經(jīng)采用吹脫法去除處理后可達(dá)標(biāo)排放；處理成本核算，平均去除I噸C0D，超臨界水氧化法(SCWO)比生物法節(jié)約20%~25%，是一種高效率和污染物減排成本優(yōu)于生物法的一種新方法，應(yīng)用前景極為廣闊。本發(fā)明簡單易行，能夠高效處理高濃度、難降解的焦化廢水，而且處理成本合理，所采用的裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，使用效果好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明的實(shí)施例1:焦化廢水的超臨界水氧化處理方法，將COD為1000~10000mg/L、鹽度小于5%的焦化廢水及雙氧水按理論需氧量的3.0倍加入反應(yīng)釜中，在溫度為480°C，壓力為26MPa的攪拌條件下反應(yīng)I~5分鐘，反應(yīng)完成后，分別收集氣體及液體產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)焦化廢水的凈化。
[0013]焦化廢水的超臨界水氧化處理裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括焦化廢水罐1，氧化劑罐2，以及設(shè)置在加熱爐11上的反應(yīng)釜5，焦化廢水罐I及氧化劑罐2分別連接一個(gè)柱塞式計(jì)量泵3，兩個(gè)柱塞式計(jì)量泵3通過三通閥4與反應(yīng)釜5連接；在反應(yīng)釜5上設(shè)有熱電偶溫度計(jì)6，在熱電偶溫度計(jì)6上連接有溫度控制器12 ;反應(yīng)釜5通過冷卻器9及背壓閥10與氣液分離器13連接；在反應(yīng)釜5內(nèi)設(shè)有攪拌器9 ;在反應(yīng)釜5與冷卻器9之間設(shè)有壓力表7。
[0014]處理開始時(shí)，先進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)和氣密性檢驗(yàn)，然后開啟溫度控制器12上的加熱開關(guān)，開始升溫，同時(shí)用柱塞式計(jì)量泵3將蒸餾水打入高壓反應(yīng)釜5，調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫度、壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值后，將進(jìn)料的蒸餾水切換成焦化廢水I和雙氧水2，焦化廢水I和雙氧水2分別通過柱塞式計(jì)量泵3打入高壓反應(yīng)釜5，并在高壓反應(yīng)釜5內(nèi)充分反應(yīng)，反應(yīng)后的水經(jīng)冷卻器8冷卻，再經(jīng)背壓閥10減壓后進(jìn)入氣液分離器13 ;系統(tǒng)壓力通過背壓閥10控制，通過加熱爐11來對(duì)反應(yīng)釜5加熱，通過溫度控制器12來控制溫度；反應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定后開始收集氣體產(chǎn)物和液體產(chǎn)物。
[0015]實(shí)施例2:焦化廢水的超臨界水氧化處理，苯酚濃度分別為10000 mg.L'5000mg.L-1 ,2000 mg.L-1的廢水，采用實(shí)施例1的方法進(jìn)行處理，反應(yīng)條件:溫度450°C，壓力25 MPa，氧化劑比例K為1.3，出水COD去除率分別為98.91%,98.90%,98.55%。
[0016]實(shí)施例3:焦化廢水的超臨界水氧化處理，本發(fā)明中，1LC0D為5357mg/L的焦化廢水，Κ=3.0，加入103.5ml雙氧水；反應(yīng)條件:溫度480°C，壓力26 MPa,氧化劑比例K為3.0，銅離子濃度為45 mg.L_\進(jìn)水濃度如表1所示。
【權(quán)利要求】
1.一種焦化廢水的超臨界水氧化處理方法，其特征在于:將COD為1000~1000Omg/L、鹽度小于5%的焦化廢水及雙氧水按理論需氧量的1.5~5.0倍加入反應(yīng)釜中，在溫度為300~500°C，壓力為16~28MPa的攪拌條件下反應(yīng)I~5分鐘，反應(yīng)完成后，分別收集氣體及液體產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)焦化廢水的凈化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水的超臨界水氧化處理方法，其特征在于:雙氧水的加入量為焦化廢水理論需氧量的3.0倍，反應(yīng)溫度為460°C，壓力為26MPa。
3.一種采用如權(quán)利要求1所述的焦化廢水的超臨界水氧化處理方法的裝置，包括焦化廢水罐(1)，氧化劑罐(2)，以及設(shè)置在加熱爐(11)上的反應(yīng)釜(5)，其特征在于:焦化廢水罐(I)及氧化劑罐(2 )分別連接一個(gè)柱塞式計(jì)量泵(3 )，兩個(gè)柱塞式計(jì)量泵(3 )通過三通閥(4 )與反應(yīng)釜(5 )連接；在反應(yīng)釜(5 )上設(shè)有熱電偶溫度計(jì)(6 )，在熱電偶溫度計(jì)(6 )上連接有溫度控制器(12);反應(yīng)釜(5)通過冷卻器(9)及背壓閥(10)與氣液分離器(13)連接；在反應(yīng)釜(5)內(nèi)設(shè)有攪拌器(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的焦化廢水的超臨界水氧化處理裝置，其特征在于:在反應(yīng)釜(5)與冷卻器(9)之間設(shè)有壓力表(7)。
【文檔編號(hào)】C02F1/72GK103570119SQ201310608303
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】董澤琴, 張維, 李晶晶, 申哲民, 潘軍, 張琳 申請(qǐng)人:貴州省環(huán)境科學(xué)研究設(shè)計(jì)院