一种利用超/亚临界水催化氧化法处理精馏釜残的方法技术

本发明专利技术提供一种利用超/亚临界水催化氧化法处理精馏釜残的方法，以超/亚临界水作为反应介质，使釜残中的有机物与氧化剂在超/亚临界水中发生强烈的催化氧化反应，在短时间内将有机物中的碳氢组分转化为二氧化碳和水，氮组分转化为氮气或氨氮，杂原子组分转化为相应的酸或无机盐。该方法具有反应快、能耗低、不易产生二次污染等优点，相比于焚烧等传统方法更加经济、高效。高效。高效。

【技术实现步骤摘要】
一种利用超/亚临界水催化氧化法处理精馏釜残的方法


[0001]本专利技术涉及环保行业固体废弃物处置领域，特别涉及一种利用超/亚临界水催化氧化法处理精馏釜残的方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯合成革行业DMF精馏釜残是一种黑色黏稠状半固体物质，其成分为DMF、聚氨酯树脂、木粉、布毛等有机物，轻质CaCO3粉状填料等无机物及水分。根据《国家危险废物名录》(2021年版)的划分，属于危险废物。
[0003]目前，釜残的处置方式主要有填埋、焚烧和掺入煤中燃烧，成本高且易造成二次污染。釜残填埋前，需要对其进行固化稳定处理，大幅增加处理物体积及处理成本，一旦包容体发生破裂，可能会造成空气、土壤及地下水等的二次污染，因此填埋已经逐渐不被人们所接受；焚烧是国内主流的精馏釜残处理技术，其优点是可以迅速和较大程度使釜残减量化并降低其有毒有害性，但处置成本较高(约2000
‑
3500元/吨)，排放的焚烧废气中含有多环芳烃、二噁英等持久性有机污染物；而将精馏釜残掺入到燃煤锅炉中燃烧，可以利用釜残中有机质的热量，同时又使釜残得到处置。但釜残中的无机盐在燃烧过程中析出，并积聚在锅炉壁上易对锅炉造成危害，当燃烧温度较低时同样易产生二次污染。随着近年来国家对环保越来越重视，以及国民环保理念也不断加强，合成革行业的发展已不能满足日益严格的环保政策要求。以水性聚氨酯为原料的新型PU合成革生产工艺虽然已取得重大进展，但仍无法在短期内全面取代传统生产工艺。因此，亟待创新发展更加经济、高效、环保的DMF精馏釜残处理技术。

技术实现思路

[0004]基于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种反应快、能耗低、不易产生二次污染，且相比于焚烧等传统方法更加经济、高效的利用超/亚临界水催化氧化法处理DMF精馏釜残的方法。
[0005]针对以上问题，提供了如下技术方案：一种利用超/亚临界水催化氧化法处理DMF精馏釜残的方法，其特征在于，按照如下步骤对精馏釜残进行无害化处理：
[0006](1)将聚氨酯合成革企业DMF精馏塔产生的精馏釜残装入高压反应釜中，并加入釜残质量5至20倍的水、釜残化学需氧量1至10倍的氧化剂以及釜残质量0.01％至10％的金属氧化物催化剂；
[0007](2)将高压反应釜加热至300至500摄氏度，反应时间2至30分钟，使釜残与氧化剂在超/亚临界水中发生强烈的催化氧化反应，釜残中的碳氢组分被转化为二氧化碳和水，氮组分转化为氮气或氨氮，杂原子组分转化为相应的酸或无机盐；
[0008](3)反应完成后利用热交换器对余热进行回收，直至反应釜中温度接近室温，反应釜中的二氧化碳和氮气等气体由活性炭吸附处理后排放，反应釜中的废水与企业其余生产废水、员工生活污水混合后，排入污水处理系统处理，反应釜中的固体残渣主要为金属氧化
物，回收后用作催化剂。
[0009]本专利技术进一步设置为，以高压空气、高压氧气或双氧水作为氧化剂。
[0010]本专利技术进一步设置为，以氧化铜、二氧化锰、氧化铈等金属氧化物作为催化剂。
[0011]本专利技术进一步设置为，所述催化剂采用骨架金属、金属丝网、金属颗粒、金属屑片等形式应用。
[0012]本专利技术的进一步设置：将反应釜中的废水与企业其余生产废水、员工生活污水混合，可以将生化性较差的反应尾水通过移动床生物膜反应器、厌氧
‑
缺氧
‑
好氧法等生物处理工艺进行处理，降低污水处理成本。
[0013]本专利技术的有益效果：采用超临界流体绿色化学技术，以超/亚临界水为反应介质，在高压反应釜中进行催化氧化反应。以超/亚临界水作为反应介质，使釜残中的有机物与氧化剂在超/亚临界水中发生强烈的催化氧化反应，在短时间内将有机物中的碳氢组分转化为二氧化碳和水，氮组分转化为氮气或氨氮，杂原子组分转化为相应的酸或无机盐。该方法具有反应快、能耗低、不易产生二次污染等优点，实现了固体废物的减量化和无害化，相比于焚烧等传统方法更加经济、高效。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的流程示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0016]如图1所示的一种利用超/亚临界水催化氧化法处理DMF精馏釜残的方法，其特征在于，按照如下步骤对精馏釜残进行无害化处理：
[0017](1)将聚氨酯合成革企业DMF精馏塔产生的精馏釜残装入高压反应釜中，并加入釜残质量5至20倍的水、釜残化学需氧量1至10倍的氧化剂以及釜残质量0.01％至10％的金属氧化物催化剂；
[0018](2)将高压反应釜加热至300至500摄氏度，反应时间2至30分钟，使釜残与氧化剂在超/亚临界水中发生强烈的催化氧化反应，釜残中的碳氢组分被转化为二氧化碳和水，氮组分转化为氮气或氨氮，杂原子组分转化为相应的酸或无机盐；
[0019](3)反应完成后利用热交换器对余热进行回收，直至反应釜中温度接近室温，反应釜中的二氧化碳和氮气等气体由活性炭吸附处理后排放，反应釜中的废水与企业其余生产废水、员工生活污水混合后，排入污水处理系统处理，反应釜中的固体残渣主要为金属氧化物，回收后用作催化剂。
[0020]上述步骤中，以高压空气、高压氧气或双氧水作为氧化剂。
[0021]上述步骤中，以氧化铜、二氧化锰、氧化铈等金属氧化物作为催化剂。
[0022]上述步骤中，所述催化剂采用骨架金属、金属丝网、金属颗粒、金属屑片等形式应用。
[0023]通过上述步骤对聚氨酯合成革企业DMF精馏塔塔底釜残进行处理。测定了釜残样品的总有机碳(TOC)含量，约为0.338g/g。釜残的工业分析结果见表1，元素分析结果见表2。
[0024]表1DMF精馏釜残样品工业分析结果
[0025][0026]表2DMF精馏釜残样品元素分析结果
[0027][0028]通过采用上述步骤，实施例1：釜残:水质量比＝1:14，氧化剂倍数＝1.75，催化剂投加量＝0.0％，反应温度＝400摄氏度，反应时间＝10分钟。反应完成后，釜残总有机碳(TOC)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、氨氮(NH
4+
–
N)的降解率分别为98.7％、99.5％、36.5％、
–
50.5％，废水浓度分别为325mg/L、440mg/L、505mg/L、432mg/L。
[0029]通过采用上述步骤，实施例2：釜残:水质量比＝1:12，氧化剂倍数＝1.50，催化剂投加量＝0.0％，反应温度＝360摄氏度，反应时间＝20分钟。反应完成后，釜残总有机碳(TOC)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、氨氮(NH
4+
–
N)的降解率分别为96.9％、98.0％、7.2％、
–
119.0％，废水浓度分别为883mg/L、2095mg/L、861mg/L、733mg/L。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用超/亚临界水催化氧化法处理精馏釜残的方法，其特征在于，按照如下步骤对精馏釜残进行无害化处理：(1)将聚氨酯合成革企业DMF精馏塔产生的精馏釜残装入高压反应釜中，并加入釜残质量5至20倍的水、釜残化学需氧量1至10倍的氧化剂以及釜残质量0.01％至10％的金属氧化物催化剂；(2)将高压反应釜加热至300至500摄氏度，反应时间2至30分钟，使釜残与氧化剂在超/亚临界水中发生强烈的催化氧化反应，釜残中的碳氢组分被转化为二氧化碳和水，氮组分转化为氮气或氨氮，杂原子组分转化为相应的酸或无机盐；(3)反应完成后利用热交换器对余热进行回收，直至反应釜中温度接近室温，反应釜中的二氧化碳和氮气等气体由活性炭吸附处理后排放，反应釜中的废水与企业其余生产废水、员工生活污水混合后，排入污水处理系统处理，反应釜中的固体残渣主要为...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝克，王悠琰，汤烨，张琳洁，金生鑫，魏将群，赵敏，郑向勇，金展，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：