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在水和氧气的存在下通过氧化破坏有毒残余物的方法,以及用于处理危险化合物的连续可移动单元技术

技术编号:7164861 阅读:312 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在374℃以上的高温下和至少220大气压的压力下发展成均匀相的水和氧气存在下通过氧化破坏有毒残余物的方法,以及一个连续移动单元,它便于移动处理流出物或被污染介质。该移动单元由反应器组成,它包括以下几个区域:加压、反应、冷却、减压,以及取样区域,以破坏多氯联苯(polychlorinatedbiphenyl,PCBs)、吡啶(Pyridine),以及其它的危险化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】,以及用于处理危险化合物的连续 ...的制作方法
本专利技术涉及在水和氧气的存在下通过均勻相中的氧化过程破坏含有多氯联苯、吡啶和其它危险化合物的有毒残余物方法,以及便于移动到不同的流出物或被污染介质的位置。
技术介绍
有毒残余物或废料是指那些具有腐蚀性、反应性、爆炸性、毒性、可燃性、感染性或放射性等性质,会对人体健康以及生存环境造成危险或破坏的物质。同样,那些曾与有毒残余物或废料接触过的容器、包装、和包装用品也被认为是危险残余物或废料。现行的环境学术语范围内,危险残余物是所有金属废料或者含有锑、砷、铍、镉、铅、汞、硒、碲、铊等金属的废料;例如放射性玻璃和催化剂等含有金属或有机物质的主要含无机成分的废料;和例如热液废料、硝基纤维素、酚化合物、醚、来自皮革鞣制过程的废料、卤化有机溶剂,来自脂族卤化烃生产的废料,焦油残余物,和被多氯联苯(PCB)、多氯三苯(PCT)、多氯萘(PCN)、或多溴联苯(PBB)以高于或等于50mg/kg的浓度污染的物质或制品等可能含金属和无机物质的主要含有机组分的废料。为了破坏各种不同的危险有机化合物,比如多氯联苯(PCBs)和吡啶,通过焚化进行溶剂处理。然而,众所周知对这些化合物的焚化会产生不完全燃烧后的副制品,而它们将比原先的化学物质更加具有危害性,所以近来已引起社会上不同部门对这种处理方法的抵制。此外,焚化是成本很高的处理方式,所以许多发展中国家不大可能采取这种处理方法。 因此,这些国家倾向于出口危险残余物到他国去以此配合国际环境条约。目前发展了不少销毁来自工业的具有高有机负载的化学残余物的处理方式,其中一些在超临界条件下的处理方式显示了可观的结果。一些先前的与我们的专利技术最接近的预期散布在现有技术中的一些文献内,例如欧洲专利0898985,其公开了一种处理有机废料的方法,其中包括第一步在超临界条件下分解有机物质,使其形成低分子量的产物;然后采用氧化步骤和将低分子量产物分解成二氧化碳和水,在亚临界状态期间维持氧化剂和低分子量产物混合。欧洲专利0755361揭示一种在超临界条件下019大气压,高温在288 °C度至 649°C度)在过氧化氢存在下处理含有有机物的废水的方法。此外,其包括一个产生该过程的系统,该体系包括一拉长的反应室,其包括前部、后部、在前部和后部之间的初级反应区和二级反应区。该系统还包括用于确定初级液流和二级液流中对氧气的总体需要的介质, 控制注入反应器中的氧气量的控制装置,以及能够测定反应器输出流中总有机碳的装置。美国专利7329395展示了一个处理有机残余物的设备,它包括收集有机残余物的容器,一个过氧化氢储器,一个压力调节器,一个液气冷凝器,一个收集器,一个负压调节器。这套处理残余物的设备还包括一条管线,来引入氧气和臭氧之类的氧化剂。对液体进行的处理包括首先加入氢氧化钠,然后加入甲酸或者铵,然后分离反应物中产生的气体,再加入碱溶液。然后,再加入臭氧或者过氧化氢,或者使混合物接触UV射线,通过离子交换、沉淀或抽提方法从液态分解产物中分离气态分解产物和核素等。一旦完成全部处理过程之后,将形成稳定的固态残余物,另一方面形成可作为干净残余物排入海水的另一个液相。最近有些研究者提议对那些危险的有机化合物,例如多氯联苯(PCBs),吡啶 (Pyridine),可通过在超临界条件水中采用氧化破坏,使它们成为无害产品,不需要额外处理就可以直接排入环境。日本专利2000005594公示了一种在含有乙氧化钠、甲醇、碳酸盐和氢氧化钠作为催化剂的反应介质中连续分解PCB的方法。反应条件相当于100°C度至 250°C度之间温度中值水平,以使接近几乎98%的氯酸化合物反应;特别优选278°C -350°C 度之间的温度和100至120个大气压之间的压力。同样,美国专利616四58揭示了分解PCB的氧化分解过程,包括使有机物与氧化剂(例如氢氧化钠)在二氧化碳和水的存在下,发生反应的步骤。最为理想的反应温度为 3501,通过加入妝0!1使反应?!1维持在7.5。获得的产物具有高度腐蚀性,用氧、空气或过氧化氢进行二次处理。本专利技术的破坏多氯联苯(PCBs)以及其他的危险化合物的方法是在比焚化法低得多的温度下进行的,并且可以在连续可移动单元中进行,该单元可直接运到确定存在危险化合物的地点,消除特殊运输的要求以及与之相关的风险。本专利技术的连续可移动单元可以通过在超临界水中水和氧的存在下,在均相中完全氧化的过程破坏被来自化学、化妆品、和药物学工业的有害残余物污染的流出物或介质,尤其是在所述水相流出物中有机物质浓度相当低,不可能通过焚化过程破坏这些化合物,通常需要延长处理期和高昂成本的技术时。因此,为处理有害残余物和废料开发的技术对发展中国家是可行的,可以解决由于缺乏遵循消除有害有机污染物(包括多氯联苯(PCB)和吡啶)的严格安全要求的焚烧设施而引起的技术问题。另一方面,这个经过验证的新颖而具有创造性的方法与现有技术揭示的那些在介质的理化条件以及反应物特征上都有所不同,比如使用超临界条件下的水消除具有不同化学和功能特征的废料,又比如在处理那些根据现有技术在消除上有技术问题的有机残余物及其混合物(PCB和吡啶)。此外,该方法是在绝热条件下在一个氧化阶段中进行的,也就是说,不需要用水来冷却也不需要第二阶段的氧化过程;因此整个过程的完成时间相比之下就更短暂,可实现由99. 999%总有机碳代表的有机物质的破坏。同样,通过乳化阶段,确保均勻反应,其中污染性产物经历完全的氧化;从而确保产生(X)2和气体,从而提高反应效率。通过联合控制需要的压力,几直到达到最大240个atm至少30秒,以及在过程中加入乳化剂,将温度控制在350°C至530°C之间,确保卤化和杂芳烃以及其它被认为是有害废料的物质完全转化,从而避免污染进行处理的水源和周围环境。而且,该新颖和具有创造性的方法使得污染性物质化学转化,而不需要为了氧化过程而降低物质分子量,也就是说,减少了所需的进行污染性混合物氧化的阶段,以及导致其破坏所需的时间。最后,可认为使用非均相催化剂,例如常见金属氧化物或负载金属,例如 F%04、MnO2, CuO、NiO、A1203、Cu3O4、和钼可提高过程效率。因此,本公开的创新方法不需要采加入氢氧化钠、甲酸或者铵来转化离子,或者来分离反应中产生的气体;也不需要添加碱溶液或介质来收集在气体中所产生和形成的离子。附图简述附图说明图1展示在本专利技术的连续可移动单元中破坏有毒残余物的过程的示意图。专利技术的目的第一个方面,本专利技术提供了一种在超临界水中,在水和氧的存在下在均勻相中充分氧化,以破坏以多氯联苯(PCB)和吡啶的核为代表的有毒物质和其它有害有机污染物的过程。第二个方面,本专利技术提供一种连续可移动单元,其包括一个反应器,能够方便地运到被污染的流出物或介质的位置。专利技术的具体阐述为了方便对专利技术目的及其组成部分的阐述,我们将对阐述专利技术所使用的一些术语建立以下的一些定义。表述“多氯联苯(PCBs),,的表述是指合成的芳香化合物,其由两个苯环的核构成, 其中氢原子被氯原子部分或完全取代,其化学式是C12H1(l_nCln,η可以在1至10之间变化。 其中,就理论上而言总共有209种可能的同类物,这其中的130种已在商业产品中确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在水和氧气存在下通过氧化破坏有毒残余物的方法,其特征在于,在水的临界点以上,即374℃和220大气压的条件下进行,包括以下阶段:a)安置具有有毒残余物的被污染介质;b)在室温下产生污染的介质与水的混合物;c)安置氧化剂;d)高压洗涤来自阶段b)的被污染介质与水,以及来自c)阶段的氧化剂的混合物;e)预热来自阶段b)的被污染介质和水,以及来自c)阶段的氧化剂的混合物;f)在一个反应单元中,使来自阶段b)的被污染介质和水,以及来自阶段c)的氧化剂的混合物发生反应;g)冷却来自阶段f)的流出物;h)将来自阶段g)的产物分别分离并储存在气流和液流中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:G·E·博拉尼奥斯巴雷拉
申请(专利权)人:瓦尔大学
类型:发明
国别省市:CO

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