[发明专利]一种含氯代有机物工业废物碱催化分解装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业废物处理工艺，特别是涉及一种含氯代有机物工业废物碱催化分解装置及方法。

背景技术

近年来，持久性有机污染物(POPs，Persistent Organic Pollutions)对人体和环境带来的危害已经成为世界各国关注的环境焦点。POPs一般都具有毒性，包括致癌性、生殖毒性、神经毒性、内分泌干扰特性等，它严重危害生物体，并且由于其持久性，这种危害一般都会持续一段时间。更为严重的是，一方面POPs具有很强的亲脂憎水性，能够在生物器官的脂肪组织内产生生物积累，沿着食物链逐级放大，从而使在大气、水、土壤中低浓度存在的污染物经过食物链的放大作用，而对处于最高营养级的人类的健康造成严重的负面影响；另一方面，POPs具有半挥发性，能够在大气环境中长距离迁移并通过所谓的“全球蒸馏效应”和“蚱蜢跳效应”沉积到地球的偏远极地地区，从而导致全球范围的污染传播。氯代有机污染物主要包括有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)是一类重要的POPs物质，我国目前还存在大量的含氯代有机物工业废物库存以及大量的污染场地急需修复，对生态环境、饮用水安全等构成了严重威胁。

用于氯代有机污染物处理的技术主要包括焚烧技术和非焚烧技术两大类。危险废物焚烧技术具有处理效率高、处理量大等优点，但是焚烧技术的处理成本昂贵，同时存在潜在的二次污染风险，导致焚烧技术近年来并不被民众所接受。非焚烧技术或者称为化学处理技术，各种化学技术根据其所采用的材料以及反应条件的不同存在一定的差异，一般具有处理费用较低、设备灵活方便等优点。

碱催化分解技术(BCD，Base-Catalyzed decomposition)是EPA风险降低工程实验室和美国海军工程服务中心联合开发的用于修复被有机氯污染物(如PCBs、二噁英、农药等)污染的液体、土壤、淤积物、沉积物等的一种较为成熟的非燃烧技术，BCD技术主要是在碱性环境及氮气环境中，加入氢供体催化剂等试剂后，加热到300℃以上，反应一段时间之后，实现对氯代有机污染物的破解。该技术经常与热脱附技术进行联合使用，通过热脱附技术对土壤中的氯代有机污染物进行部分分解、脱附、浓缩，然后再使用碱催化分解技术对浓缩后的氯代有机污染物进行脱氯去除。综合目前已有的氯代有机污染物碱催化技术，主要存在以下问题：(1)反应体系为高粘度、高含固率的物质，普通搅拌很难实现反应物的均匀混合，降低了反应速率；(2)反应温度较高，体系内物质的挥发严重，体系温度波动大；(3)尾气经过冷凝后，冷凝液未进行回流处理，导致氯代有机污染物的实际反应量减少；(4)反应后的物料存在大量的废油和残渣，未对其进行综合利用和处理，存在潜在的环境风险。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种含氯代有机物工业废物碱催化分解装置及方法，具有反应物的混合均匀，反应速率高；反应温度低，反应体系温度波动小；冷凝液进行回流处理，氯代有机污染物的实际反应量大；二次污染风险小的优点。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种含氯代有机物工业废物碱催化分解装置，包括反应系统1，反应系统1的进料口通过反应试剂混合装置2和氯代有机污染废物3的管路联通，反应系统1的气体调节口和氮气保护系统4联通，反应系统1的加热装置及测温口和温度控制系统5连接，反应系统1的出料口通过沉淀、离心分离器6和残渣处理装置7联通，反应系统1的尾气出口通过冷凝回流器8和二级活性炭吸附塔9联通，二级活性炭吸附塔9的尾气排入大气，沉淀、离心分离器6的回收口和反应试剂混合装置2管路联通。

所述反应系统1采用耐高温反应釜，反应釜内设有双螺条式搅拌桨。

所述温度控制系统5包括感温探头，感温探头分别配置在反应系统1外壁、内壁以及通过反应系统1的测温口伸进反应系统1内。

所述氮气保护系统4的布气管沿着反应系统1内壁伸至反应系统1底部。

本装置的工作原理为：

氯代有机污染废物3通过反应试剂混合装置2均匀混合后进入反应系统1内进行反应，反应后的物质通过沉淀、离心分离器6进行分离，分离后的废油进行回用，残渣通过残渣处理装置7进行安全处置，反应过程中产生的尾气，经过冷凝回流器8进行冷凝回流处理，剩余部分通过二级活性炭吸附塔后排空，反应系统1的反应温度通过温度控制系统5调节，反应系统1通过氮气保护系统4使整个反应体系处于一个充满氮气的惰性氛围。

一种含氯代有机物工业废物碱催化分解方法，包括以下步骤：