[发明专利]超临界水气化偏二甲肼废液的方法

说明书

【技术领域】

本发明属于可再生资源及废弃物的洁净利用领域，具体涉及一种超临界水气化偏二甲肼的方法。

【背景技术】

偏二甲肼作为航天发射推进剂的主要燃料，具有很多优越的性能，广泛应用于火箭动力装置，随着我国航天事业的发展，其用量也在持续增加。它的分子式为(CH₃)₂N₂H₂，具有较强的挥发性，有刺激性臭味，属于III级毒性物质。偏二甲肼易燃易爆，在偏二甲肼生产和使用过程中会产生一定的废液，偏二甲肼废液的安全处置是科技工作者的一个难题。

处理偏二甲肼废液有多种多样的方法，但各种方法均会产生二次污染，需要进一步处理。活性碳吸附法处理偏二甲肼的各项指标均符合国家排放标准和有关规定，但再生活性碳时，需要对释放出来的偏二甲肼进行再处理。自然净化法处理偏二甲肼是一种有效、经济、适用、简便、节能的污水处理方法，但处理时间较长，对溶解氧和光照条件要求较高，污水处理池上方会有少量氨气和肼类挥发物。氯化法的处理速度快，但会产生亚硝胺和氯代烃，这些物质毒性较大，排入水体会引起二次污染，另外反应时还会有大量的热放出。纳米级TiO₂光催化氧化法能很好的降解偏二甲肼，但该方法在实际应用中还存在一些待解决的工艺问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种超临界水气化偏二甲肼废液的方法，利用超临界水气化偏二甲肼，实现偏二甲肼的高效降解；该方法不产生二次污染，还能对偏二甲肼进行资源化利用，可以得到富含H₂的可燃性气体。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

超临界水气化偏二甲肼废液的方法，包括：在反应釜中加入偏二甲肼水溶液；在加热温控电炉的同时，用高压氩气对反应釜进行检漏；等电炉内的温度达到设定温度并稳定后，将反应釜放入电炉内加热；利用炉内的K型铠装热电偶控制调节温控电炉的加热功率，从而改变反应釜内的加热速率，待反应釜内达到设定温度以后，维持恒温，偏二甲肼与反应釜中升温升压成超临界态的超临界水反应，反应结束后，将反应釜从炉内取出并降到至室温，打开收集气体阀收集气态样品，完成偏二甲肼废液的气化。

优选的，所述设定温度等于或高于水的超临界态温度。

优选的，用高压氩气对反应釜进行检漏后清空后，充入氩气使反应釜达到设定的初压值5MPa～5.15MPa。

优选的，所述设定温度为400～650℃。

优选的，反应釜中反应结束时最终压力为23.5MPa至26.4MPa。

优选的，偏二甲肼质量浓度为0.1wt％～10wt％。

优选的，偏二甲肼水溶液中含有氧化剂。

优选的，氧化系数为0.4-0.8。

优选的，所述氧化剂为H₂O₂。

优选的，所述反应釜中还加入有催化剂，所述催化剂是骨架镍或者负载型催化剂；所述负载型催化剂包括活性组分、助剂以及载体；活性组分是镍、钴、铜、铂或钌，助剂是MgO、La₂O₃或K，催化剂载体是ZrO₂、CeO₂、Al₂O₃、活性炭、硅藻土或分子筛。

优选的，偏二甲肼熔液的质量浓度为0.1wt％～10wt％。

优选的，反应釜中的催化剂与偏二甲肼熔液中偏二甲肼的质量比为1:1。

优选的，所述催化剂为碳载钌、雷尼镍3110或雷尼镍4110。

优选的，反应至结束的时间为20分钟。

本发明采用超临界水气化技术可以在比传统气化方法低的温度条件下气化有机物。超临界水气化工艺是在水的临界点(374℃，22.1Mpa)以上的温度和压力条件下进行的。反应产生的气体主要由氢气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳构成，产液中COD去除率可达99％以上。产气可以直接利用，也可以进一步分离得到高品质的氢气，产液含有微量的有机物，可以循环再利用。

本发明采用催化氧化技术，通过过氧化氢分解产生更多的羟基自由基，促进偏二甲肼的C-N和N-N键的断裂，促进水汽转换反应的进行。

本发明的装置结构简单，操作方便，运行成本低，温度测点、压力测点数据均实时显示在上位机中。

本发明可以有效地气化偏二甲肼溶液，二次污染小，COD去除率高，处理量大，周期短，解决了偏二甲肼降解不彻底，污染大等难题。