[发明专利]一种用于处理含有机酸的固体废弃物的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于处理含有机酸的固体废弃物的装置和方法。本发明通过同时采用特定结构的固体物料加热器与脱羧反应器，使得含有机酸的固体废弃物中含量较高且易于分离的有机酸首先通过升华方式直接回收利用，优化了催化脱羧前固体废弃物的预处理过程。经升华处理后，升华组分中难以分离的混合有机酸组分通过催化脱羧转化为烃类产物。本发明不仅为固体残渣和气体分别提供了通道，而且提高了能量利用率。通过本发明可实现含有机酸的固体废弃物的资源化、减量化处理，且处理费用低，特别适用于对二甲苯氧化制对苯二甲酸工艺中残渣的处理，具有显著的经济效益。

技术领域

本发明属于固体废弃物的处理技术领域，具体涉及一种用于处理含有机酸的固体废弃物的装置和方法。

背景技术

对苯二甲酸等有机酸是纺织工业和塑料工业重要的有机合成单体。由于聚酯工业的推动，有机酸需求快速增长。与此相对，对苯二甲酸的生产伴随大量固体废弃物的处理问题，引起广泛关注。实际生产中，固体废弃物多采用焚烧法和掩埋法处理，也有部分企业简单回收金属催化剂后直接随废水排入污水处理厂。这些处理方法在浪费残渣中有回收利用价值的组分的同时造成了严重的环境污染。

有机酸生产过程中产生的固体废弃物中通常含有较多的有机酸以及少量的金属催化剂，具有较高的回收利用价值。以精制对苯二甲酸(PTA)生产中副产的残渣为例，对二甲苯氧化合成PTA过程中副产的氧化残渣及PTA生产装置污水中沉淀的水洗残渣中芳香酸含量通常高达90％以上，开发利用PTA残渣中的有机酸成为了固体废弃物处理的热点。

CN1126730C公开了一种PTA残渣的分离提纯方法。将固体对苯二甲酸废料放入由硫酸和硝酸组成的混酸中，将浆料在负压下用过滤网过滤得滤饼，在水洗池内用脱盐水洗涤经干燥后得到对苯二甲酸。CN1012954B公开了一种PTA残渣的分离方法。对氧化残渣进行水洗处理，然后在高温、弱酸盐存在条件下进行选择性反应，使对苯二甲酸和间苯二甲酸分离。再用溶剂进行抽提，实现对苯二甲酸、间苯二甲酸分离。CN101139277公开了一种采用高温水洗的方法来回收PTA残渣中对苯二甲酸的方法。CN200810062425公开了一种通过络合结晶进行分离的方法，采用该方法可从有色PTA残渣中回收对苯二甲酸，等等。上述PTA残渣分离回收利用不同组分间的物理和化学性质差异，采用蒸馏、萃取、沉淀、结晶、酯化、炭化等方法提纯单一组分或实现PTA残渣的资源化利用。然而PTA残渣中苯的二元酸之间的物化性质极为相似，组分之间分离较为困难，分离成本较高。另一方面，不同PTA残渣的成分存在差异，回收所得对苯二甲酸产品质量通常无法满足聚酯工业对单体的严格要求。

CN103467237A公开了另一种PTA残渣资源化的方法，即通过对苯二甲酸残渣催化脱羧制备芳烃的方法，通过催化脱羧将残渣中的芳香酸转化为苯、甲苯等芳烃。催化脱羧将分离难度较高的苯二元酸组分统一转化为易于分离的芳烃产物，降低了处理过程的能耗及成本。该发明实施的难点在于固体废弃物的预处理，处理固体废弃物的方法是提高催化脱羧处理路线竞争力的关键所在。CN103467237A中PTA残渣预处理的方法在物料输送及加热分离部分缺乏合理的设计，未能充分发挥催化脱羧处理固体废弃物的优势。

因此，目前存在的问题是急需研究开发一种可实现资源化、减量化的用于处理含有机酸的固体废弃物的装置和方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种用于处理含有机酸的固体废弃物的装置和方法。本发明通过同时采用特定结构的固体物料加热器与脱羧反应器，使得含有机酸的固体废弃物中含量较高且易于分离的有机酸首先通过升华方式直接回收利用，优化了催化脱羧前固体废弃物的预处理过程。经升华处理后，升华组分中难以分离的混合有机酸组分通过催化脱羧转化为烃类产物。此外，本发明通过对未升华固体残渣的分离处理可得到钴锰金属等，资源利用率高。

为此，本发明第一方面提供了一种用于处理含有机酸的固体废弃物的装置，其包括顺次连接的

对含有机酸的固体废弃物进行升华分离的加热单元，