[发明专利]一种用于循环水氧化降解含有有机物的物料的方法

说明书

本发明涉及一种用于循环水氧化降解含有有机物的物料的方法，包括：(1)向反应器中导入水，并使反应器中的水进入超临界水状态；(2)持续向反应器中供应进料物流并使进料物料在通过反应器的过程中受到降解处理；(3)将从反应器排出的包含未完全降解的有机物的部分降解物料流分离成气体产物、液体产物和次级物料流；(4)将次级物料流作为进料物流的一部分向反应器供应；(5)持续重复步骤(2)至(4)使得反应体系达到平衡；(6)继续重复步骤(2)至(4)直至处理完预期量的初始物料流。本发明方法具有反应温度较低，污染小，氧化剂用量少，设备小且耐腐性要求低，硬件材料选择面广，同一反应条件可处理不同有机废弃物等优点。

技术领域

本发明属于化工及环保技术领域，具体涉及一种新工艺——基于废液循环方法实现温和条件下的高效的超临界水氧化反应。

技术背景

超临界水是指当气压和温度达到一定值时，因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同时的水。也就是说，当水处于其临界点(374.3℃，22.05MPa)及以上的高温高压状态时被称为超临界水。在此条件下水具有许多独特的性质，如具有很好的传质性质和传热性质，使得超临界水成为一种优良的反应介质，非极性有机物(如烃类有机物)与极性有机物一样可完全与超临界水互溶，二氧化碳和氧气等气体也都能以任意比例溶于超临界水中。

超临界水氧化技术是利用超临界水作为介质，将含有有机物的物料用氧化剂例如氧气分解为水和二氧化碳等小分子化合物的技术。由于超临界水与有机物和气体具有良好的互溶性，因此，有机物能够在富氧的均一相中发生氧化反应，反应不需要相间转移，反应较为彻底，反应产物清洁、无污染，不会产生二噁英等有害气体，有利于环境保护。

因此，超临界水氧化技术通常被用于处理有机废弃物，可以实现有机废弃物99％的降解率，并将碳元素转化为二氧化碳，将氢元素和氧元素转化为水，从而实现有机废弃物的无污染处理。该技术可以处理几乎所有的有机废弃物，能有效地解决现在社会广泛存在的有机废弃物污染问题。

目前所有的超临界水氧化技术的工艺都需要针对不同原料探索合适的最佳反应参数。通常认为，温度越高，氧碳比越大，反应时间越长，有机物的氧化反应越彻底，其消除也更加彻底。

但是，每个反应参数在提高氧化效果的同时也可能会带来负面作用。例如，更高的温度虽然可以提高有机物的降解，但对设备的要求也更高，需要更耐高温、耐腐蚀、耐高压的材料，并且高温(500℃)容易将氮元素氧化成氮氧化合物，对环境容易造成污染。又例如，氧化剂和原料中碳的比值(氧碳比)越大，越会提高有机物的氧化效果，但是更高的氧化物浓度更容易造成设备的腐蚀。还有，更长的反应时间可以提高氧化能力，但是也需要更大的设备体积，而更大的设备体积增加了高温高压设备潜在的风险。另外，在现有技术中，如果有机物成分不同，要实现有机物的完全降解，所需要的处理条件(例如温度，压力，处理时间)也是不同的。因此，往往需要针对不同有机物采用相应的反应条件

为实现超临界水氧化反应的最佳效果，现有工艺需要分别费时费力地探索合适的温度、反应时间和氧碳比等条件，甚至针对不同的原料和反应条件也需要设计专门的反应器。

发明内容：

为克服上述问题，本发明提供了一种含有机物物料的循环降解处理方法，所述方法包括如下步骤：

(1)向反应器中导入水，并使反应器中的水进入超临界水状态；

(2)持续向反应器中供应进料物流并使进料物料在通过反应器的过程中受到降解处理，所述进料物流包含初始物料流、次级物料流和氧化剂物料流，所述初始物料流未经所述反应器降解处理并包含待降解的有机物，所述次级物料流经历过所述反应器中的至少一次降解处理并且包含未完全降解的有机物，所述氧化剂物料流包含用于降解有机物的氧化剂；

(3)将从所述反应器排出包含未完全降解的有机物的部分降解物料流分离成包含二氧化碳气体的气体产物、包含水的液体产物和次级物料流；