焦化废水的超临界水氧化处理方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种焦化废水的超临界水氧化处理方法及装置，将焦化废水及双氧水加入反应釜中，在温度为300～500℃，压力为16～28MPa的搅拌条件下反应1～5分钟，反应完成后，分别收集气体及液体产物，从而实现焦化废水的净化。本发明采用超临界水氧化SCWO法处理焦化废水，以双氧水作为氧化剂，将焦化废水与双氧水在反应釜中进行加温、加压反应，可以使焦化废水中的COD、挥发酚、总氰化物和苯并（a）芘等有毒有害污染物均能被高效去除，污染物处理较彻底，反应迅速，出水无色透明，是一种高效率和污染物减排成本优于生物法的一种新方法，应用前景极为广阔。
【专利说明】焦化废水的超临界水氧化处理方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境科学领域，尤其是一种焦化废水的超临界水氧化处理方法及装置。
【背景技术】
[0002]近年来我国煤化工焦化行业迅猛发展，由此产生的大量焦化废水对环境造成了很大的污染。在产业快速发展的同时，同步加大对焦化废水的治理力度，是实现污染物减排和推进清洁生产的重要环节。焦化废水产生于炼焦及化工产品回收精制的过程中，其水质成分复杂，含有90多种无机和有机化合物，其中无机物主要有氨氮、氰化物等，有机物主要是酚类和苯并芘等生物法难以去除的物质。
[0003]由于焦化废水是极难降解的工业废水，现行的处理方法难于实现污染物稳定达标排放。因此，新型高效的焦化废水处理技术的研发是近年来国内外环境保护技术研究的热点和难点。
[0004]20世纪80年代中期，Modell提出超临界水氧化(SCWO)技术，即当水的温度和压力升高到临界点(Tc = 374.3°C, Pc = 22.05MPa)以上，水的密度、介电常数、粘度、扩散系数等性质就会发生巨大的变化，水就会处于一种既不同于气态也不同于液态和固态的新的流体态，这种状态下的水就称为超临界水。有机物和氧气可以在超临界水中互溶，因此有机物的氧化可以在富氧的均相中进行，反应不会因相间转移而受限制，反应迅速，而且超临界水氧化反应完全彻底，有机物可以完全氧化为二氧化碳和水。超临界水氧化法因其反应效率高，污染物处理效果好，已越来越受到人们的关注，成为处理难降解工业废水技术的研究重点。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是:提供一种焦化废水的超临界水氧化处理方法及装置，它能将高浓度、难降解的焦化废水进行有效降解和去除污染物，以克服现有技术的不足。
[0006]本发明是这样实现的:焦化废水的超临界水氧化处理方法，将COD为1000~10000mg/L、盐度小于5%的焦化废水及双氧水按理论需氧量的1.5~5.0倍加入反应釜中，在温度为300~500°C，压力为16~28MPa的搅拌条件下反应I~5分钟，反应完成后，分别收集气体及液体产物，从而实现焦化废水的净化。
[0007]优选的方案是，双氧水的最佳加入量为焦化废水理论需氧量的3.0倍，最适温度和压力分别为460°C和26MPa。
[0008]焦化废水的超临界水氧化处理装置，包括焦化废水罐，氧化剂罐，以及设置在加热炉上的反应釜，焦化废水罐及氧化剂罐分别连接一个柱塞式计量泵，两个柱塞式计量泵通过三通阀与反应釜连接；在反应釜上设有热电偶温度计，在热电偶温度计上连接有温度控制器；反应釜通过冷却器及背压阀与气液分离器连接；在反应釜内设有搅拌器。
[0009]在反应釜与冷却器之间设有压力表。[0010] 由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明采用超临界水氧化SCWO法处理焦化废水，以双氧水作为氧化剂，将焦化废水与双氧水在反应釜中进行加温、加压反应，可以使焦化废水中的C0D、挥发酚、总氰化物和苯并(a)芘等有毒有害污染物均能被高效去除，污染物处理较彻底，反应迅速，出水无色透明，污染物排放达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)，氨氮经采用吹脱法去除处理后可达标排放；处理成本核算，平均去除I吨C0D，超临界水氧化法(SCWO)比生物法节约20%~25%，是一种高效率和污染物减排成本优于生物法的一种新方法，应用前景极为广阔。本发明简单易行，能够高效处理高浓度、难降解的焦化废水，而且处理成本合理，所采用的装置结构简单，成本低廉，使用效果好。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]附图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]本发明的实施例1:焦化废水的超临界水氧化处理方法，将COD为1000~10000mg/L、盐度小于5%的焦化废水及双氧水按理论需氧量的3.0倍加入反应釜中，在温度为480°C，压力为26MPa的搅拌条件下反应I~5分钟，反应完成后，分别收集气体及液体产物，从而实现焦化废水的净化。
[0013]焦化废水的超临界水氧化处理装置的结构如图1所示，包括焦化废水罐1，氧化剂罐2，以及设置在加热炉11上的反应釜5，焦化废水罐I及氧化剂罐2分别连接一个柱塞式计量泵3，两个柱塞式计量泵3通过三通阀4与反应釜5连接；在反应釜5上设有热电偶温度计6，在热电偶温度计6上连接有温度控制器12 ;反应釜5通过冷却器9及背压阀10与气液分离器13连接；在反应釜5内设有搅拌器9 ;在反应釜5与冷却器9之间设有压力表7。
[0014]处理开始时，先进行水压实验和气密性检验，然后开启温度控制器12上的加热开关，开始升温，同时用柱塞式计量泵3将蒸馏水打入高压反应釜5，调节系统温度、压力达到预设值后，将进料的蒸馏水切换成焦化废水I和双氧水2，焦化废水I和双氧水2分别通过柱塞式计量泵3打入高压反应釜5，并在高压反应釜5内充分反应，反应后的水经冷却器8冷却，再经背压阀10减压后进入气液分离器13 ;系统压力通过背压阀10控制，通过加热炉11来对反应釜5加热，通过温度控制器12来控制温度；反应系统稳定后开始收集气体产物和液体产物。
[0015]实施例2:焦化废水的超临界水氧化处理，苯酚浓度分别为10000 mg.L'5000mg.L-1 ,2000 mg.L-1的废水，采用实施例1的方法进行处理，反应条件:温度450°C，压力25 MPa，氧化剂比例K为1.3，出水COD去除率分别为98.91%,98.90%,98.55%。
[0016]实施例3:焦化废水的超临界水氧化处理，本发明中，1LC0D为5357mg/L的焦化废水，Κ=3.0，加入103.5ml双氧水；反应条件:温度480°C，压力26 MPa,氧化剂比例K为3.0，铜离子浓度为45 mg.L_\进水浓度如表1所示。
【权利要求】
1.一种焦化废水的超临界水氧化处理方法，其特征在于:将COD为1000~1000Omg/L、盐度小于5%的焦化废水及双氧水按理论需氧量的1.5~5.0倍加入反应釜中，在温度为300~500°C，压力为16~28MPa的搅拌条件下反应I~5分钟，反应完成后，分别收集气体及液体产物，从而实现焦化废水的净化。
2.根据权利要求1所述的焦化废水的超临界水氧化处理方法，其特征在于:双氧水的加入量为焦化废水理论需氧量的3.0倍，反应温度为460°C，压力为26MPa。
3.一种采用如权利要求1所述的焦化废水的超临界水氧化处理方法的装置，包括焦化废水罐(1)，氧化剂罐(2)，以及设置在加热炉(11)上的反应釜(5)，其特征在于:焦化废水罐(I)及氧化剂罐(2 )分别连接一个柱塞式计量泵(3 )，两个柱塞式计量泵(3 )通过三通阀(4 )与反应釜(5 )连接；在反应釜(5 )上设有热电偶温度计(6 )，在热电偶温度计(6 )上连接有温度控制器(12);反应釜(5)通过冷却器(9)及背压阀(10)与气液分离器(13)连接；在反应釜(5)内设有搅拌器(9)。
4.根据权利要求3所述的焦化废水的超临界水氧化处理装置，其特征在于:在反应釜(5)与冷却器(9)之间设有压力表(7)。
【文档编号】C02F1/72GK103570119SQ201310608303
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】董泽琴, 张维, 李晶晶, 申哲民, 潘军, 张琳 申请人:贵州省环境科学研究设计院