一种团聚剂及去除方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种团聚剂及去除方法。
【背景技术】
[0002] 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。此时，水的液体和气体状态没有区别，完全交融 在一起，成为一种新的呈现高压高温状态的液体。超临界水具有强的反应活性，将需要的处 理的物质放入超临界水中，充入氧和过氧化氢，该物质就会被氧化和水解。由于超临界水具 有的这种与常温常压水完全不同的物理化学性质，其在环保、煤气化等多方面均有广泛的 应用前景。
[0003]超临界水氧化法处理技术是利用超临界水作为介质，在高温高压条件下，将废水 或污水中所含的有机物用氧气分解成水、二氧化碳等简单无毒的小分子化合物。由于超临 界水氧化法处理技术对废水或污水中所含的有机物清除率几乎达到100%，且在全封闭状 态有机物被完全氧化，无二次污染，因此，此项技术日益受到人们的重视。
[0004] 在450°C以上时，废水或污水中所含的无机盐(主要包括磷酸盐)在超临界水中的 溶解度非常小。当达到无机盐的过饱和状态，在超临界反应器中的温度、压力、流场等条件 发生变化时，无机盐会以固体形态析出而附着在设备内壁上，从而对设备逐渐造成腐蚀。很 多废水或污水中所含的无机盐浓度很高，利用超临界水氧化法处理时会对反应设备的内部 材料造成严重的腐蚀。此外，有些废水或污水中所含的有机物分子链上存在有机态的P(磷） 原子，在有机物发生氧化反应后会转变成最高氧化态的磷酸盐，加剧了对反应设备的腐蚀。 此外，大量磷酸盐的粘附，还会导致反应设备狭窄处的堵塞，影响反应效率。
[0005] 因此，如何去除物料在超临界水氧化法中析出的大量固态磷酸盐成为了超临界水 处理技术的一个难点。
【发明内容】
[0006] 本发明的实施例提供一种团聚剂及去除方法，采用该团聚剂可有效减少物料在超 临界水氧化处理中产生的磷酸盐对反应设备内壁的粘附，有效防止设备腐蚀，避免磷酸盐 堵塞在反应设备的狭窄处。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0007] -方面，本发明实施例提供了一种团聚剂，所述团聚剂包括:成核剂、吸附剂以及 交联剂;其中，所述成核剂主要由镁的氧化物构成，用于吸附物料在超临界水氧化处理中产 生的磷酸盐，以形成化合物颗粒;所述吸附剂主要由硅的氧化物构成，用于吸附所述化合物 颗粒;所述交联剂主要由氧化铝构成，用于与吸附有所述化合物颗粒的所述吸附剂形成复 合团聚体。
[0008] 可选的，所述镁的氧化物的质量占所述团聚剂总质量的比例取值范围为14.5%~ 17.0 % ;所述氧化铝的质量占所述团聚剂总质量的比例取值范围为3.7 %~4.0 % ;所述硅 的氧化物的质量占所述团聚剂总质量的比例取值范围为7 8.0 %~7 9.0 %。
[0009] 优选的，所述镁的氧化物的质量占所述团聚剂总质量的比例取值范围为14.8%~ 16.6 % ;所述硅的氧化物的质量占所述团聚剂总质量的比例取值范围为75.5 %~78.5 %。
[0010] 可选的，所述镁的氧化物、所述氧化铝以及所述硅的氧化物的粒径取值范围均为 60~100目。
[0011] 可选的，所述镁的氧化物包括:Mg0、Mg02中的至少一种。
[0012] 可选的，所述硅的氧化物包括:Si02、SiO中的至少一种。
[0013] 另一方面，本发明实施例还提供了一种用于去除物料在超临界水氧化处理中产生 的磷酸盐的去除方法，所述去除方法包括:在超临界反应器中加入物料以及团聚剂进行超 临界水氧化处理;所述团聚剂为上述任一项所述的团聚剂;去除沉降在所述超临界反应器 下部的复合团聚体。
[0014] 可选的，所述团聚剂的加入量为所述物料包含的磷元素质量的4.4~4.7倍。
[0015] 可选的，形成的所述复合团聚体的粒径取值范围为1~8_。
[0016] 可选的，所述去除沉降在所述超临界反应器下部的复合团聚体，具体包括:降低所 述超临界反应器下部的温度，使所述复合团聚体中的磷酸盐溶解于水溶液中，包括有所述 复合团聚体中的不溶性化合物的不溶性物质聚集在所述超临界反应器下部的底部;排放出 所述超临界反应器下部的底部溶解有所述磷酸盐的水溶液以及聚集的所述不溶性物质。 [0017]基于此，通过本发明实施例提供的上述团聚剂，主要由作为成核剂的镁的氧化物、 作为吸附剂的硅的氧化物以及作为交联剂的氧化铝构成，可以与物料中的P元素在超临界 条件下形成的最高氧化态的磷酸盐共析，形成粘附性较小的复合团聚体而沉降在超临界反 应器的下部从而被去除，降低了磷酸盐在超临界反应中析出进而附着在设备内壁上的程 度，从而减少了对设备造成腐蚀。并且避免了析出的磷酸盐堵塞在反应器的狭窄处而对超 临界反应造成影响。
【附图说明】
[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0019] 图1为本发明实施例提供的一种用于去除物料在超临界水氧化处理中产生的磷酸 盐的去除方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021] 需要指出的是，除非另有定义，本发明实施例中所使用的所有术语(包括技术和科 学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在 通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一 致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
[0022] 本发明实施例提供了一种团聚剂，该团聚剂包括:成核剂、吸附剂以及交联剂;其 中，成核剂主要由镁的氧化物构成，用于吸附物料在超临界水氧化处理中产生的磷酸盐，以 形成化合物颗粒;吸附剂主要由硅的氧化物构成，用于吸附上述的化合物颗粒;交联剂主要 由氧化铝构成，用于与上述的吸附有化合物颗粒的吸附剂形成复合团聚体。
[0023] 需要说明的是，第一、团聚剂主要由成核剂、吸附剂以及交联剂构成，各成分作用 及吸附原理如下所述：
[0024](一）、磷酸盐的吸附
[0025] 在物料进行超临界反应的过程中，镁的氧化物能够与物料在超临界水氧化处理中 析出的固态磷酸盐中的P元素相结合，经氧化形成不溶于水的磷酸镁(MgP〇4)，镁的氧化物 能以该悬浮物为核，使得超临界反应系统中的磷酸盐不断吸附在其上并逐渐长大为化合物 颗粒。硅的氧化物能够捕捉上述磷酸盐成核长大形成的化合物颗粒，使得化合物颗粒进一 步团聚在一起。而氧化铝(Al 2〇3)由于与硅的氧化物具有相近的氧化物晶格结构，因此能够 与吸附有上述化合物颗粒的硅的氧化物进一步形成团聚态的复合氧化物，即体积更大的复 合团聚体。
[0026] 这里，物料中的P元素在超临界条件下形成的磷酸盐能够与上述的氧化物共析，形 成粘附性较小、体积更大的复合团聚体。
[0027] 其中，镁的氧化物例如可以为MgO(氧化镁)和/或Mg〇2(过氧化镁），由于MgO性能稳 定且粉末较为疏松，易于与磷酸盐中的P元素相结合，因此进一步优选的，镁的氧化物为 Mg0〇
[0028] 硅的氧化物例如可以为S i 02 (二氧化硅）、S i 0 (-氧化硅）中的至少一种，由于无定 形态的Si02广泛存在于自然界中，原料易于获取，且无定形态的Si0 2结构松软且多孔、质量 相对较轻、吸附性强，能够更有效地吸附上述磷酸盐成核长大形成的化合物颗粒，因此进一 步优选的，娃的氧化物为无定形态的si〇2粉末。
[0029]吸附剂将由成核剂吸附长大的化合物颗粒吸附在一起后，与交联剂进一步形成体 积更大的复合团聚体，相当于减小了现有技术中超临界反应体系中单个磷酸盐暴露的面 积，降低了磷酸盐析出进而附着在设备内壁上的程度，从而减少了对设备造成腐蚀。
[0030] (二）、磷酸盐的去除
[0031] 由于复合团聚体体积更大质量也更重，在重力的作用下，会沉降到超临界反应器 的下部。通过使得超临界反应器的下部保持低温（该低温通常为大于等于室温且小于100 °C)，可使上述复合团聚体中的磷酸盐逐渐溶解于水溶液内，不溶性物质(包含有如团聚剂 中的各氧化物组分形成的不溶性化合物以及超临界反应中其他的当温度降低到l〇〇°C以下 的不溶物性化合物）以分散态(粒径通常小于0.4mm)的形式聚集在超临界反应器的下部的 底部，达到一定量时可从底部的开口端泄放排出，从而去除了物料在超临界水氧化处理中 产生的固态磷酸盐。
[0032] 这里，上述的"室温"，也称为常温或者一般温度，通常来说，室温有3种范围的定 义，BP :⑴、23°C ± 2°C; (2)、25°C ± 5°C; (3)、20°C ± 5°C。
[0033] 第二、在上述团聚剂中，以质量分数计，团聚剂的各组分比例优选如下:镁的氧化 物的质量占所述团聚剂总质量的比例取值范围为14.5%~17.0%;氧化铝的质量占所述团 聚剂总质量的比例取值范围为3.7%~4.0%;硅的