专利名称：复合型催化脱氯剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种脱氯剂，具体涉及复合型催化脱氯剂。
背景技术：
近年来，随着人们生活水平的不断提高，生活垃圾的数量日渐增多。在我国，焚烧法作为一种有效的减容减量的垃圾处理手段，得到了日益广泛的运用。但活垃圾中含有一些高分子聚合物，尤以“白色污染”塑料为代表，因此生活垃圾在焚烧过程中会不可避免地产生二次污染，除生成S02、SOx, H2S, HCl等无机物外，还生成对环境危害极大的剧毒有机污染物二噁英。针对二噁英从生活垃圾中形成及排放机理的研究已有20多年，但对二噁英的生成机理并未研究透彻。目前普遍接受的燃烧过程中二噁英的排放来源有3种主要机理①燃料中本身含有的二噁英在燃烧中未被破坏，存在于燃烧后的烟气中；②燃料不完全燃烧 产生了一些与二噁英结构相似的环状前驱物(氯代芳香烃)，这些前驱物通过分子的解构或重组生成二噁英，即所谓的气相(均相)反应生成固体飞灰表面发生异相催化反应合成二噁英，即飞灰中残碳、氧、氢、氯等在飞灰表面催化合成中间产物或二噁英，或气相中的前驱物在飞灰表面催化生成二恶英。根据二噁英在垃圾焚烧过程中形成的机理，其防治措施可分为燃烧前、燃烧中、燃烧后三类。为了在燃烧前尽可能降低二噁英的生成几率，应尽可能减少垃圾中含氯有机物的含量后再送入垃圾焚烧厂使用。因此，在垃圾焚烧前先进行脱氯处理(即将含氯有机物中的有机氯从生活垃圾中分离出来，使氯元素从有机分子中脱离出来形成游离的氯离子)，通过尽可能的去除垃圾中的有机氯以控制焚烧过程中Cl2和HCl的生成，继而抑制二噁英的产生，从而达到减少有机氯对环境的危害的效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种复合型催化脱氯剂。使用该复合型催化脱氯剂可有效脱除生活垃圾或有机氯化物如聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等含氯固体废物中的有机氯。本发明所述的复合型催化脱氯剂，由下述重量百分比的组分组成助燃剂40% 60%、活性剂1% 5%、螯合剂15 20%、稳定剂30% 40%，上述组分的总和为100%;其中所述的助燃剂为醇基燃料中的一种或两种以上的组合；所述的活性剂按重量百分比计，由纳米三氧化二铁20% 40%、纳米氧化亚铁20% 40%和纳米四氧化三铁20% 40%组成；所述的螯合剂为高级脂肪胺中的一种或两种以上的组合； 所述的稳定剂按重量百分比计，由石英20% 30%、磷灰石20% 30%和过氧化钙40% 50%组成。
本发明所述复合型催化脱氯剂主要应用于生活垃圾焚烧前的脱氯处理，也可应用于废旧塑料如PVC、PVDC的脱氯处理。上述复合型催化脱氯剂各组分在生活垃圾焚烧前进行脱氯处理中的作用如下当经干燥的生活垃圾与脱氯剂混合后进入脱氯反应器处理时，固态的生活垃圾在助燃剂的作用下，以活性剂为中心形成催化热点，提高其在脱氯反应器中的表面温度，从而使得脱氯反应可以在相对较低的反应温度下进行，节约了脱氯反应的能量消耗；另外，脱氯剂中的螯合剂和活性剂相互作用，作为螯合剂的脂肪胺易形成胺基自由基，而胺基自由基的反应活性很高，它在活性剂的作用下易与有机氯化合物中的氯原子形成氯胺加和中间体，从而降低了有机氯脱除的反应活化能，进而随着化学反应的进一步进行，氢原子取代氯原子形成有机烃或有机酸类化合物，而有机氯化合物中的氯原子最后形成无机氯离子固定在无害化处理后的生活垃圾中；而且，在本发明所述脱氯剂稳定剂的作用下，可以使生活垃圾中的氮、硫与催化剂中的铁、钙、硅等成分形成稳定结构，从而使得硫固定在生活垃圾中，以致在后续用生活垃圾焚烧发电的过程中，可大大降低二氧化硫、氮氧化物等的排放量。
上述技术方案中所述的醇基燃料为包括含有I 12个碳的直链或支链醇类，且这些醇类应是液态的，具体可以是甲醇、乙醇、丁醇、异庚醇或直链辛醇等，当助燃剂为上述任意两种以上物质的组合时，它们的配比可以是任意配比。作为螯合剂的高级脂肪胺也称脂肪胺，是指碳链长度在CS C22范围内的一大类有机胺化合物，具体可以是脂肪胺聚氧乙烯醚、癸烷基丙基醚胺、十二烷基丙基醚胺、十二胺或十八胺等，也可以是上述选择中任意两种以上物质的组合，此时，它们的配比可以是任意配比。组成稳定剂中的磷灰石具体可以是黄绿磷灰石、氟磷灰石、氧硅磷灰石、氯磷灰石或锶磷灰石等，也可以是上述选择中任意两种以上物质的组合，此时，它们的配比可以是任意配比。本发明所述复合型催化脱氯剂的制备方法为先将稳定剂中的石英和磷灰石粉碎，然后与其它固体状成分混合均匀，之后再与液态的组分混合均匀，即得。通常情况下，是将稳定剂中的石英和磷灰石粉碎至40 200目。本发明所述复合型催化脱氯剂的使用方法为将原生生活垃圾脱水至含水为20 40%，按I 5%(重量百分比)的比例添加到生活垃圾(或PVC、PVDC中，当处理的对象为PVC和PVDC时，PVC和PVDC不用进行脱水处理)中，混合均匀后送入脱氯反应器，于280 350°C条件下处理10 30min即可达到脱氯的效果。 与现有技术相比，本发明所述复合型催化脱氯剂采用助燃剂、活性剂、螯合剂和稳定剂四种组分组配而成，四个组分协同作用使得生活垃圾中的有机氯迅速脱除，并转化成无机物固定在残渣中；经脱氯处理的生活垃圾在后续的焚烧过程中，由于前处理工艺中绝大部分有机氯的脱除，因而可有效抑制程中Cl2和HCl的生成，基本消除由于有机氯引起的二噁英排放，并由于其中稳定剂的作用，同时可减少二氧化硫、氮氧化物、烟尘等的排放，使垃圾焚烧的尾气排放达到环境排放标准。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。以下各实施例中涉及的百分比均为重量百分比。实施例I一、复合型催化脱氯剂的组成如下助燃剂甲醇(液态)40kg ；活性剂5kg，由30%的纳米三氧化二铁、40%的纳米氧化亚铁和30%的纳米四氧化三铁组成；螯合剂脂肪胺聚氧乙烯醚(液态)20kg ；
稳定剂35kg，由20%的石英、40%的磷灰石(氟磷灰石)和40%的过氧化钙组成。二、制备方法先将稳定剂中的石英和磷灰石分别粉碎至100目，之后将它们与其它固态成分混合均匀，然后再加入液态组分混合均匀，即得到复合型催化脱氯剂。实施例2一、复合型催化脱氯剂的组成如下助燃剂乙醇(液态)50kg ；活性剂2kg，由20%的纳米三氧化二铁、40%的纳米氧化亚铁和40%的纳米四氧化三铁组成；螯合剂癸烷基丙基醚胺(液态)18kg ；稳定剂30kg，由30%的石英、25%的磷灰石(黄绿磷灰石氟磷灰石=1 :1，重量比)和45%的过氧化钙组成。二、制备方法先将稳定剂中的石英和磷灰石分别粉碎至40目，之后将它们与其它固态成分混合均匀，然后再加入液态组分，混合均匀，即得到复合型催化脱氯剂。实施例3一、复合型催化脱氯剂的组成如下助燃剂丁醇(液态)40kg ；活性剂5kg，由40%的纳米三氧化二铁、35%的纳米氧化亚铁和25%的纳米四氧化三铁组成；螯合剂十二烷基丙基醚胺(液态)15kg ；稳定剂40kg，由25%的石英、25%的磷灰石(黄绿磷灰石氟磷灰石氧硅磷灰石氯磷灰石锶磷灰石=5 1 1 :1 :2，重量比)和50%的过氧化钙组成。二、制备方法先将稳定剂中的石英和磷灰石分别粉碎至200目，之后将它们与其它固态成分混合均匀，然后再加入液态组分，混合均匀，即得到复合型催化脱氯剂。实施例4一、复合型催化脱氯剂的组成如下助燃剂直链辛醇(液态)54kg ；活性剂1kg，由25%的纳米三氧化二铁、35%的纳米氧化亚铁和40%的纳米四氧化三铁组成；
螯合剂15kg，由10%的十二胺和90%的脂肪胺聚氧乙烯醚组成；稳定剂30kg，由30%的石英、20%的磷灰石(氯磷灰石锶磷灰石=3 :1，重量比)和50%的过氧化钙组成。二、制备方法先将稳定剂中的石英 和磷灰石分别粉碎至80目，之后将它们与其它固态成分混合均匀，然后再加入液态组分，混合均匀，即得到复合型催化脱氯剂。实验例I :废旧聚氯乙烯塑料的脱氯实验以模拟生活垃圾废旧聚氯乙烯塑料为处理对象，所述废旧聚氯乙烯的有机氯含量为56. 8%，分成5份，备用。分别取实施例I 4制得的复合型催化脱氯剂按相同的比例(占废旧聚乙烯塑料重量的3%)分别与上述4份废旧聚混合均匀，并分别送入相同型号的脱氯反应器(威海亿鑫化工机械有限公司，GSH-500L反应釜)中，分别测定在300°C条件下反应10min、20min、30min后聚氯乙烯中有机氯的含量，结果如下述表I所示。同样条件下，将剩余的一份废旧聚氯乙烯塑料不添加任何脱氯剂送入同一型号的脱氯反应器中，分别测定在300°C条件下反应10min、20min、30min后聚氯乙烯中有机氯的含量，结果如下述表I所示。表I
权利要求
1.复合型催化脱氯剂，其特征在于它由下述重量百分比的组分组成 助燃剂40% 60%、活性剂1% 5%、螯合剂15 20%、稳定剂30% 40%，上述组分的总和为100% ;其中 所述的助燃剂为醇基燃料中的一种或两种以上的组合； 所述的活性剂按重量百分比计，由纳米三氧化二铁20% 40%、纳米氧化亚铁20% 40%和纳米四氧化三铁20% 40%组成； 所述的螯合剂为高级脂肪胺中的一种或两种以上的组合； 所述的稳定剂按重量百分比计，由石英20% 30%、磷灰石20% 30%和过氧化钙40% 50%组成。
2.根据权利要求I所述的复合型催化脱氯剂，其特征在于所述的醇基燃料包括含有I 12个碳的直链或支链醇类。
3.根据权利要求I所述的复合型催化脱氯剂，其特征在于所述的磷灰石为选自黄绿磷灰石、氟磷灰石、氧硅磷灰石、氯磷灰石和锶磷灰石中的一种或两种以上的组合。
全文摘要
本发明公开了一种复合型催化脱氯剂，它由下述重量百分比的组分组成助燃剂40%～60%、活性剂1%～5%、螯合剂15～20%、稳定剂30%～40%，上述组分的总和为100%；其中所述的助燃剂为醇基燃料中的一种或两种以上的组合；所述的活性剂按重量百分比计，由纳米三氧化二铁20%～40%、纳米氧化亚铁20%～40%和纳米四氧化三铁20%～40%组成；所述的螯合剂为高级脂肪胺中的一种或两种以上的组合；所述的稳定剂按重量百分比计，由石英20%～30%、磷灰石20%～30%和过氧化钙40%～50%组成。使用该复合型催化脱氯剂可有效脱除生活垃圾或有机氯化物如PVC、PVDC等含氯固体废物中的有机氯。
文档编号A62D3/33GK102824718SQ20121033023
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者吕保樱, 王明生, 张金海 申请人:桂林市产品质量监督检验所, 桂林市海生生物科技开发有限公司