專利名稱：超臨界水協(xié)同處理廢棄變壓器油與焚燒飛灰的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含多氯聯(lián)苯變壓器油與焚燒飛灰共處理方法，屬于環(huán)境保護(hù)與資源綜合利用領(lǐng)域的固體廢棄物處理新技術(shù)，尤其適合于固態(tài)和液態(tài)危險廢棄物同步無害化處理。
背景技術(shù)：
廢棄變壓器油內(nèi)含有大量的持久性有機(jī)污染物多氯聯(lián)苯(PCBs)，PCBs是一類性質(zhì)穩(wěn)定、具有急慢性毒性的有機(jī)污染物，因具有良好的阻燃性、低導(dǎo)電率、抗熱解性和化學(xué)穩(wěn)定性，曾廣泛用作變壓器油和電力電容器的浸漬劑[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，至1980年世界各國生產(chǎn) PCBs總量接近150萬噸，我國歷年累計(jì)產(chǎn)量近萬噸，其中90%用于變壓器和電力電容器。20 世紀(jì)80年代至90年代初，我國對含有PCBs的電力設(shè)備進(jìn)行了淘汰，并對部分廢棄的PCBs 變壓器和/電力電容器進(jìn)行了貯存處理，但是由于處理不當(dāng)和管理不善造成PCBs油泄漏， 部分地區(qū)的PCBs污染已經(jīng)達(dá)到十分嚴(yán)重的程度，成為環(huán)境中PCBs的主要污染源。目前對于PCBs的處理、處置方法主要采用有封存填埋、高溫焚燒、化學(xué)方法、微生物等。根據(jù)我國 《含多氯聯(lián)苯廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB13015-91)規(guī)定，PCBs含量超過500ppm的液體物質(zhì)必須進(jìn)行高溫焚燒，但高溫焚燒需要專用焚燒爐，設(shè)備昂貴；工料系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜；且焚燒不當(dāng)會產(chǎn)生毒性比PCBs更大的多氯二苯并二惡英(P⑶Ds)、多氯二苯并呋喃(PCDFs)等物質(zhì)，而對于含有相同濃度的固體廢物應(yīng)作填埋處理，但會使填埋點(diǎn)的環(huán)境風(fēng)險逐年增加，不能從根本上解決污染問題。而微生物降解、化學(xué)方法及其它一些方法 (催化加氫、等離子體電弧法、紫外光輻照)只適用于低濃度的PCBs處理，且由于二次污染、 處理效率及成本等問題很難實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用[6_9]。在環(huán)境保護(hù)問題越來越受重視的國內(nèi)和全球大環(huán)境下，針對極端難處理的廢舊變壓器/電力電容器高濃度廢舊PCBs油，研究開發(fā)安全、有效的無害化處理方法已成為我國可持續(xù)發(fā)展的迫切需要以及環(huán)保行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。
超臨界水具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，能與大部分有機(jī)物和A徹底互溶，使反應(yīng)體系相界面消失，從而表現(xiàn)出特別高的反應(yīng)活性?；诖?，有關(guān)有毒難降解鹵代有機(jī)污染物的超臨界水氧化、超臨界水裂解以及亞/超臨界水還原的研究得到迅速發(fā)展。本發(fā)明以超臨界水為反應(yīng)介質(zhì)，將醫(yī)療焚燒飛灰作為催化劑引入到超臨界水體系中處理含PCBs的變壓器油，為這兩類危險廢棄物同步處理提供一條新的工藝。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對廢棄/庫存PCBs、焚燒飛灰及相關(guān)危險廢棄物處理技術(shù)匱乏，二次污染控制困難的現(xiàn)狀，提供一種將兩種危險廢棄物同步共處理的工藝，實(shí)現(xiàn)兩種廢棄物的安全無害化。其特征是采用一定技術(shù)將兩種廢棄物配伍之后加入到密閉的壓力容器中，加入助劑，利用焚燒飛灰的催化作用無害化降解PCBs，處理后飛灰中的重金屬得到有效固定，實(shí)現(xiàn)兩種危險廢棄物的同時無害化。具體工藝包括
1.將一定量的焚燒飛灰加入高壓反應(yīng)釜中，然后按固液比1 l(g ml)加入廢棄變壓器油溶液，再加入10倍體積的水，攪拌均勻后加蓋密封。
2.將反應(yīng)釜溫度升至375°C 410°C，達(dá)到預(yù)定溫度后計(jì)時，保持0. 5 1. 5小時，隨后使反應(yīng)釜自然冷卻至室溫。
3.打開反應(yīng)釜蓋，此時焚燒飛灰殘?jiān)练e于反應(yīng)釜底部，重金屬得到固化，無害化程度符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；PCBs脫氯后形成的聯(lián)苯呈油狀漂浮在表面，中間為水相。
4.將固液分離后，固相可以作為一般廢棄物處理；液相進(jìn)一步分離為水和油，水可以循環(huán)利用，液相可以進(jìn)一步分離純化聯(lián)苯，作為化工產(chǎn)品使用。
上述工藝具有操作簡便，流程短，效率高，所需助劑量少等優(yōu)點(diǎn)。該工藝的最大特點(diǎn)是可以通過一次處理同時實(shí)現(xiàn)兩種危險廢棄物的無害化，處理過程在密閉系統(tǒng)中進(jìn)行， 不會造成二次污染，綠色、環(huán)保。
下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施方案進(jìn)一步闡述本發(fā)明的內(nèi)容。


圖1是廢棄/庫存PCBs與焚燒飛灰協(xié)同處理的工藝流程圖。
圖2是不同溫度下不同濃度的助劑對PCBs的降解率。
圖3是PCBs脫氯轉(zhuǎn)化聯(lián)苯的路徑圖。
圖4是不同反應(yīng)溫度下的聯(lián)苯產(chǎn)量。其中MFAl和MFA2分別代表回轉(zhuǎn)窯焚燒爐飛灰和熱解氣化爐焚燒飛灰；2和3分別代表廢棄變壓器油的體積。
具體實(shí)施方式
下面給出的實(shí)施例擬對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不能理解為是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍然屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
超臨界水協(xié)同處理廢棄變壓器油與焚燒飛灰的工藝，具體包括下列步驟
參考圖1工藝流程，稱取3g回轉(zhuǎn)窯中收集的焚燒飛灰放入高溫高壓間歇式反應(yīng)釜(最高溫500°C，最高壓50MPa)，加入3mL的變壓器油儲備溶液和60mL純水，最后加入一定量的助劑溶液，使容器中助劑的濃度為0. IM(圖2)；接通反應(yīng)釜電源開始升溫，達(dá)到反應(yīng) 375°C后開始計(jì)時，保持30分鐘后切段電源，自然冷卻至室溫。冷卻后打開反應(yīng)釜，離心分離固液相，固體殘?jiān)娓珊蟀凑誘CLP方法進(jìn)行分析鑒定，符合填埋標(biāo)準(zhǔn)，可以作為一般廢棄物送填埋場填埋；液相進(jìn)一步分離為油相和水相，油相經(jīng)檢測PCBs降解率接近100%;聯(lián)苯回收量為:3mg(圖3，圖4)。
實(shí)施例2:
超臨界水協(xié)同處理廢棄變壓器油與焚燒飛灰的工藝，具體包括下列步驟
參考圖1工藝流程，稱取500g熱解氣化爐中收集的焚燒飛灰放入高溫高壓間歇式反應(yīng)釜(最高溫500°C，最高壓50MPa)，加入500mL的變壓器油儲備溶液和IOOOmL純水， 最后加入一定量的助劑溶液，使容器中助劑的濃度為0. IM(圖2)；接通反應(yīng)釜電源開始升溫，達(dá)到反應(yīng)390°C后開始計(jì)時，保持60分鐘后切段電源，自然冷卻至室溫。冷卻后打開反應(yīng)釜，離心分離固液相，固體殘?jiān)娓珊蟀凑誘CLP方法進(jìn)行分析鑒定，符合填埋標(biāo)準(zhǔn)，可以作為一般廢棄物送填埋場填埋；液相進(jìn)一步分離為油相和水相，油相經(jīng)檢測PCBs降解率為 99. 2% ；聯(lián)苯回收量為350mg(圖3，圖4)。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，發(fā)明內(nèi)容均可實(shí)施，并具有良好的效果。
權(quán)利要求
1.超臨界水協(xié)同處理廢棄變壓器油與焚燒飛灰的工藝，具體包括下列步驟(1)將一定量的焚燒飛灰加入高壓反應(yīng)釜中，然后按一定的固液比加入廢棄變壓器油溶液，再加入水，攪拌均勻后加蓋密封。(2)將反應(yīng)釜溫度升至一定溫度，保持一定時間，隨后使反應(yīng)釜自然冷卻至室溫。(3)打開反應(yīng)釜蓋，將固液分離后，固相可以作為一般廢棄物處理；液相進(jìn)一步分離為水和油，水循環(huán)利用，液相進(jìn)一步分離純化聯(lián)苯。
2.按照權(quán)利1所述的超臨界水協(xié)同處理廢棄變壓器油與焚燒飛灰的工藝，其特征是 步驟(1)所述液固比為1 l(g ml)，加水量為反應(yīng)器內(nèi)樣品體積的10倍。
3.按照權(quán)利1所述的超臨界水協(xié)同處理廢棄變壓器油與焚燒飛灰的工藝，其特征是 步驟(2)所述的反應(yīng)溫度是375°C 410°C，保溫時間是0. 5 1. 5小時。
全文摘要
本發(fā)明針對我國廢棄/庫存PCBs、焚燒飛灰及相關(guān)危險廢棄物處理技術(shù)匱乏，二次污染控制困難的現(xiàn)狀，提供一種將兩種危險廢棄物同步無害化共處理的工藝。其特征是采用一定技術(shù)將兩種廢棄物配伍之后放入密閉的反應(yīng)釜中，加入助劑，利用焚燒飛灰的催化作用無害化降解PCBs，處理后飛灰中的重金屬得到有效固定，實(shí)現(xiàn)兩種危險廢棄物的安全無害化。上述工藝操作簡便、流程短、效率高、所需助劑量少，處理過程在密閉系統(tǒng)中進(jìn)行，不會造成二次污染，綠色、環(huán)保。
文檔編號C07C15/14GK102517138SQ20121000497
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者吳建芝, 張付申, 王春峰 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心