專利名稱：在水和氧氣的存在下通過氧化破壞有毒殘余物的方法,以及用于處理危險(xiǎn)化合物的連續(xù) ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在水和氧氣的存在下通過均勻相中的氧化過程破壞含有多氯聯(lián)苯、吡啶和其它危險(xiǎn)化合物的有毒殘余物方法，以及便于移動(dòng)到不同的流出物或被污染介質(zhì)的位置。
背景技術(shù)：
有毒殘余物或廢料是指那些具有腐蝕性、反應(yīng)性、爆炸性、毒性、可燃性、感染性或放射性等性質(zhì)，會(huì)對人體健康以及生存環(huán)境造成危險(xiǎn)或破壞的物質(zhì)。同樣，那些曾與有毒殘余物或廢料接觸過的容器、包裝、和包裝用品也被認(rèn)為是危險(xiǎn)殘余物或廢料?，F(xiàn)行的環(huán)境學(xué)術(shù)語范圍內(nèi)，危險(xiǎn)殘余物是所有金屬廢料或者含有銻、砷、鈹、鎘、鉛、汞、硒、碲、鉈等金屬的廢料；例如放射性玻璃和催化劑等含有金屬或有機(jī)物質(zhì)的主要含無機(jī)成分的廢料；和例如熱液廢料、硝基纖維素、酚化合物、醚、來自皮革鞣制過程的廢料、鹵化有機(jī)溶劑，來自脂族鹵化烴生產(chǎn)的廢料，焦油殘余物，和被多氯聯(lián)苯(PCB)、多氯三苯(PCT)、多氯萘(PCN)、或多溴聯(lián)苯(PBB)以高于或等于50mg/kg的濃度污染的物質(zhì)或制品等可能含金屬和無機(jī)物質(zhì)的主要含有機(jī)組分的廢料。為了破壞各種不同的危險(xiǎn)有機(jī)化合物，比如多氯聯(lián)苯(PCBs)和吡啶，通過焚化進(jìn)行溶劑處理。然而，眾所周知對這些化合物的焚化會(huì)產(chǎn)生不完全燃燒后的副制品，而它們將比原先的化學(xué)物質(zhì)更加具有危害性，所以近來已引起社會(huì)上不同部門對這種處理方法的抵制。此外，焚化是成本很高的處理方式，所以許多發(fā)展中國家不大可能采取這種處理方法。 因此，這些國家傾向于出口危險(xiǎn)殘余物到他國去以此配合國際環(huán)境條約。目前發(fā)展了不少銷毀來自工業(yè)的具有高有機(jī)負(fù)載的化學(xué)殘余物的處理方式，其中一些在超臨界條件下的處理方式顯示了可觀的結(jié)果。一些先前的與我們的發(fā)明最接近的預(yù)期散布在現(xiàn)有技術(shù)中的一些文獻(xiàn)內(nèi)，例如歐洲專利0898985，其公開了一種處理有機(jī)廢料的方法，其中包括第一步在超臨界條件下分解有機(jī)物質(zhì)，使其形成低分子量的產(chǎn)物；然后采用氧化步驟和將低分子量產(chǎn)物分解成二氧化碳和水，在亞臨界狀態(tài)期間維持氧化劑和低分子量產(chǎn)物混合。歐洲專利0755361揭示一種在超臨界條件下019大氣壓，高溫在288 °C度至 649°C度)在過氧化氫存在下處理含有有機(jī)物的廢水的方法。此外，其包括一個(gè)產(chǎn)生該過程的系統(tǒng)，該體系包括一拉長的反應(yīng)室，其包括前部、后部、在前部和后部之間的初級反應(yīng)區(qū)和二級反應(yīng)區(qū)。該系統(tǒng)還包括用于確定初級液流和二級液流中對氧氣的總體需要的介質(zhì)， 控制注入反應(yīng)器中的氧氣量的控制裝置，以及能夠測定反應(yīng)器輸出流中總有機(jī)碳的裝置。美國專利7329395展示了一個(gè)處理有機(jī)殘余物的設(shè)備，它包括收集有機(jī)殘余物的容器，一個(gè)過氧化氫儲(chǔ)器，一個(gè)壓力調(diào)節(jié)器，一個(gè)液氣冷凝器，一個(gè)收集器，一個(gè)負(fù)壓調(diào)節(jié)器。這套處理殘余物的設(shè)備還包括一條管線，來引入氧氣和臭氧之類的氧化劑。對液體進(jìn)行的處理包括首先加入氫氧化鈉，然后加入甲酸或者銨，然后分離反應(yīng)物中產(chǎn)生的氣體，再加入堿溶液。然后，再加入臭氧或者過氧化氫，或者使混合物接觸UV射線，通過離子交換、沉淀或抽提方法從液態(tài)分解產(chǎn)物中分離氣態(tài)分解產(chǎn)物和核素等。一旦完成全部處理過程之后，將形成穩(wěn)定的固態(tài)殘余物，另一方面形成可作為干凈殘余物排入海水的另一個(gè)液相。最近有些研究者提議對那些危險(xiǎn)的有機(jī)化合物，例如多氯聯(lián)苯(PCBs)，吡啶 (Pyridine)，可通過在超臨界條件水中采用氧化破壞，使它們成為無害產(chǎn)品，不需要額外處理就可以直接排入環(huán)境。日本專利2000005594公示了一種在含有乙氧化鈉、甲醇、碳酸鹽和氫氧化鈉作為催化劑的反應(yīng)介質(zhì)中連續(xù)分解PCB的方法。反應(yīng)條件相當(dāng)于100°C度至 250°C度之間溫度中值水平，以使接近幾乎98%的氯酸化合物反應(yīng)；特別優(yōu)選278°C -350°C 度之間的溫度和100至120個(gè)大氣壓之間的壓力。同樣，美國專利616四58揭示了分解PCB的氧化分解過程，包括使有機(jī)物與氧化劑(例如氫氧化鈉)在二氧化碳和水的存在下，發(fā)生反應(yīng)的步驟。最為理想的反應(yīng)溫度為 3501，通過加入妝0!1使反應(yīng)？!1維持在7.5。獲得的產(chǎn)物具有高度腐蝕性，用氧、空氣或過
氧化氫進(jìn)行二次處理。本發(fā)明的破壞多氯聯(lián)苯(PCBs)以及其他的危險(xiǎn)化合物的方法是在比焚化法低得多的溫度下進(jìn)行的，并且可以在連續(xù)可移動(dòng)單元中進(jìn)行，該單元可直接運(yùn)到確定存在危險(xiǎn)化合物的地點(diǎn)，消除特殊運(yùn)輸?shù)囊笠约芭c之相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明的連續(xù)可移動(dòng)單元可以通過在超臨界水中水和氧的存在下，在均相中完全氧化的過程破壞被來自化學(xué)、化妝品、和藥物學(xué)工業(yè)的有害殘余物污染的流出物或介質(zhì)，尤其是在所述水相流出物中有機(jī)物質(zhì)濃度相當(dāng)?shù)?，不可能通過焚化過程破壞這些化合物，通常需要延長處理期和高昂成本的技術(shù)時(shí)。因此，為處理有害殘余物和廢料開發(fā)的技術(shù)對發(fā)展中國家是可行的，可以解決由于缺乏遵循消除有害有機(jī)污染物(包括多氯聯(lián)苯(PCB)和吡啶)的嚴(yán)格安全要求的焚燒設(shè)施而引起的技術(shù)問題。另一方面，這個(gè)經(jīng)過驗(yàn)證的新穎而具有創(chuàng)造性的方法與現(xiàn)有技術(shù)揭示的那些在介質(zhì)的理化條件以及反應(yīng)物特征上都有所不同，比如使用超臨界條件下的水消除具有不同化學(xué)和功能特征的廢料，又比如在處理那些根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在消除上有技術(shù)問題的有機(jī)殘余物及其混合物(PCB和吡啶)。此外，該方法是在絕熱條件下在一個(gè)氧化階段中進(jìn)行的，也就是說，不需要用水來冷卻也不需要第二階段的氧化過程；因此整個(gè)過程的完成時(shí)間相比之下就更短暫，可實(shí)現(xiàn)由99. 999%總有機(jī)碳代表的有機(jī)物質(zhì)的破壞。同樣，通過乳化階段，確保均勻反應(yīng)，其中污染性產(chǎn)物經(jīng)歷完全的氧化；從而確保產(chǎn)生(X)2和氣體，從而提高反應(yīng)效率。通過聯(lián)合控制需要的壓力，幾直到達(dá)到最大240個(gè)atm至少30秒，以及在過程中加入乳化劑，將溫度控制在350°C至530°C之間，確保鹵化和雜芳烴以及其它被認(rèn)為是有害廢料的物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化，從而避免污染進(jìn)行處理的水源和周圍環(huán)境。而且，該新穎和具有創(chuàng)造性的方法使得污染性物質(zhì)化學(xué)轉(zhuǎn)化，而不需要為了氧化過程而降低物質(zhì)分子量，也就是說，減少了所需的進(jìn)行污染性混合物氧化的階段，以及導(dǎo)致其破壞所需的時(shí)間。最后，可認(rèn)為使用非均相催化劑，例如常見金屬氧化物或負(fù)載金屬，例如 F%04、MnO2, CuO、NiO、A1203、Cu3O4、和鉬可提高過程效率。因此，本公開的創(chuàng)新方法不需要采加入氫氧化鈉、甲酸或者銨來轉(zhuǎn)化離子，或者來分離反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體；也不需要添加堿溶液或介質(zhì)來收集在氣體中所產(chǎn)生和形成的離子。
附圖簡述

圖1展示在本發(fā)明的連續(xù)可移動(dòng)單元中破壞有毒殘余物的過程的示意圖。發(fā)明的目的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種在超臨界水中，在水和氧的存在下在均勻相中充分氧化，以破壞以多氯聯(lián)苯(PCB)和吡啶的核為代表的有毒物質(zhì)和其它有害有機(jī)污染物的過程。第二個(gè)方面，本發(fā)明提供一種連續(xù)可移動(dòng)單元，其包括一個(gè)反應(yīng)器，能夠方便地運(yùn)到被污染的流出物或介質(zhì)的位置。發(fā)明的具體闡述為了方便對發(fā)明目的及其組成部分的闡述，我們將對闡述發(fā)明所使用的一些術(shù)語建立以下的一些定義。表述“多氯聯(lián)苯(PCBs)，，的表述是指合成的芳香化合物，其由兩個(gè)苯環(huán)的核構(gòu)成， 其中氫原子被氯原子部分或完全取代，其化學(xué)式是C12H1(l_nCln，η可以在1至10之間變化。 其中，就理論上而言總共有209種可能的同類物，這其中的130種已在商業(yè)產(chǎn)品中確認(rèn)。它們還可以根據(jù)其氯含量，按照IUPAC命名法，可分類為例如單、二、三、四、五、六、七、八、九和十氯聯(lián)苯(Ballschmiter 和 Zell，1980，K. Ballschmiter 和 Μ· Zell，多氯聯(lián)苯(PCB)的玻璃毛細(xì)管氣相層析分析，F(xiàn)resenius Z.分析化學(xué)(Anal. Chem. 302 (1980)，20-31頁)。表述“廢料或有毒殘余物”是指制造、準(zhǔn)備和利用藥物產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生的含有可溶于水或不可溶于水的有機(jī)或無機(jī)組分的廢料；由于醫(yī)藥、護(hù)理、牙科、獸醫(yī)或者其他類似的工作過程中產(chǎn)生的廢料；一些醫(yī)院或者其他設(shè)施由于研究工作或?qū)Σ∪说闹委煻a(chǎn)生的廢料； 在制造加工和使用殺菌劑和農(nóng)藥藥劑后所產(chǎn)生的廢料；在生產(chǎn)，制造和使用木料防腐的化學(xué)產(chǎn)品中產(chǎn)生的廢料；油和水或烴類和水的混合物和乳液廢料；在生產(chǎn)，制造和使用顏料、 著色劑、、色素、涂料漆或清漆中導(dǎo)致的廢料；來自酸性或堿性溶液的廢料；由于使用工業(yè)污染控制設(shè)備以進(jìn)化工業(yè)廢氣產(chǎn)生的廢料，本發(fā)明特別考慮的是含有有機(jī)組分但也含有金屬和/或無機(jī)物的廢料。作為非限制性的例子，還有來自熱液、硝化纖維、酚化合物、醚、吡啶及其衍生物的廢料；來自皮革鞣制的、鹵化有機(jī)溶劑的廢料；來自脂族鹵化烴生產(chǎn)的廢料，焦油殘余物，浙青固化殘余物，多氯聯(lián)苯(PCB)、多氯三苯(PCT)、多氯萘(PCN)、和多溴聯(lián)苯(PBB)。表述“被污染的介質(zhì)”是指固體介質(zhì)、水相液體介質(zhì)、油性液體環(huán)境、被一種或多種有毒廢料或殘余物污染的容器、包裝、包裝用品、或設(shè)備。表述“以破壞為目的的處理”是指通過改變有害廢料或殘余物的性質(zhì)，盡可能減少對人類健康和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)的一組整體操作。根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，有毒殘余物或廢料等，特別是對該處理過程敏感的存在于污染介質(zhì)中的多氯聯(lián)苯和吡啶以及其它化學(xué)物質(zhì)以均勻相進(jìn)行氧化反應(yīng)，作為總的破壞有毒殘余物的轉(zhuǎn)化過程的第一階段，該處理過程包括以下階段a)安置被有毒廢料或殘余物污染的流出物；b)安置氧化劑，優(yōu)選水相過氧化氫、高錳酸鉀、重鉻酸鉀、二氧化錳、溶解空氣或溶
解氧氣；c)使來自階段a)的被污染流出物和氧化劑b)經(jīng)歷至少240個(gè)大氣壓的高壓；
d)在第一階段中預(yù)熱來自階段a)的被污染流出物和氧化劑b)至至少350°C的溫度，在第二階段中加熱到至少530°C ；e)在一個(gè)反應(yīng)單元中，使來自階段a)的被污染流出物和來自階段b)的氧化劑在至少530°C的溫度下和240個(gè)大氣壓的壓力下反應(yīng)至少30秒鐘；f)冷卻來自階段e)的流出物至至少25°C的溫度；g)將來自階段f)的相分別分離并儲(chǔ)存在氣流和液流中。存在于被污染介質(zhì)中的有毒廢料或殘余物在反應(yīng)裝置中形成混合物之后，與水和氧氣發(fā)生反應(yīng)，得到氧化。氧氣是作為水相過氧化氫、高錳酸鉀、重鉻酸鉀、二氧化錳、溶解空氣或溶解的氧氣提供的，優(yōu)選在水的超臨界條件下(溫度至少在374°C度，氣壓至少為 220大氣壓)，其量優(yōu)選高于或相當(dāng)于有機(jī)化合物完全氧化所需的化學(xué)計(jì)量數(shù)?；旌衔镌?74°C或以上以及至少220個(gè)大氣壓的壓力下形成均勻相，其中重量濃度為0. 5-25%的有機(jī)化合物與氧密切接觸，以迅速氧化。在過程的超臨界條件下，氧和氮完全與水按照完全比例混溶，消除兩相流動(dòng)，因此不需要機(jī)械混合。不過，當(dāng)被污染介質(zhì)是油性液體，比如介電質(zhì)油時(shí)，就需要添加一種非陰離子乳化劑，其HLB在10-20之間，以形成氧化所需的均勻相；所以，由于這個(gè)過程的需要，要確定當(dāng)有毒殘余物、氧化劑和水進(jìn)行混合時(shí)，后者以至少40%的比例存在。同樣，當(dāng)被污染介質(zhì)是油性液體且加入乳化劑時(shí)，對混合物進(jìn)行手工、機(jī)械、磁性、或者通過超聲探針(頻率高于10赫茲至少1分鐘，)攪拌，以保證均勻乳液的形成。由于在有毒殘余物、氧化劑以及水組成的反應(yīng)體系中，只存在一個(gè)均勻相，因此可以考慮使用非均相催化劑，例如常用金屬氧化物或負(fù)載金屬，例如狗304、MnO2, CuO, NiO, A1203、CU3O4以及鉬。由于氧化過程非常迅速，也可以說明在絕熱操作條件下在反應(yīng)器中產(chǎn)生了化學(xué)轉(zhuǎn)化。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在5分鐘以內(nèi)在可攜帶連續(xù)單元中進(jìn)行不完全限于PCB 或吡啶型殘余物的有毒殘余物的充分完全氧化a)可容納有機(jī)污染物的容器(C)；b)攪動(dòng)裝置(Z)，其可以是超聲探針或其它裝置，以產(chǎn)生乳液；c)用于容納一種或多種氧化劑的多個(gè)容器㈧和⑶；d)將壓力從環(huán)境水平升到超臨界條件的升壓裝置，提供有高壓氮源(D)和通過高壓泵(E)和(F)；e)將溫度從正常條件升到超臨界條件的升溫裝置，由浸在恒溫浴中，被許多電阻包圍的預(yù)熱器(G)、H和(H1)構(gòu)成；f)使有機(jī)污染物與氧化劑接觸的反應(yīng)裝置，尤其可以是管狀反應(yīng)器(J)，其中完全或部分填有催化劑床；g)同心管交換型(0)熱交換裝置；h)針閥型(T)的壓力和流量調(diào)節(jié)裝置；和i)分離氣流和液流的裝置(R)；和j)儲(chǔ)存裝置，其允許采樣和收集樣品來分析有機(jī)污染物(S)。我們將舉出以下的幾個(gè)例子，其目的在于闡述這個(gè)發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選方面，但不是用來規(guī)范這個(gè)發(fā)明的范圍。實(shí)施例1
被濃度為7500毫克/升多氯聯(lián)苯(PCB)污染的介電質(zhì)油通過市售乳化劑 Arkopal (壬基酚基聚乙二醇醚)在蒸餾和去離子水中乳化，并用25千赫的超聲攪動(dòng)10 分鐘。得到的乳液的有機(jī)物含量為3%重量，PCB濃度為100mg/l。乳液粘度與水相似。將乳液裝入罐(C)，同時(shí)在罐(A)和罐(B)中加入50%重量的工業(yè)過氧化物制備的8%過氧化物溶液。利用來自儲(chǔ)器(D)中的氮(50psi)給這些罐加壓。通過(E)和(F)的高壓泵以 MO (大氣壓)對乳化和氧化過程加壓。氧化劑進(jìn)料比理論上所要求的完全破壞乳液中有機(jī)成分所需的超出300%。乳劑以2. 3mL/分鐘泵入，氧化劑的泵入速度為IOmL/分鐘。在加熱器(G)中在350°C下，然后在預(yù)熱器(H)中預(yù)熱氧化劑的高壓流，其浸在恒溫浴里，四周圍繞著大量的電阻器，能控制溫度在350°C度至530°C度之間；與此同時(shí)，PCB乳液的高壓流流入預(yù)熱器(H1)，從25°C度加熱至530°C度。對于恒溫浴的設(shè)置，可用烘箱或簡單用鉗式電阻加熱器替代，只要這些設(shè)備能夠提供過程所需的快速加熱。高壓高溫流在進(jìn)入反應(yīng)裝置(J)前，先在一個(gè)T形的裝置里進(jìn)行混合。反應(yīng)器中停留的時(shí)間為530°C，240大氣壓下 30秒。在同心管熱交換器(0)中冷卻反應(yīng)器流出物至25°C。用針閥(T)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力和輸出流量。然后在罐(R)和(S)中分離相和收集分析樣品。在這些試驗(yàn)條件下收集的樣品進(jìn)行的分析顯示，由總有機(jī)碳表示的有機(jī)物質(zhì)有 99. 999%的破壞。通過電子俘獲檢測儀氣相層析進(jìn)行水相樣品中PCB分析。在液體樣品分析之前，根據(jù)分析這些類型的樣品所規(guī)范的程序提取二氯甲烷，以濃縮PCB，促進(jìn)鑒定。在這些條件下，在流出物中獲得1. 4微克/升的PCB濃度，這個(gè)值符合最嚴(yán)格的PCB排放標(biāo)準(zhǔn)。PCB破壞率為99. 999%。根據(jù)日本的規(guī)范，比較推薦的破壞含有多氯聯(lián)苯的介電質(zhì)油的效率至少為99. 5%;其還禁止了焚化PCB們因?yàn)闀?huì)大量產(chǎn)生二嚼英和呋喃，這些成分已被認(rèn)為有劇毒。(Weber, R. , Takasuga, Τ.，T.Nagai，K.，Shiraishi，H.， Sakurai，T.，Matuda, T.和Hiraoka M.，2002，來自城市廢料焚燒的所選飛灰的PCDD、PCDF 和PCB的脫氯和破壞，化學(xué)團(tuán)雜志，46，1255-1262頁)。實(shí)施例2在本發(fā)明的第二個(gè)非限制性實(shí)施例中，處理了濃度為0. 124mol/L總有機(jī)碳的類似吡啶殘余物。要處理的污染物的混合物被送入罐(C)，以8%重量比的過氧化物被送入罐㈧和(B)。利用儲(chǔ)器⑶中的氮(50psi)給這些罐加壓。通過(E)和(F)的高壓泵以 MO (大氣壓)對吡啶殘余物和氧化劑加壓。氧化劑進(jìn)料比理論上所要求的完全破壞吡啶有機(jī)負(fù)載所需的超出250%。卩比啶水相殘余物以4. 6mL/分鐘泵入，氧化劑的泵入速度為IOmL/ 分鐘。在加熱器(G)中在350°C下，然后在預(yù)熱器(H)中預(yù)熱氧化劑的高壓流，其浸在恒溫浴里，四周圍繞著大量的電阻器，能控制溫度在350°C度至530°C度之間；與此同時(shí)，PCB乳液的高壓流流入預(yù)熱器(H1)，從25°C度加熱至530°C度。如先前實(shí)施例說明的，對于恒溫浴的設(shè)置，可用烘箱或簡單用鉗式電阻加熱器替代，只要這些設(shè)備能夠提供過程所需的快速加熱。高壓高溫流在進(jìn)入反應(yīng)裝置(J)前，先在一個(gè)T形的裝置里進(jìn)行混合。反應(yīng)器中停留的時(shí)間為530°C，240大氣壓下30秒。在同心管熱交換器(0)中冷卻反應(yīng)器流出物至25°C。 用針閥(T)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力和輸出流量。然后在罐(R)和( 中分離相和收集分析樣品。在化學(xué)轉(zhuǎn)化過程完成之后，采集500°C、530°C和550°C反應(yīng)溫度條件下的樣品作分析，獲得有機(jī)物質(zhì)的總轉(zhuǎn)化率，其以總有機(jī)碳分解表示分別為99.2 %，99. 5 %，和 99.9%。因此，當(dāng)對流出物進(jìn)行化學(xué)分析時(shí)，可以達(dá)到哥倫比亞共和國的環(huán)境，居住和土地發(fā)展部2005年所頒布的4741號文件有關(guān)吡啶的排放標(biāo)準(zhǔn)。 雖然通過本發(fā)明非限制性揭示的優(yōu)選例描述了本發(fā)明，保持其必要和元素內(nèi)容的修改和變化應(yīng)理解也在權(quán)利要求所包括的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在水和氧氣存在下通過氧化破壞有毒殘余物的方法，其特征在于，在水的臨界點(diǎn)以上，即374°C和220大氣壓的條件下進(jìn)行，包括以下階段a)安置具有有毒殘余物的被污染介質(zhì)；b)在室溫下產(chǎn)生污染的介質(zhì)與水的混合物；c)安置氧化劑；d)高壓洗滌來自階段b)的被污染介質(zhì)與水，以及來自c)階段的氧化劑的混合物；e)預(yù)熱來自階段b)的被污染介質(zhì)和水，以及來自c)階段的氧化劑的混合物；f)在一個(gè)反應(yīng)單元中，使來自階段b)的被污染介質(zhì)和水，以及來自階段c)的氧化劑的混合物發(fā)生反應(yīng)；g)冷卻來自階段f)的流出物；h)將來自階段g)的產(chǎn)物分別分離并儲(chǔ)存在氣流和液流中。
2.如權(quán)利要求1所述的在水和氧氣存在下通過氧化破壞有毒殘余物的方法，其特征在于在階段b)，當(dāng)被污染介質(zhì)是油性液體，在進(jìn)料罐中添加一種非陰離子乳化劑，其HLB在 10-20之間；然后，通過適合所述罐的超聲探針攪拌混合物至少1分鐘，所述探針產(chǎn)生強(qiáng)度至少為10千赫，或通過能在水中產(chǎn)生油性液體乳液的其它類型的攪動(dòng)攪拌混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的在水和氧氣存在下通過氧化破壞有毒殘余物的方法，其特征在于在c)階段，氧化劑優(yōu)選是水相過氧化氫、高錳酸鉀、重鉻酸鉀、二氧化錳、溶解空氣或溶解的氧氣。
4.如權(quán)利要求1所述的在水和氧氣存在下通過氧化破壞有毒殘余物的方法，其特征在于在d)階段，來自階段b)的被污染介質(zhì)和水與來自c)階段的氧化劑的混合物經(jīng)歷至少 240個(gè)大氣壓的壓力。
5.如權(quán)利要求1所述的在水和氧氣存在下通過氧化破壞有毒殘余物的方法，其特征在于在e)階段，加熱來自b)階段的被污染介質(zhì)與水的混合物，至至少530°C的溫度，在第一階段預(yù)熱來自階段c)的氧化劑使其溫度至少達(dá)到350°C，在第二階段加熱至至少530°C。
6.如權(quán)利要求1所述的在水和氧氣存在下通過氧化破壞有毒殘余物的方法，其特征在于在f)階段，使來自階段b)的被污染介質(zhì)和水與來自c)階段的氧化劑的混合物在溫度至少為530°C，和240個(gè)大氣壓的壓力下反應(yīng)至少30秒。
7.如權(quán)利要求1所述的在水和氧氣存在下通過氧化破壞有毒殘余物的方法，其特征在于在f)階段，提供的氧量優(yōu)選相當(dāng)或高于存在于被污染介質(zhì)中的有機(jī)化合物完全氧化所需的化學(xué)計(jì)量量。
8.如權(quán)利要求1所述的在水和氧氣存在下通過氧化破壞有毒殘余物的方法，其特征在于在f)階段，可使用非均相催化劑，例如Fe3O4, MnO2, CuO, NiO, A1203、Cu3O4和Pt，所述催化劑可包裝在整個(gè)反應(yīng)器中或其一個(gè)區(qū)域內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的在水和氧氣存在下通過氧化破壞有毒殘余物的方法，其特征在于在反應(yīng)器中產(chǎn)生的f)階段的氧化過程近似于絕熱過程。
10.如權(quán)利要求1所述的在水和氧氣存在下通過氧化破壞有毒殘余物的方法，其特征在于在g)階段，反應(yīng)器的流出物冷卻至溫度為至少25°c。
11.如權(quán)利要求1所述的在水和氧氣存在下通過氧化破壞有毒殘余物的方法，其特征在于在b)階段或者在g)階段，可加入堿性劑如NaOH或Κ0Η，其中和有機(jī)氯酸化合物氧化過程中形成的酸，并減少設(shè)備腐蝕。
12.一種用于實(shí)施權(quán)利要求1所述的方法的破壞有毒殘余物的連續(xù)單元，其特征在于， 是便攜的，而且包含a)可容納有機(jī)污染物的容器；b)攪動(dòng)裝置；c)用于容納一種或多種氧化劑的多個(gè)容器；d)將壓力從正常條件升到超臨界條件的升壓裝置；e)將溫度從正常條件升到超臨界條件的升溫裝置；f)使有機(jī)污染物與氧化劑接觸的反應(yīng)裝置；g)熱交換裝置；h)壓力和流量調(diào)節(jié)裝置；i)分離氣流和液流的裝置；和j)儲(chǔ)存裝置。
13.如權(quán)利要求11所述的用于破壞有毒殘余物的連續(xù)單元，其特征在于攪動(dòng)裝置是超聲裝置。
14.如權(quán)利要求11所述的用于破壞有毒殘余物的連續(xù)單元，其特征在于所述加壓裝置安有高壓氮?dú)夤?yīng)裝置和高壓泵。
15.如權(quán)利要求11所述的用于破壞有毒殘余物的連續(xù)單元，其特征在于所述升溫裝置是浸在恒溫浴中，被多個(gè)電阻環(huán)繞的預(yù)熱器。
16.如權(quán)利要求11所述的用于破壞有毒殘余物的連續(xù)單元，其特征在于所述反應(yīng)裝置是管狀反應(yīng)器，可完全或部分填充有催化床。
17.如權(quán)利要求11所述的用于破壞有毒殘余物的連續(xù)單元，其特征在于所述熱交換裝置是同心管道交換器類型的。
18.如權(quán)利要求11所述的用于破壞有毒殘余物的連續(xù)單元，其特征在于所述壓力和流量調(diào)節(jié)裝置是針閥型。
19.如權(quán)利要求11所述的用于破壞有毒殘余物的連續(xù)單元，其特征在于所述儲(chǔ)藏裝置允許采樣和收集樣品來分析有機(jī)污染物。
全文摘要
在374℃以上的高溫下和至少220大氣壓的壓力下發(fā)展成均勻相的水和氧氣存在下通過氧化破壞有毒殘余物的方法，以及一個(gè)連續(xù)移動(dòng)單元，它便于移動(dòng)處理流出物或被污染介質(zhì)。該移動(dòng)單元由反應(yīng)器組成，它包括以下幾個(gè)區(qū)域加壓、反應(yīng)、冷卻、減壓，以及取樣區(qū)域，以破壞多氯聯(lián)苯(polychlorinatedbiphenyl，PCBs)、吡啶(Pyridine)，以及其它的危險(xiǎn)化合物。
文檔編號A62D3/38GK102256669SQ200980152744
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者巴雷拉 G·E·博拉尼奧斯, 卡登納 V·F·馬魯蘭達(dá) 申請人:瓦爾大學(xué)