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利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法

文檔序號:9779015閱讀:1578來源:國知局
利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,屬于有機廢棄物處理技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,自然資源的消耗和廢物的產(chǎn)生也同樣急劇增長,由此造成一些自然資源的日益枯竭和世界性環(huán)境污染的日趨嚴重?;す腆w廢棄物是指醫(yī)藥化工企業(yè)在生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的固態(tài)、半固態(tài)廢棄物質,主要包括在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體副產(chǎn)物、蒸餾殘渣、污染的垃圾等。
[0003]在醫(yī)藥及精細化工的生產(chǎn)中,會產(chǎn)生大量有毒有害的固態(tài)、半固態(tài)含氮有機廢棄物,現(xiàn)在基本的處理方法是掩埋、低溫等離子技術或者焚燒。這些技術都存在著嚴重危害,掩埋處理方法,占用大量土地,容易泄漏污染土地和水源;低溫等離子技術,運行成本高,設備投資大,處理能力小;焚燒法處理含氮廢棄物,雖然進行了大量的改進,但是還是會產(chǎn)生NOx廢氣,需要增加后處理吸收設備,增加處理成本。醫(yī)藥及精細化工的大部分產(chǎn)品都含有氮元素,如果按照普通的處理方法,會出現(xiàn)成本高,容易造成二次污染等問題。
[0004]眾所周知,濃硫酸具有氧化性和吸水、脫水性功能。凱氏定氮實驗就充分利用了濃硫酸的特性,待測天然含氮有機物與濃硫酸共熱時,被氧化成為二氧化碳和水,而氮轉變成氨,氨再與硫酸結合生成硫酸銨。為了加速有機物質的分解反應,在消化時常加入促進劑,硫酸銅可用作催化劑,硫酸鉀或硫酸鈉可提高消化液的沸點,氧化劑如過氧化氫也能加速反應。從以上原理可以看出,若要生成二氧化碳,不僅需要在催化劑(或者促進劑)存在下,而且需要提高消化液的沸點。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,其降低了固態(tài)和半固態(tài)含氮有機廢棄物的處理成本,達到廢棄物處理和綜合利用的目的。
[0006]本發(fā)明所述的利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,是在濃硫酸的作用下,固態(tài)或半固態(tài)含氮有機廢棄物被脫水碳化,廢棄物中的氮原子與濃硫酸反應,生成硫酸氫銨,然后對生成物進行后處理得到硫酸銨。
[0007]所述濃硫酸的質量濃度為70?98%,與固態(tài)或半固態(tài)含氮有機廢棄物相比,濃硫酸的用量為適當過量。
[0008]所述固態(tài)或半固態(tài)含氮有機廢棄物為含有一個或者多個碳氮鍵或者碳氧氮鍵的酰胺、肟、腙、腈、氨基酸、肽、蛋白質、生物堿、脂肪族及芳香族有機胺和硝基化合物、重氮及偶氮化合物、咪唑類、吡咯類、吡唑類、吡啶類、嘧啶類、喹啉類或嘌呤類化合物。
[0009]所述反應時間為2?10小時,優(yōu)選為4?8小時
[0010]所述反應溫度為20?200°C,優(yōu)選為100?160°C。
[0011]所述后處理為反應結束后,向生成物中加入反應母液(第一次加入自來水,以后都是用離心分離出的母液),攪拌,降至室溫,使用氨氣中和pH至4?6。
[0012]所述中和結束后,離心分離出母液,用于再次后處理時加入至生成物中。
[0013]本發(fā)明利用濃硫酸的氧化和吸水、脫水性質,通過嚴格控制工藝條件,將固態(tài)或半固態(tài)含氮有機廢棄物脫水碳化,將氫、氧元素分離出來生成水,并生成具有吸附性的碳末,氮原子與硫酸生成硫酸氫銨,氨氣中和后,生成的硫酸銨吸附到碳末上,作為化肥。
[0014]有機物碳化后的活性炭,具有較好的吸附性,吸附硫酸銨和水份,降低水份的蒸發(fā)速度,可以保持、提高和改善土壤的肥力,增加土壤的活性,起到緩釋和保墑的作用,促進作物優(yōu)質高產(chǎn),降低農業(yè)生產(chǎn)成本,達到提高化肥利用率的目的。
[0015]本發(fā)明沒有加催化劑(促進劑),反應溫度也沒有定氮試驗的溫度高,濃硫酸的沸點是338°C,凱氏定氮實驗需要更高的溫度(加入硫酸鉀或者硫酸鈉,提高消化液的沸點)才可以把碳氧化為二氧化碳。因此,我們的試驗幾乎不會生產(chǎn)二氧化碳,產(chǎn)生的微量的二氧化碳可以忽略不計。
[0016]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017](I)使用普通設備,降低了設備投資;
[0018](2)處理方法簡單,易于操作和控制,降低了能耗,節(jié)約了處理成本;
[0019](3)廢棄物轉化為肥料,沒有廢氣的產(chǎn)生,資源得到合理利用。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明,但其并不限制本發(fā)明的實施。
[0021]實施例1
[0022]向帶攪拌、溫度計、冷凝器的3000L搪玻璃反應釜中,加入固態(tài)含氮有機廢棄物1200kg,密閉情況下,控制溫度在30 ± 10°C,從計量器中加入800kg濃硫酸,濃硫酸加料結束后,開蒸汽加熱,慢慢升溫到100C,物料逐漸溶解變稀,開動攪拌,繼續(xù)加熱反應4小時。
[0023]反應釜停止加熱,開循環(huán)水降至室溫,加入離心母液(第一次加入自來水)500kg,攪拌下通入氨氣約10kg,至pH為5,反應結束。
[0024]放料離心,得到黑色固態(tài)物2200kg,為碳末和硫酸銨的混合物,可直接作為肥料使用,母液循環(huán),下批使用。
[0025]實施例2
[0026]向帶攪拌、溫度計、冷凝器的3000L搪玻璃反應釜中,加入半固態(tài)含氮有機廢棄物1500kg,密閉情況下,控制溫度在40 土 10°C,從計量器中加入1000kg濃硫酸,濃硫酸加料結束后,開蒸汽加熱,慢慢升溫到160°C,物料逐漸溶解變稀,開動攪拌,繼續(xù)加熱反應2小時。
[0027]反應釜停止加熱,開循環(huán)水降至室溫,加入離心母液500kg,攪拌下通入氨氣約80kg,至pH為4,反應結束。
[0028]放料離心,得到黑色固態(tài)物2800kg,為碳末和硫酸銨的混合物,可直接作為肥料使用,母液循環(huán),下批使用。
[0029]實施例3
[0030]向帶攪拌、溫度計、冷凝器的3000L搪玻璃反應釜中,加入固態(tài)含氮有機廢棄物1200kg,密閉情況下,控制溫度在50 ± 10°C,從計量器中加入600kg濃硫酸,濃硫酸加料結束后,開蒸汽加熱,慢慢升溫到140°c,物料逐漸溶解變稀,開動攪拌,繼續(xù)加熱反應8小時。
[0031]反應釜停止加熱,開循環(huán)水降至室溫,加入離心母液500kg,攪拌下通入氨氣約60kg,至pH為6,反應結束。
[0032]放料離心,得到黑色固態(tài)物2000kg,為碳末和硫酸銨的混合物,可直接作為肥料使用,母液循環(huán),下批使用。
[0033]實施例4
[0034]向帶攪拌、溫度計、冷凝器的3000L搪玻璃反應釜中,加入半固態(tài)含氮有機廢棄物1500kg,密閉情況下,控制溫度在30 ± 5°C,從計量器中加入800kg濃硫酸,濃硫酸加料結束后,開蒸汽加熱,慢慢升溫到200°C,物料逐漸溶解變稀,開動攪拌,繼續(xù)加熱反應10小時。
[0035]反應釜停止加熱,開循環(huán)水降至室溫,加入離心母液500kg,攪拌下通入氨氣約50kg,至pH為5,反應結束。
[0036]放料離心,得到黑色固態(tài)物2300kg,為碳末和硫酸銨的混合物,可直接作為肥料使用,母液循環(huán),下批使用。
【主權項】
1.一種利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,其特征在于:在濃硫酸的作用下,固態(tài)或半固態(tài)含氮有機廢棄物被脫水碳化,廢棄物中的氮原子與濃硫酸反應,生成硫酸氫銨,然后對生成物進行后處理得到硫酸銨。2.根據(jù)權利要求1所述的利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,其特征在于:濃硫酸的質量濃度為70?98 %。3.根據(jù)權利要求1所述的利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,其特征在于:固態(tài)或半固態(tài)含氮有機廢棄物為含有一個或者多個碳氮鍵或者碳氧氮鍵的酰胺、肟、腙、腈、氨基酸、肽、蛋白質、生物堿、脂肪族及芳香族有機胺和硝基化合物、重氮及偶氮化合物、咪唑類、吡咯類、吡唑類、吡啶類、嘧啶類、喹啉類或嘌呤類化合物。4.根據(jù)權利要求1所述的利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,其特征在于:反應時間為2?10小時。5.根據(jù)權利要求1或4所述的利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,其特征在于:反應時間為4?8小時。6.根據(jù)權利要求1所述的利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,其特征在于:反應溫度為20?200°C。7.根據(jù)權利要求1或6所述的利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,其特征在于:反應溫度為100?160°C。8.根據(jù)權利要求1所述的利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,其特征在于:后處理為反應結束后,向生成物中加入反應母液,攪拌,降至室溫,使用氨氣中和。9.根據(jù)權利要求8所述的利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,其特征在于:中和pH至4?6。10.根據(jù)權利要求8所述的利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,其特征在于:中和結束后,離心分離出母液,用于再次后處理時加入至生成物中。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,屬于有機廢棄物處理技術領域。本發(fā)明所述的利用濃硫酸處理含氮有機廢棄物的方法,是在濃硫酸的作用下,固態(tài)或半固態(tài)含氮有機廢棄物被脫水碳化,廢棄物中的氮原子與濃硫酸反應,生成硫酸氫銨,然后對生成物進行后處理得到硫酸銨。本發(fā)明降低了固態(tài)和半固態(tài)含氮有機廢棄物的處理成本,達到廢棄物處理和綜合利用的目的。
【IPC分類】C05G3/00, C05C3/00, C01C1/24, C05G3/04
【公開號】CN105541418
【申請?zhí)枴緾N201510981089
【發(fā)明人】耿佃云, 于秀嬡
【申請人】山東未名生物醫(yī)藥股份有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月24日
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