專(zhuān)利名稱(chēng)：一種持久性有機(jī)污染物的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保及持久性有毒污染物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是關(guān)于一種持久 性有機(jī)污染物的處理方法。
背景技術(shù)：
近幾十年來(lái)，全球工業(yè)化進(jìn)程快速發(fā)展，在給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)物質(zhì)文明的同時(shí)， 使得大量有害廢物排放到環(huán)境中，特別是持久性有機(jī)污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs)成為對(duì)人類(lèi)生存威脅最大的一類(lèi)污染物。研究表明，POPs會(huì)造成人體內(nèi) 分泌系統(tǒng)紊亂、生殖和免疫系統(tǒng)破壞、誘發(fā)癌癥、導(dǎo)致畸形、基因突變和神經(jīng)系統(tǒng)疾病等，且 在人體內(nèi)滯留數(shù)代，嚴(yán)重威脅人類(lèi)生存繁衍和可持續(xù)發(fā)展。POPs等持久性有機(jī)污染物在我國(guó)有大量生產(chǎn)和使用的歷史。20世紀(jì)60年代至80 年代初，我國(guó)大量生產(chǎn)使用的主要是有機(jī)氯農(nóng)藥類(lèi)POPS，占農(nóng)藥使用量的一半以上。據(jù)統(tǒng)計(jì) 1970年我國(guó)共使用六六六、滴滴涕、毒殺芬等有機(jī)氯類(lèi)殺蟲(chóng)劑19. 17萬(wàn)噸，占當(dāng)年農(nóng)藥總用 量的80. 01%。30年來(lái)，我國(guó)累計(jì)使用DDT約40多萬(wàn)噸，占世界總量的20%。我國(guó)生產(chǎn)的 多氯聯(lián)苯總產(chǎn)量大約為IO4噸，大多用作電力電容器的浸漬劑，少部分作為油漆添加劑。上 世紀(jì)七十年代中國(guó)還進(jìn)口了大量含多氯聯(lián)苯的變壓器。據(jù)查，廢舊電容器的浸漬劑中多氯 聯(lián)苯(PCBs)的含量大于90%，而廢棄的進(jìn)口變壓器的變壓器油中PCBs的含量大于50%， 目前這些電容器和變壓器大多已報(bào)廢封存。二惡英和呋喃是在含氯物質(zhì)加熱和焚燒過(guò)程中 產(chǎn)生的，如氯堿、造紙、金屬冶煉、有機(jī)化工、汽車(chē)尾氣及垃圾焚燒過(guò)程。POPs具有高毒性、生 物蓄積性等特點(diǎn)，中國(guó)正面臨著有關(guān)POPs污染的嚴(yán)峻局面。針對(duì)POPs廢物的處置，國(guó)內(nèi)工業(yè)化應(yīng)用較好的有安全填埋法它是一種暫時(shí)、延緩性的策略，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較大，且不能從根本上消除 POPs等持久性有機(jī)污染物，只不過(guò)是對(duì)污染物進(jìn)行一次轉(zhuǎn)移，占地面積大；但相對(duì)于其它 技術(shù)來(lái)說(shuō)總成本、總投資較低。對(duì)一些于人體特別有害的殺蟲(chóng)劑類(lèi)POPs物質(zhì)的清除，采用 這種方法還是可行的。高溫焚燒技術(shù)高溫焚燒是利用有機(jī)物在高溫下易分解的特性，在高溫下焚燒以 達(dá)到去除污染的目的。它適用于處理大量高濃度的持久性有機(jī)物，但設(shè)備建設(shè)費(fèi)用較高，而 且焚燒中易產(chǎn)生二惡英造成二次污染。水泥窯共處置技術(shù)水泥窯法處置低濃度PCBs污染物好于高濃度污染物，它容 積大、高溫、熱穩(wěn)定性好、投資較小，又可替代部分燃料，是目前無(wú)害化處理和資源綜合利用 相結(jié)合的一種處理方式。但處置高濃度PCBs污染物時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定性最差，同時(shí)，大量研究結(jié) 果表明，如果氯離子含量過(guò)高，氯離子在水泥窯內(nèi)循環(huán)富集導(dǎo)致窯爐內(nèi)結(jié)皮堵塞，可造成停 窯，降低水泥產(chǎn)量，影響正常生產(chǎn)；另一方面如果企業(yè)不嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，可能會(huì)發(fā) 生不完全燃燒現(xiàn)象，從而排放出有毒有害的燃燒產(chǎn)物，導(dǎo)致二次污染。高溫液態(tài)排渣氣化爐屬于化工領(lǐng)域，現(xiàn)在普遍用于制氫、合成氨和生產(chǎn)甲醇等碳 一化工產(chǎn)品以及IGCC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，其工藝過(guò)程為原料干煤粉(或石油焦粉、干煤粉與
3石油焦粉組成的混合物、煤漿、石油焦?jié){、煤與石油焦組成的混合漿)被輸送至氣化爐的燒 嘴，然后在氣化爐高溫高壓條件下和O2、蒸汽或CO2發(fā)生各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)。通過(guò)控制加料量， 調(diào)節(jié)氧量、蒸汽量或CO2量，使氣化爐在1200 2000°C范圍內(nèi)運(yùn)行，氣化爐操作壓力0. 1 9. 5MPa。反應(yīng)生成的合成氣(以CCHH2為主)凈化后可用于制氫、合成氨和生產(chǎn)甲醇等化 工產(chǎn)品以及IGCC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。經(jīng)激冷形成的惰性玻璃體或熔渣由氣化爐底排出，可作建 筑材料、路基材料及水泥材料等。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)的發(fā)明人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的跨領(lǐng)域研究后發(fā)現(xiàn)，使用現(xiàn)有的在化工行業(yè)廣泛應(yīng)用 的高溫液態(tài)排渣氣化爐，可以在基本不改變現(xiàn)有工藝的條件下，有效地處理持久性有機(jī)污 染物，從而解決持久性有機(jī)污染物處理中的大難題。因此，本發(fā)明的首要目的就在于提供一種新型的持久性有機(jī)污染物處理方法。本發(fā)明的持久性有機(jī)污染物(POPs)的處理方法是將液態(tài)或粉狀的持久性有機(jī)污 染物與高溫液態(tài)排渣氣化爐的常規(guī)處理原料混合后，采用高溫液態(tài)排渣氣化爐處理。根據(jù)本發(fā)明，液態(tài)或粉狀的持久性有機(jī)污染物通過(guò)熱解、冷凍或破碎機(jī)直接破碎獲得。根據(jù)本發(fā)明，持久性有機(jī)污染物與高溫液態(tài)排渣氣化爐的常規(guī)處理原料的混合比 例應(yīng)滿足共混物相對(duì)應(yīng)的熔渣熔融流動(dòng)溫度介于氣化爐操作溫度范圍之內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，高溫液態(tài)排渣氣化爐的常規(guī)處理原料包括干煤粉、石油焦粉、干煤 粉與石油焦粉的混合物、煤漿、石油焦?jié){或煤與石油焦的混合漿。根據(jù)本發(fā)明，高溫液態(tài)排渣氣化爐處理是使持久性有機(jī)污染物與高溫液態(tài)排渣氣 化爐的常規(guī)處理原料的共混物在氣化爐中和O2、蒸汽或CO2發(fā)生各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明，共混物中持久性有機(jī)污染物與干煤粉、石油焦粉或干煤粉與石油焦 粉的混合物的重量比為0.0001 100 50 100。根據(jù)本發(fā)明，共混物中持久性有機(jī)污染物與煤漿、石油焦?jié){或煤與石油焦的混合 菜的重量比為0.0001 154 50 154。根據(jù)本發(fā)明，氣化爐內(nèi)的轉(zhuǎn)化反應(yīng)在高溫高壓下進(jìn)行；其中，高溫是指溫度在 1200 2000°C ；高壓是指壓力在0. 1 9. 5MPa。本發(fā)明的另一個(gè)方面，是提供一種高溫液態(tài)排渣氣化爐用于處理持久性有機(jī)污染 物的應(yīng)用。與現(xiàn)有的持久性有機(jī)污染物處理方法相比，本發(fā)明的處理方法具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的設(shè)備條件成熟，操作連續(xù)，處理能力大，從而使處理費(fèi)用大大降低；2、本發(fā)明適用于處理各類(lèi)持久性有機(jī)污染物，具體來(lái)說(shuō)，無(wú)論其濃度高低及存在 形態(tài)的差異，只要滿足氣化爐進(jìn)料要求，持久性有機(jī)污染物均可被氣化處理；3、本發(fā)明是無(wú)害化處理和資源化利用持久性有機(jī)污染物的最佳組合方式，持久性 有機(jī)污染物同煤或石油焦一起被高溫氣化還原為CO和H2為主的合成氣，經(jīng)凈化后可用于 制氫、合成氨和生產(chǎn)甲醇等碳一化工產(chǎn)品以及IGCC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，氣化爐底部排出的玻璃 體或熔渣，可作為建筑材料、路基材料及水泥材料，有很好的經(jīng)濟(jì)效益；4、本發(fā)明生態(tài)環(huán)境效益好污水量小且不含焦油、酚等，通過(guò)簡(jiǎn)單處理可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放；還原性氣氛，避免了二惡英等形成造成的二次污染，并且整個(gè)系統(tǒng)幾乎無(wú)廢氣排放； 爐底排出的爐渣含碳低，無(wú)二次污染。


圖1為現(xiàn)有高溫液態(tài)排渣氣化爐的工藝流程圖。圖2為本發(fā)明的采用高溫液態(tài)排渣氣化爐處理持久性有機(jī)污染物的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，以下實(shí)施例僅用于說(shuō)明本 發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖1所示，為現(xiàn)有高溫液態(tài)排渣氣化爐的工藝流程圖。如圖所示，原料(干煤粉、 石油焦粉、干煤粉與石油焦粉組成的混合物、煤漿、石油焦?jié){、煤與石油焦組成的混合漿) 被輸送至氣化爐的燒嘴(干煤粉、石油焦粉、干煤粉與石油焦粉組成的混合物通過(guò)高壓N2 或CO2輸送，而煤漿、石油焦?jié){、煤與石油焦組成的混合漿則通過(guò)高壓泵輸送)，然后在氣化 爐中于高溫高壓條件下和O2、蒸汽或CO2發(fā)生各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)，反應(yīng)后的合成氣(以CCHH2為 主)經(jīng)凈化后可用于制氫、合成氨和生產(chǎn)甲醇等碳一化工產(chǎn)品以及IGCC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等。 而氣化爐底部排出的高溫爐渣經(jīng)激冷后形成無(wú)二次污染的玻璃體或熔渣，可以用作建筑材 料、路基材料或水泥材料。如圖2所示，為本發(fā)明的采用高溫液態(tài)排渣氣化爐處理持久性有機(jī)污染物(POPs) 的工藝流程圖。本發(fā)明采用現(xiàn)有高溫液態(tài)排渣氣化爐的工藝，即在基本不改變現(xiàn)有氣化爐 的工藝條件的情況下，將持久性有機(jī)污染物預(yù)處理后與高溫液態(tài)排渣氣化爐的常規(guī)處理原 料(干煤粉、石油焦粉、干煤粉與石油焦粉組成的混合物、煤漿、石油焦?jié){、煤與石油焦組成 的混合漿)以適當(dāng)?shù)谋壤旌?優(yōu)選的是使共混物的熔渣熔融流動(dòng)溫度介于氣化爐的常規(guī) 操作溫度范圍內(nèi))，然后利用現(xiàn)有的高溫液態(tài)排渣氣化爐，使持久性有機(jī)污染物與高溫液態(tài) 排渣氣化爐的常規(guī)處理原料一起在氣化爐中和O2、蒸汽或CO2發(fā)生各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成以H2 和CO為主的合成氣。由于POPs等持久性有機(jī)污染物含氯量較高，在還原性氣氛下會(huì)導(dǎo)致合 成氣中HCl含量較高，所以本發(fā)明在現(xiàn)有的合成氣凈化工段后再加一個(gè)HCl脫除工段(即 一個(gè)裝有苛性鈉溶液的HCl吸收器，進(jìn)行中和反應(yīng)脫除HCl)，進(jìn)一步凈化合成氣，從而徹底 無(wú)害化、資源化處理持久性有機(jī)污染物。結(jié)合本發(fā)明，上下文提及的“無(wú)害化處理”是指在高溫高壓和還原性氣氛下，借助 高溫氣化爐中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)，將持久性有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為CO、H2、HCl等小分子產(chǎn) 物，避免了二惡英等生成所造成的二次污染，從而實(shí)現(xiàn)持久性有機(jī)污染物徹底無(wú)害化的工 藝過(guò)程。根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)氣化爐高溫處理后的合成氣以H2和CO為主，干煤粉、石油焦粉或 干煤粉與石油焦粉組成的混合物進(jìn)料的氣化爐制得的合成氣中，CCHH2的含量達(dá)90%左右， 而煤漿、石油焦?jié){或煤與石油焦組成的混合漿進(jìn)料的氣化爐制得的合成氣中，CCHH2的含量 達(dá)80%左右。合成氣經(jīng)凈化后可用于制氫、合成氨和生產(chǎn)甲醇等碳一化工產(chǎn)品以及IGCC聯(lián)合 循環(huán)發(fā)電等。而氣化爐底部排出的高溫爐渣經(jīng)激冷后可形成無(wú)二次污染的玻璃體或熔渣，
5可以用作建筑材料、路基材料或水泥材料。在本發(fā)明的下述實(shí)施例中，“預(yù)處理”指的是采用熱解、冷凍或破碎機(jī)直接破碎等 方法對(duì)持久性有機(jī)污染物，如有機(jī)氯農(nóng)藥和PCBs油、含PCBs的廢舊電力電容器和變壓器、 盛裝過(guò)POPs的容器、POPs殘留濃度較高的土壤以及含二惡英或呋喃的固體廢物等進(jìn)行預(yù) 處理，從而使得待處理的持久性有機(jī)污染物變成可液化或粉化的持久性有機(jī)污染物；本領(lǐng) 域的技術(shù)人員容易理解，如果待處理的持久性有機(jī)污染物本身即為液態(tài)或粉狀的持久性有 機(jī)污染物時(shí)，則不需要進(jìn)行上述預(yù)處理，而是直接進(jìn)行處理。實(shí)施例1含PCBs的廢舊電力電容器，經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理使其符合氣化爐進(jìn)料。將處理得到的粉末與合格的干煤粉以適量比例混合，使共混物相對(duì)應(yīng)的熔渣熔融 流動(dòng)溫度介于氣化爐操作溫度范圍之內(nèi)，本實(shí)施例中，含PCBs的粉末與干煤粉的重量比為 0.0001 100，混合后共混物的熔渣熔融溫度約為1430°C。共混物以高壓N2作為輸送介質(zhì)經(jīng)氣化爐燒嘴送至氣化爐內(nèi)，在1550°C、2. 5MPa的 條件下，與通過(guò)燒嘴另一路進(jìn)入氣化爐中的O2和蒸汽發(fā)生各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)。反應(yīng)后的合成氣 由氣化爐上部排出，高溫爐渣則由氣化爐底部排出。經(jīng)測(cè)定，反應(yīng)后的合成氣以H2和CO為主，約占90 %，PCBs的降解率達(dá)99. 9999 %， 凈化后合成氣中二惡英的含量< 0. 002ng-TEQ/Nm3 ；爐渣在高溫下熔融，形成無(wú)二次污染的 玻璃體。這些高溫合成氣經(jīng)激冷、輻射鍋爐及對(duì)流鍋爐間接換熱回收熱量(廢鍋流程)后， 通過(guò)洗氣除塵和進(jìn)一步降溫，使含塵量小于lmg/m3。然后，將初步凈化的合成氣通入裝有苛性鈉溶液的HCl吸收器，脫除合成氣中的 HC1，凈化后的合成氣被送入后續(xù)工序(用于制氫、合成氨和生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)品以及IGCC 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等)。實(shí)施例2六氯苯(HCB)殘留濃度較高的土壤，經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理使其符合氣化爐進(jìn)料。將處理后的土壤與合格的干煤粉以適量比例混合，使共混物相對(duì)應(yīng)的熔渣熔融 流動(dòng)溫度介于氣化爐操作溫度范圍之內(nèi)，本實(shí)施例中，含HCB的土壤與干煤粉的重量比為 25 100，混合后共混物的熔渣熔融溫度約為1410°C。共混物以高壓CO2作為輸送介質(zhì)經(jīng)氣化爐燒嘴送至氣化爐內(nèi)，在1500°C、3. OMPa 的條件下，與通過(guò)燒嘴另一路進(jìn)入氣化爐中的O2和蒸汽發(fā)生各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)。反應(yīng)后的合成 氣由氣化爐上部排出，高溫爐渣則由氣化爐底部排出。經(jīng)測(cè)定，反應(yīng)后的合成氣以H2和CO為主，約占88%，HCB的降解率達(dá)99. 9999%, 凈化后合成氣中二惡英的含量< 0. 002ng-TEQ/Nm3 ；爐渣在高溫下熔融，形成無(wú)二次污染的 玻璃體。這些高溫合成氣經(jīng)激冷、輻射鍋爐及對(duì)流鍋爐間接換熱回收熱量(廢鍋流程)后， 通過(guò)洗氣除塵和進(jìn)一步降溫，使含塵量小于lmg/m3。然后，將初步凈化的合成氣通入裝有苛性鈉溶液的HCl吸收器，脫除合成氣中的 HC1，凈化后的合成氣被送入后續(xù)工序(用于制氫、合成氨和生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)品以及IGCC 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等)。
實(shí)施例3含PCBs的廢舊變壓器，經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理使其符合氣化爐進(jìn)料。將處理得到粉末與合格的干煤粉以適量比例混合，使共混物相對(duì)應(yīng)的熔渣熔融流 動(dòng)溫度介于氣化爐操作溫度范圍之內(nèi)，本實(shí)施例中，含PCBs的粉末與干煤粉的重量比為 50 100，混合后共混物的熔渣熔融溫度約為1450°C。共混物以高壓CO2作為輸送介質(zhì)經(jīng)氣化爐燒嘴送至氣化爐內(nèi)，在1550°C、2. 5MPa 的條件下，與通過(guò)燒嘴另一路進(jìn)入氣化爐中的O2和蒸汽發(fā)生各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)。反應(yīng)后的合成 氣由氣化爐上部排出，高溫爐渣則由氣化爐底部排出。經(jīng)測(cè)定，反應(yīng)后的合成氣以H2和CO為主，約占89 %，PCBs的降解率達(dá)99. 9999 %， 凈化后合成氣中二惡英的含量< 0. 002ng-TEQ/Nm3 ；爐渣在高溫下熔融，形成無(wú)二次污染的 玻璃體。這些高溫合成氣經(jīng)激冷、輻射鍋爐及對(duì)流鍋爐間接換熱回收熱量(廢鍋流程)后， 通過(guò)洗氣除塵和進(jìn)一步降溫，使含塵量小于lmg/m3。然后，將初步凈化的合成氣通入裝有苛性鈉溶液的HCl吸收器，脫除合成氣中的 HC1，凈化后的合成氣被送入后續(xù)工序(用于制氫、合成氨和生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)品以及IGCC 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等)。實(shí)施例4含有PCBs的油漆，經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理使其符合氣化爐進(jìn)料。將處理后的油漆與合格的煤漿以適量比例混合，使共混物相對(duì)應(yīng)的熔渣熔 融流動(dòng)溫度介于氣化爐操作溫度范圍之內(nèi)，本實(shí)施例中，所述油漆與煤漿的重量比為 0.0001 154，混合后共混物的熔渣熔融溫度約為1250°C。共混物采用高壓泵經(jīng)氣化爐燒嘴送至氣化爐內(nèi)，在1350°C、4. 5MPa的條件下，與 通過(guò)燒嘴另一路進(jìn)入氣化爐中的O2發(fā)生各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)。反應(yīng)后的合成氣由氣化爐下部排 出，高溫爐渣則由氣化爐底部排出。經(jīng)測(cè)定，反應(yīng)后的合成氣以H2和CO為主，約占79 %，PCBs的降解率達(dá)99. 9999 %， 凈化后合成氣中二惡英的含量< 0. 002ng-TEQ/Nm3 ；爐渣在高溫下熔融，形成無(wú)二次污染的 熔渣。這些高溫合成氣經(jīng)輻射鍋爐及直接在水中冷卻(激冷流程)后，通過(guò)洗氣除塵和 進(jìn)一步降溫，使含塵量小于lmg/m3。然后，將初步凈化的合成氣通入裝有苛性鈉溶液的HCl吸收器，脫除合成氣中的 HC1，凈化后的合成氣被送入后續(xù)工序(用于制氫、合成氨和生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)品以及IGCC 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等)。實(shí)施例5有機(jī)氯農(nóng)藥DDT，經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理使其符合氣化爐進(jìn)料。將處理后的DDT與合格的煤漿以適量比例混合，使共混物相對(duì)應(yīng)的熔渣熔融流 動(dòng)溫度介于氣化爐操作溫度范圍之內(nèi)，本實(shí)施例中，有機(jī)氯農(nóng)藥DDT與煤漿的重量比為 25 154，混合后共混物的熔渣熔融溫度約為1220°C。共混物采用高壓泵經(jīng)氣化爐燒嘴送至氣化爐內(nèi)，在1300°C、6. OMPa的條件下，與 通過(guò)另一管路進(jìn)入氣化爐中的O2發(fā)生各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)。反應(yīng)后的合成氣由氣化爐下部排出，
7高溫爐渣則由氣化爐底部排出。經(jīng)測(cè)定，反應(yīng)后的合成氣以H2和CO為主，約占79%，DDT的降解率達(dá)99. 9999%, 凈化后合成氣中二惡英的含量< 0. 002ng-TEQ/Nm3 ；爐渣在高溫下熔融，形成無(wú)二次污染的 熔渣。這些高溫合成氣經(jīng)輻射鍋爐及直接在水中冷卻(激冷流程)后，通過(guò)洗氣除塵和 進(jìn)一步降溫，使含塵量小于lmg/m3。然后，將初步凈化的合成氣通入裝有苛性鈉溶液的HCl吸收器，脫除合成氣中的 HC1，凈化后的合成氣被送入后續(xù)工序(用于制氫、合成氨和生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)品以及IGCC 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等)。實(shí)施例6PCBs油經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理使其符合氣化爐進(jìn)料。將處理后的PCBs油與合格的煤漿以適量比例混合，使共混物相對(duì)應(yīng)的熔渣熔 融流動(dòng)溫度介于氣化爐操作溫度范圍之內(nèi)，本實(shí)施例中，所述PCBs油與煤漿的重量比為 50 154，混合后共混物的熔渣熔融溫度約為1300°C。共混物采用高壓泵經(jīng)氣化爐燒嘴送至氣化爐內(nèi)，在1400°C、4. 5MPa的條件下，與 通過(guò)另一管路進(jìn)入氣化爐中的O2發(fā)生各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)。反應(yīng)后的合成氣由氣化爐下部排出， 高溫爐渣則由氣化爐底部排出。經(jīng)測(cè)定，反應(yīng)后的合成氣以H2和CO為主，約占80 %，PCBs的降解率達(dá)99. 9999 %， 凈化后合成氣中二惡英的含量< 0. 002ng-TEQ/Nm3 ；爐渣在高溫下熔融，形成無(wú)二次污染的 熔渣。這些高溫合成氣經(jīng)輻射鍋爐及直接在水中冷卻(激冷流程)后，通過(guò)洗氣除塵和 進(jìn)一步降溫，使含塵量小于lmg/m3。然后，將初步凈化的合成氣通入裝有苛性鈉溶液的HCl吸收器，脫除合成氣中的 HC1，凈化后的合成氣被送入后續(xù)工序(用于制氫、合成氨和生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)品以及IGCC 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等)。實(shí)施例7含PCBs的廢舊電力電容器，經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理使其符合氣化爐進(jìn)料。將處理得到粉末與合格的煤粉及石油焦粉以適量比例混合，使共混物相對(duì)應(yīng)的熔 渣熔融流動(dòng)溫度介于氣化爐操作溫度范圍之內(nèi)，本實(shí)施例中，所述含PCBs的粉末與石油焦 粉、煤粉的重量比為10 20 100，混合后共混物的熔渣熔融溫度約為1450°C。共混物以高壓N2作為輸送介質(zhì)經(jīng)氣化爐燒嘴送至氣化爐內(nèi)，在1550°C、2. 5MPa的 條件下，與通過(guò)燒嘴另一路進(jìn)入氣化爐中的O2和蒸汽發(fā)生各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)。反應(yīng)后的合成氣 由氣化爐上部排出，高溫爐渣則由氣化爐底部排出。經(jīng)測(cè)定，反應(yīng)后的合成氣以H2和CO為主，約占90 %，PCBs的降解率達(dá)99. 9999 %， 凈化后合成氣中二惡英的含量< 0. 002ng-TEQ/Nm3 ；爐渣在高溫下熔融，形成無(wú)二次污染的 玻璃體。這些高溫合成氣經(jīng)激冷、輻射鍋爐及對(duì)流鍋爐間接換熱回收熱量(廢鍋流程)后， 然后通過(guò)洗氣除塵和進(jìn)一步降溫，使含塵量小于lmg/m3。然后，將初步凈化的合成氣通入裝有苛性鈉溶液的HCl吸收器，脫除合成氣中的HC1，凈化后的合成氣被送入后續(xù)工序(用于制氫、合成氨和生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)品以及IGCC 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等)。實(shí)施例8PCBs油經(jīng)過(guò)一定的預(yù)處理使其符合氣化爐進(jìn)料。將處理后的PCBs油與合格的煤漿及石油焦?jié){以適量比例混合，使共混物相對(duì)應(yīng) 的熔渣熔融流動(dòng)溫度介于氣化爐操作溫度范圍之內(nèi)，本實(shí)施例中，所述PCBs油與石油焦 漿、煤漿的重量比為20 20 154，混合后共混物的熔渣熔融溫度約為1270°C。共混物采用高壓泵經(jīng)氣化爐燒嘴送至氣化爐內(nèi)，在1350°C、5. OMPa的條件下，與 通過(guò)另一管路進(jìn)入氣化爐中的O2發(fā)生各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)。反應(yīng)后的合成氣由氣化爐下部排出， 高溫爐渣則由氣化爐底部排出。經(jīng)測(cè)定，反應(yīng)后的合成氣以H2和CO為主，約占80 %，PCBs的降解率達(dá)99. 9999 %， 凈化后合成氣中二惡英的含量< 0. 002ng-TEQ/Nm3 ；爐渣在高溫下熔融，形成無(wú)二次污染的 熔渣。這些高溫合成氣經(jīng)輻射鍋爐及直接在水中冷卻(激冷流程)后，通過(guò)洗氣除塵和 進(jìn)一步降溫，使含塵量小于lmg/m3。然后，將初步凈化的合成氣通入裝有苛性鈉溶液的HCl吸收器，脫除合成氣中的 HC1，凈化后的合成氣被送入后續(xù)工序(用于制氫、合成氨和生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)品以及IGCC 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等)。本發(fā)明以現(xiàn)有高溫液態(tài)排渣氣化爐為處理設(shè)備，通過(guò)將持久性有機(jī)污染物(POPs) 與高溫液態(tài)排渣氣化爐的常規(guī)處理原料(干煤粉、石油焦粉、干煤粉與石油焦粉組成的混 合物、煤漿、石油焦?jié){、煤與石油焦組成的混合漿)混合后，在基本不改變氣化爐的工藝條 件的情況下，將持久性有機(jī)污染物徹底地?zé)o害化處理，解決了持久性有機(jī)污染物(POPS)處 理中的一個(gè)大難題。在我國(guó)利用氣化爐處理持久性有機(jī)污染物有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。目前我國(guó)各地使用的 高溫液態(tài)排渣氣化爐的數(shù)量較多，另外持久性有機(jī)污染物(POPS)的處理基本不改變現(xiàn)有 高溫液態(tài)排渣氣化爐的工藝條件，因此具有設(shè)備條件成熟、操作連續(xù)、處理能力大、成本低 廉等優(yōu)點(diǎn)，非常符合我國(guó)的國(guó)情。本發(fā)明的方法不受持久性有機(jī)污染物種類(lèi)及濃度高低的影響，生態(tài)環(huán)境效益好。 另外，持久性有機(jī)污染物經(jīng)氣化爐處理，生成的合成氣可以按照現(xiàn)有方式用于制氫、合成氨 和生產(chǎn)甲醇等碳一化學(xué)品，以及IGCC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，而激冷后形成的玻璃體或熔渣可用作 建筑材料、路基材料或水泥材料等，有很好的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化處理和資源化 利用持久性有機(jī)污染物的最佳組合，為我國(guó)的持久性有機(jī)污染物(POPs)處理提供了一條 新型的綠色技術(shù)途徑。
權(quán)利要求
一種持久性有機(jī)污染物的處理方法，其特征在于所述方法是將液態(tài)或粉狀的持久性有機(jī)污染物與高溫液態(tài)排渣氣化爐的常規(guī)處理原料混合后，采用高溫液態(tài)排渣氣化爐處理。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述液態(tài)或粉狀的持久性有機(jī)污染物通過(guò) 熱解、冷凍或破碎機(jī)直接破碎獲得。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述持久性有機(jī)污染物與高溫液態(tài)排渣氣 化爐的常規(guī)處理原料的混合比例滿足共混物相對(duì)應(yīng)的熔渣熔融流動(dòng)溫度介于氣化爐操作 溫度范圍之內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于高溫液態(tài)排渣氣化爐的常規(guī)處理原料包括 干煤粉、石油焦粉、干煤粉與石油焦粉的混合物、煤漿、石油焦?jié){、或煤與石油焦的混合漿。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述共混物中持久性有機(jī)污染物與干煤粉、 石油焦粉或干煤粉與石油焦粉的混合物的重量比為0.0001 100 50 100。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述共混物中持久性有機(jī)污染物與煤漿、石 油焦?jié){或煤與石油焦的混合漿的重量比為0.0001 154 50 154。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述高溫液態(tài)排渣氣化爐處理是使持久性 有機(jī)污染物與高溫液態(tài)排渣氣化爐的常規(guī)處理原料的共混物在氣化爐中和O2、蒸汽或CO2 發(fā)生各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述反應(yīng)是在高溫高壓下進(jìn)行。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述高溫是指溫度在1200 200(TC，所述 高壓是指壓力在0. 1 9. 5MPa。
10.一種高溫液態(tài)排渣氣化爐的應(yīng)用，其特征在于用于無(wú)害化處理持久性有機(jī)污染物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種持久性有機(jī)污染物的處理方法，該方法是將液態(tài)或粉狀的持久性有機(jī)污染物(POPs)與高溫液態(tài)排渣氣化爐的常規(guī)處理原料混合后，采用高溫液態(tài)排渣氣化爐處理。本發(fā)明的方法在基本不改變氣化爐的工藝條件的情況下，實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化處理和資源化利用持久性有機(jī)污染物的最佳組合，為持久性有機(jī)污染物處理提供了一條新型的綠色技術(shù)途徑。
文檔編號(hào)B09B3/00GK101920255SQ20091005297
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者倪燕慧, 吳勇強(qiáng), 唐黎華, 宋麗蕓, 朱子彬, 黃敏 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)