超臨界水氣化偏二甲肼廢液的方法
【專利說明】超臨界水氣化偏二甲肼廢液的方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于可再生資源及廢棄物的潔凈利用領(lǐng)域，具體涉及一種超臨界水氣化偏 二甲肼的方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 偏二甲肼作為航天發(fā)射推進(jìn)劑的主要燃料，具有很多優(yōu)越的性能，廣泛應(yīng)用于火 箭動力裝置，隨著我國航天事業(yè)的發(fā)展，其用量也在持續(xù)增加。它的分子式為（CH3)2N2H2，具 有較強(qiáng)的揮發(fā)性，有刺激性臭味，屬于III級毒性物質(zhì)。偏二甲肼易燃易爆，在偏二甲肼生 產(chǎn)和使用過程中會產(chǎn)生一定的廢液，偏二甲肼廢液的安全處置是科技工作者的一個難題。
[0003] 處理偏二甲肼廢液有多種多樣的方法，但各種方法均會產(chǎn)生二次污染，需要進(jìn)一 步處理?；钚蕴嘉椒ㄌ幚砥纂碌母黜椫笜?biāo)均符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定，但再生 活性碳時，需要對釋放出來的偏二甲肼進(jìn)行再處理。自然凈化法處理偏二甲肼是一種有效、 經(jīng)濟(jì)、適用、簡便、節(jié)能的污水處理方法，但處理時間較長，對溶解氧和光照條件要求較高， 污水處理池上方會有少量氨氣和肼類揮發(fā)物。氯化法的處理速度快，但會產(chǎn)生亞硝胺和氯 代烴，這些物質(zhì)毒性較大，排入水體會引起二次污染，另外反應(yīng)時還會有大量的熱放出。納 米級110 2光催化氧化法能很好的降解偏二甲肼，但該方法在實際應(yīng)用中還存在一些待解決 的工藝問題。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種超臨界水氣化偏二甲肼廢液的方法，利用超臨界水氣 化偏二甲肼，實現(xiàn)偏二甲肼的高效降解；該方法不產(chǎn)生二次污染，還能對偏二甲肼進(jìn)行資源 化利用，可以得到富含4的可燃性氣體。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 超臨界水氣化偏二甲肼廢液的方法，包括：在反應(yīng)釜中加入偏二甲肼水溶液；在 加熱溫控電爐的同時，用高壓氬氣對反應(yīng)釜進(jìn)行檢漏；等電爐內(nèi)的溫度達(dá)到設(shè)定溫度并穩(wěn) 定后，將反應(yīng)釜放入電爐內(nèi)加熱；利用爐內(nèi)的K型鎧裝熱電偶控制調(diào)節(jié)溫控電爐的加熱功 率，從而改變反應(yīng)釜內(nèi)的加熱速率，待反應(yīng)釜內(nèi)達(dá)到設(shè)定溫度以后，維持恒溫，偏二甲肼與 反應(yīng)釜中升溫升壓成超臨界態(tài)的超臨界水反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜從爐內(nèi)取出并降到 至室溫，打開收集氣體閥收集氣態(tài)樣品，完成偏二甲肼廢液的氣化。
[0007] 優(yōu)選的，所述設(shè)定溫度等于或高于水的超臨界態(tài)溫度。
[0008] 優(yōu)選的，用高壓氬氣對反應(yīng)釜進(jìn)行檢漏后清空后，充入氬氣使反應(yīng)釜達(dá)到設(shè)定的 初壓值5MPa~5. 15MPa。
[0009] 優(yōu)選的，所述設(shè)定溫度為400~650 °C。
[0010] 優(yōu)選的，反應(yīng)釜中反應(yīng)結(jié)束時最終壓力為23. 5MPa至26. 4MPa。
[0011] 優(yōu)選的，偏二甲肼質(zhì)量濃度為0.lwt%~10wt%。
[0012] 優(yōu)選的，偏二甲肼水溶液中含有氧化劑。
[0013] 優(yōu)選的，氧化系數(shù)為0. 4-0. 8。
[0014] 優(yōu)選的，所述氧化劑為H202。
[0015] 優(yōu)選的，所述反應(yīng)釜中還加入有催化劑，所述催化劑是骨架鎳或者負(fù)載型催化劑； 所述負(fù)載型催化劑包括活性組分、助劑以及載體；活性組分是鎳、鈷、銅、鉑或釕，助劑是MgO、La203或K，催化劑載體是ZrO2、Ce02、A1203、活性炭、娃藻土或分子篩。
[0016] 優(yōu)選的，偏二甲肼熔液的質(zhì)量濃度為0.lwt%~10wt%。
[0017] 優(yōu)選的，反應(yīng)釜中的催化劑與偏二甲肼熔液中偏二甲肼的質(zhì)量比為1:1。
[0018] 優(yōu)選的，所述催化劑為碳載釕、雷尼鎳3110或雷尼鎳4110。
[0019] 優(yōu)選的，反應(yīng)至結(jié)束的時間為20分鐘。
[0020] 本發(fā)明采用超臨界水氣化技術(shù)可以在比傳統(tǒng)氣化方法低的溫度條件下氣化有機(jī) 物。超臨界水氣化工藝是在水的臨界點（374°C，22.IMpa)以上的溫度和壓力條件下進(jìn)行 的。反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要由氫氣、甲烷、一氧化碳和二氧化碳構(gòu)成，產(chǎn)液中COD去除率可達(dá) 99%以上。產(chǎn)氣可以直接利用，也可以進(jìn)一步分離得到高品質(zhì)的氫氣，產(chǎn)液含有微量的有機(jī) 物，可以循環(huán)再利用。
[0021] 本發(fā)明采用催化氧化技術(shù)，通過過氧化氫分解產(chǎn)生更多的羥基自由基，促進(jìn)偏二 甲肼的C-N和N-N鍵的斷裂，促進(jìn)水汽轉(zhuǎn)換反應(yīng)的進(jìn)行。
[0022] 本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，運行成本低，溫度測點、壓力測點數(shù)據(jù)均實時 顯示在上位機(jī)中。
[0023] 本發(fā)明可以有效地氣化偏二甲肼溶液，二次污染小，COD去除率高，處理量大，周期 短，解決了偏二甲肼降解不徹底，污染大等難題。
[0024] 本發(fā)明中的氣化偏二甲肼后的廢液可以重新流入廢水池中進(jìn)行循環(huán)利用。
[0025] 超臨界水氣化法不僅能使偏二甲肼迅速發(fā)生反應(yīng)，得到有效的降解，不產(chǎn)生二次 污染，還能對其進(jìn)行資源化利用，得到富含4的可燃性氣體；催化劑的存在可以進(jìn)一步提高 偏二甲肼的氣化效率，促進(jìn)C-N和N-N鍵的斷裂。
[0026] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點是：
[0027] 1)利用超臨界水氣化偏二甲肼溶液，其COD去除率能達(dá)到99%以上；本發(fā)明方法 可以氣化質(zhì)量濃度為〇.lwt%~10wt%的偏二甲肼熔液；
[0028] 2)本發(fā)明在反應(yīng)器中裝填催化劑進(jìn)一步降低了反應(yīng)所需的溫度和壓力，縮短反應(yīng) 時間，降低產(chǎn)液的COD值，降低工藝的復(fù)雜性和成本；。 【【附圖說明】】
[0029] 圖1是本發(fā)明方法所用實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 【【具體實施方式】】
[0030] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0031] 請參閱圖1所示，本發(fā)明提一種超臨界水氣化偏二甲肼廢液的方法所用實驗裝 置，包括氬氣瓶1、壓力傳感器2、鎧裝熱電偶3、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4、反應(yīng)釜5、濕式氣體流量計 6以及電爐7。
[0032] 其中，氬氣瓶1出口連接反應(yīng)釜5入口，釜內(nèi)壓力由壓力傳感器2測量，反應(yīng)釜端 蓋上裝有鎧裝熱電偶3,鎧裝熱電偶伸入反應(yīng)釜5內(nèi)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4采集壓力傳感器2和 鎧裝熱電偶3的數(shù)據(jù)，反應(yīng)釜5出口與濕式氣體流量計6連接，反應(yīng)釜5由電爐7加熱。
[0033] 反應(yīng)釜包括釜體和端蓋2個部件組成。端蓋上開三個2mm孔，一個用于安裝測量 釜內(nèi)溫度的鎧裝熱電偶，一個作為氬氣入口，另一個作為氣態(tài)產(chǎn)物出口。釜體和端蓋都采用 哈氏合金C-276不銹鋼。反應(yīng)釜體內(nèi)徑為77mm，長度為200mm，由于總體反應(yīng)尺寸較小，為 保證其高溫強(qiáng)度性能，采