[發明專利]一種高濃度工業有機廢液減壓釋氣?催化碳化制備固態衍生燃料的方法及裝置

有效

• 申請號: 201610034028.6
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105692991B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 薛罡;張文啟;高品;李響;張禾;劉振鴻;張凡;張文娟;王成;薛順利;韓闖;魏欣;孟迪;顧超超;辛海霞;陳暢愉;成鈺瑩;來思周;甘雁飛;徐小強;楊帆
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10;C10L5/46;C02F101/30
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發明屬于高濃度難降解工業廢水處理及資源化技術領域，特別涉及一種高濃度工業有機廢液減壓釋氣-催化碳化制備固態衍生燃料的方法及裝置。

背景技術

高濃度難降解工業廢水或廢液的處理方法主要有氧化、還原、混凝、生化等及其組合工藝等。但對于一些工業生產中產生的COD濃度極高的有機廢液(例如高沸點蒸餾殘液，膜分離濃縮液)，COD往往高達數十萬mg/L，按常規的廢水處理方法，根本無法將其處理至達標排放；而采用濕式氧化等高端技術，投資和運行費用無法為實際工程所承受；膜分離技術也無法分離處理該類有機物濃度極高的廢液，而且附帶產生濃縮液難以處置的問題；如將該類高濃度有機廢液作為危險廢棄物處置，處置成本又極高。

考慮到這些高濃度廢液中蘊含的有機物從某種意義上講是資源，所以對于該類高濃度有機廢液的處理處置，需轉變思路，將其中有機物作為資源和能源回收，不僅能夠符合污染物減排要求，而且通過資源化和能源化能夠產生較大經濟效益，是最為合理有效的處理處置方法。

目前，關于高濃度有機廢液中的有機物資源化的研究和應用最多的是厭氧消化產甲烷，但厭氧產甲烷技術只適合于毒性較小、易于生物降解的剩余污泥、食品工業及畜禽廢水。對于濃度極高、可生化性差且有一定毒性的工業有機廢液，厭氧菌難以正常生長代謝，厭氧產甲烷技術效果有限，依然無法獲得顯著的有機物資源化和總量減排的效果。微生物燃料電池是近年來開始研究的新技術，其原理是將廢水中有機物蘊含的化學能轉化為電能而實現資源化，但限于微生物產電效率有限而無法獲得較高的電流強度，使其僅能停留在理論和實驗室研究階段，無法實現工程應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高濃度工業有機廢液減壓釋氣-催化碳化制備固態衍生燃料的方法及裝置，該操作簡單，不受限于高濃度有機廢液的性質，適用范圍廣，易于工程化，為難處理高濃度工業廢液無害化和資源化提供一種經濟可行的方法。

本發明的一種高濃度工業有機廢液減壓釋氣-催化碳化制備固態衍生燃料的方法，包括：

(1)將高濃度工業有機廢液注入減壓釋氣-催化碳化裝置中，投加催化劑，加入NaOH調節pH值至8.0～9.0，加溫至180～200℃反應3.0～4.0h，釋放的氣體經過干燥器處理，進入活性炭吸附罐處理或焚燒爐焚燒后排放；其中，催化劑為黃鐵礦和MnO₂；

(2)反應完畢后自然冷卻反應裝置；

(3)待反應裝置冷卻后，開啟卸料孔取出粉末狀碳化反應產物，即為固態衍生燃料。

所述步驟(1)中高濃度有機廢液為工業生產中產生的、COD高達數十萬mg/L以上的有機廢液；其中，所述廢液難以用常規廢水處理方法處理達標。

所述步驟(1)中高濃度有機廢液加入量占反應裝置有效容積的2/3。

所述步驟(1)中黃鐵礦粉投量與工業有機廢液的比例為0.5～1.0g：1L；MnO₂粉末投量與工業有機廢液的比例為0.1g：1L。

所述步驟(1)中反應過程中產生的水蒸氣和少量廢氣混合物通過減壓釋氣閥排出。

所述步驟(3)中固態衍生燃料的熱值為18.7～22.2MJ/kg。

所述步驟(1)中減壓釋氣-催化碳化裝置以不銹鋼材質制作，內壁防腐，配置加熱、溫控及測壓裝置，外壁設置隔熱措施。

一種高濃度工業有機廢液減壓釋氣-催化碳化制備固態衍生燃料的裝置，包括裝置反應釜，其中所述的裝置反應釜上端中間設有裝置攪拌機、下端設有卸料孔，所述的裝置攪拌機一側裝置反應釜上端設有在線壓力計和壓力報警器、另一側設有在線溫度計和溫度報警器，所述的裝置反應釜一側、下端設有檢修入孔，所述的裝置反應釜內部側面上設有電加熱器，所述的裝置反應釜兩側面上端分別設有減壓釋氣管和進料液管道，所述的裝置反應釜上、減壓釋氣管下端設有溢流液排放管，所述的溢流液排放管下端設有溢流液承接池，所述的進料液管道通過催化劑投加管道和堿投加管道分別與催化劑溶藥槽和堿溶藥槽連接，所述的催化劑溶藥槽上端分別設有催化劑溶藥攪拌機和催化劑投加計量泵，所述的堿溶藥槽上端設有堿溶藥攪拌機和堿投加計量泵。

所述的減壓釋氣管上設有減壓釋氣閥。

所述的溢流液排放管上設有溢流液排放閥。

所述的進料液管道與催化劑投加管道和堿投加管道連接兩側分別設有進料液調節閥。

一種使用所述的一種高濃度工業有機廢液減壓釋氣-催化碳化制備固態衍生燃料的裝置，其中所述裝置采用間歇序批式工作過程，包括下列步驟：