[發明專利]一種過熱近臨界水氧化偏二甲肼廢液的方法及系統

在審

• 申請號: 201610274302.7
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN105776495A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 侯瑞琴;劉占卿;張統;田江霞;李玉良
• 申請（專利權）人: 總裝備部工程設計研究總院
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F103/36
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 楊樹芬

技術領域

本發明涉及有機廢液處理及資源回收利用領域。更具體地，涉及一種過熱 近臨界水氧化偏二甲肼廢液的方法及系統。

背景技術

偏二甲肼是我國航天發射的主要推進劑燃料之一，因其具有熱值高、比沖 大、易于常溫下儲存等優點，廣泛應用于航天發射動力裝置中。偏二甲肼為無 色液體，具有一定的揮發性，屬于III級毒性物質。偏二甲肼易燃易爆，在偏二 甲肼生產、運輸和使用過程中會產生一定的含有偏二甲肼的廢液，不同濃度的 偏二甲肼廢液安全處置是航天科技工作者面臨的一個難題。

偏二甲肼廢液有多種多樣的處理方法，常用的有自然凈化法、氯化法、臭 氧紫外光氧化法和燃燒法。自然凈化法處理偏二甲肼廢液是一種有效、經濟、 適用、簡便、節能的污水處理方法，但處理時間較長，處理過程廢水中的污染 物揮發后對周邊環境造成新的污染，當污染物濃度較高時，難以達到排放標準， 因此近年來已經被新技術取代。氯化法主要采用氯和氯制劑作為氧化劑對偏二 甲肼污染物進行降解，具有處理速度快的特點，不足之處是處理過程產生的亞 硝胺和氯代烴等中間產物難以達到排放標準要求，且因處理過程各種化學試劑 加入的配比難以控制，近年來也有被淘汰的趨勢。臭氧紫外光氧化法是采用臭 氧作為氧化劑，在紫外光—TiO₂催化條件下降解偏二甲肼的方法，該方法處理 的偏二甲肼廢液濃度一般宜低于1000mg/L，當廢液中偏二甲肼濃度較高時，中 間產物難以達標。燃燒法是針對高濃度廢液的處理方法，該方法處理對象一般 為偏二甲肼濃度在50％以上，廢液熱值足夠高，可以進入燃燒爐進行燃燒處理。 但是當廢液濃度在0.05％-50％時，廢液熱值不夠高不能使用燃燒法，實際使用 中無針對性的處理技術。

超臨界水(Supercriticalwater，簡稱SCW)是指溫度大于374.15℃、壓力 大于22.13MPa狀態下的水。超臨界水具有和常溫常壓狀態下的水完全不同的物 理化學性質，超臨界水中只有少量的氫鍵，介電常數低，擴散系數高，粘度低， 可以與有機物和氣體完全互溶，密度可以隨溫度和壓力而改變，超臨界水的單 一致密相為有機廢液降解提供了良好的介質條件。

發明內容

研究人員依據超臨界水氧化的原理，結合偏二甲肼廢液處理的實際需求， 提出了過熱近臨界水氧化的概念，其運行條件為溫度高于374.15℃、但是壓力 低于22.13MPa，在確保氧化降解偏二甲肼廢液效果的同時，壓力的降低節省了 反應器的設計材質造價，為該技術的推廣應用奠定了基礎。

本發明的一個目的在于提供一種過熱近臨界水氧化偏二甲肼溶液的方法， 該方法利用過熱近臨界水技術實現航天發射領域偏二甲肼廢液的高效降解，使 其無害化，該過程不產生二次污染，可以實現反應過程熱量的回收利用。

本發明的另一個目的在于提供一種過熱近臨界水氧化系統，該系統結構簡 單，可以回收廢液處理過程的反應熱量，使其維持后續的反應進行，從而節約 了處理費用。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種過熱近臨界水氧化偏二甲肼溶液的方法，該方法包含如下步驟：

(1)將清水加入反應系統，同時對清水進行加壓和加熱；

(2)向反應系統中輸入含有偏二甲肼的廢液和氧化劑；

(3)偏二甲肼廢液在反應系統中被氧化得到氣液混合物，對氣液混合物進 行冷卻和分離，得到凈化的液體和氣體。

進一步的，步驟(1)所述對清水加壓至19MPa-22MPa，加熱的溫度為 380℃-400℃；步驟(2)所述氧化劑為氧氣；步驟(3)所述反應器內的壓力為 19MPa-22MPa，溫度為450℃-580℃。

進一步的，步驟(2)所述偏二甲肼廢液的濃度為0.05wt％-10wt％。

本發明的另一個目的是提供一種過熱近臨界水氧化偏二甲肼廢液的系統。

一種過熱近臨界水氧化系統，該系統包括：

供料裝置，用于提供進行反應的液體和介質并對所述介質和液體進行加 壓；

預熱裝置，管接于所述供料裝置，接收所述液體和介質，對所述液體和介 質進行預熱；氧化劑供給裝置；用于提供進行反應的氧化劑；

反應裝置，分別管接于所述預熱裝置和所述氧化劑供給裝置，接收所述液 體、所述介質和所述氧化劑，在所述介質中氧化所述液體得到氣液混合物；