[发明专利]一种超临界水氧化处理乙烯废碱液的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机废水处理技术领域，更具体地涉及利用超临界水氧化技术处理乙烯废碱液。

背景技术

乙烯装置产生的废碱液是一种典型的高浓度、难生物降解的有机工艺废水，含有油、挥发酚、硫化物和无机盐，COD_Cr值高达数万甚至数十万，须进行适当的预处理后才可排放。对于乙烯废碱液，处理和处置方法主要有焚烧法、湿式氧化法等，另外还有把废碱液加入常规污水处理设施中进行处理，但这种方法对常规污水处理设施造成很大的冲击，影响正常的处理效果。

超临界水氧化(Supercritical Water Oxidation简称SCWO)就是在温度、压力高于水的临界温度(374.2℃)、临界压力(22.05MPa)条件下，利用超临界水的特异性质，使有机污染物在超临界水中进行氧化分解。党有机物和氧溶解于超临界水中会形成单一相而密切接触，不存在内部相转移限制，在有效的高温下氧化反应快速完成，99％以上的难降解和毒性有机污染物可在同一流程中，在很短时间内(通常只需数秒或数十秒)被氧化成H₂O、CO₂、N₂及其他无害的无机盐，且不会产生SO_x和NO_x等有害气体造成二次污染，而无机盐在超临界水中溶解性急剧降低，使得无机盐易于分离。

超临界水氧化技术的主要特征：(1)、反应速度快、氧化分解彻底。在一定温度和压力下，几乎所有的有机物只需很短的反应时间就可彻底氧化分解为CO₂、H₂O、N₂、SO₄^2-和PO₄^2-等无机组分，去除率可达99％以上。(2)、盐类与其它无机组分在超临界水中的溶解度很低，以结晶形式析出。(3)、氮废水中的有机物质量分数大于2％时，就可以依靠反应过程中自身的氧化放热来维持反应所需的温度，节约能源。(4)、处理装置完全封闭，无二次污染。随着环保要求的更加严格，超临界水氧化技术用于有毒有害废物、污泥、高浓度难降解有机废水处理的优势将更加明显。

但是，超临界水氧化技术处理乙烯废碱液的过程也存在以下问题：由于无机盐在超临界水中的溶解度很小，因此在反应的过程中会有无机盐的沉淀，严重时将堵塞管路。由于乙烯废碱液中无机盐的含量本来就很高，因此在用超临界水氧化法处理乙烯废碱液时，无机盐的沉淀问题尤其突出。沉淀的盐主要是乙烯废碱液中的钠盐等。无机盐的沉淀造成反应器的堵塞是超临界水氧化法处理乙烯废碱液迫切需要解决的问题。

美国专利US5425883，介绍了一种通过离心力分离无机盐的分离反应器；美国专利US5723045，介绍了一种使用含多孔内衬的蒸发壁反应器，该反应器由多孔内衬和同心耐压外壁组成，冷流体由多孔内衬外侧进入内部反应区，在反应器内壁形成连续的水保护层，阻止盐类和腐蚀性物质接触反应器壁，起到防止盐沉积以及反应器腐蚀的作用；US5252224介绍了一种提高流速避免颗粒在反应器内沉积的方法；US5591415介绍了一种用盐溶解度在60～100MPa高压下增大的强高压操作方法，解决盐颗粒在反应器内沉积的问题。上述技术虽然在一定程度上能够解决盐颗粒的沉积、堵塞问题，但是反应器结构设计的复杂化必将提高废水处理成本，并影响到反应器长期稳定运行，而通过提高压力、提高流速的方法处理堵塞问题，对过程操作控制和仪器的要求都要提高，成本增加很多。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种超临界水氧化处理乙烯废碱液的方法，以解决现有技术中采用超临界水氧化法处理乙烯废碱液时反应器中无机盐沉淀的问题。提供一种超临界反应器，使上述方法可以顺利实现，同时解决现有反应器中由于乙烯废碱液粘度大，流速慢的问题。

一种超临界水氧化处理乙烯废碱液的方法，包括如下步骤：

(1)将乙烯废碱液加压至22.1～30MPa，然后将加压后的废水预热至380～550℃；将氧化剂加压至22.1-30MPa，然后将加压后的废水预热至380-550℃；

(2)在保持相同温度和压力的条件下，将步骤1加压预热后的乙烯废碱液和氧化剂送入超临界反应器，乙烯废碱液通过离心旋转式喷嘴从反应器超临界温度区的下部进入反应器，氧化剂也从反应器超临界温度区的下部进入反应器，二者混合进行超临界水氧化反应，乙烯废碱液进口流速为1L/s，氧化剂的加入量为乙烯废碱液的理论需氧量2～6倍，控制温度为380～550℃，压力为22.1～30MPa；