[发明专利]一种碱催化销毁含氯代持久性有机物的方法

说明书

技术领域

本发明属于含氯代持久性有机废物的碱催化处理技术领域，具体涉及一种碱催化销毁含氯代持久性有机物的方法。

技术背景

含氯代持久性有机物曾在化工、电子、农药等领域得到广泛使用。然而人们在使用这些含氯代持久性有机物过程中，逐渐发现其具有较高的毒性、持久性和生物蓄积性，对生态环境的和人体健康产生严重的危害，因此世界各国逐渐禁止其生产和使用。一些常见的氯代有机物如多氯联苯，滴滴涕，六氯苯等已经被列入持久性有机污染物（POPs）优先控制名单。据我国环境保护部调查，我国杀虫剂类有机氯农药废物约有4000-6000吨，主要是滴滴涕,六六六、六氯苯等。如何消除现有封存或环境中的含氯代持久性有机物已成为人们面临的重要问题。

碱催化处理技术是一种处理含氯代持久性有机物的非焚烧处置技术。该技术具有处理速度快，处理效率高，运行成本低等特点，已经在美国、加拿大、日本等国家进行了商业化应用。一个典型的碱催化反应需要把氯代有机物与氢供体（一般为高沸点的碳氢化合物，如石蜡油等）、碱性物质和催化剂进行混合后,在高温条件下（一般为200-360℃）的条件下进行反应，最终实现氯代有机物的脱氯加氢破解。碱催化反应体系中的氢供体、碱性物质等因素对含氯代持久性有机物的去除和脱氯效率有着重要影响。

目前已经商业化应用的成熟的碱催化反应体系主要有NaOH/石蜡油体系和KOH/PEG体系。采用NaOH/石蜡油体系来处理含氯代持久性有机物时，一般需要加热到320℃并持续4h甚至更长，才能获得满意的去除和脱氯效果。Kawahara等（1997）用该体系处理Aroclor1242（一种多氯联苯）时发现，在320℃下处理4h后，Aroclor1242的去除率只有5%；而当温度提高到340℃反应4h后，去除率达到93%。肖叶等（2011）也采用NaOH/石蜡油体系来处理六氯苯，在360℃下处理2.5h后，六氯苯的去除率达到99.98%，反应4.5h后脱氯效率达到93%。因此该体系在实际应用时能耗较高。如采用KOH/PEG体系来处理含氯代持久性有机物，要获得满意的去除或脱氯效率所需的温度相对较低（一般为70-200℃），反应时间也比NaOH/石蜡油体系短。因此，KOH/PEG体系在能耗方面与NaOH/石蜡油体系比具有优势。但是KOH/PEG体系所用的反应物KOH和PEG价格较高，大幅提高该体系的处理成本。此外，不管是哪种反应体系，它们均采用强碱作为碱性物质，对设备具有较强的腐蚀性，并且容易灼伤操作人员，操作不方便。

发明内容

为了克服以上现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种碱催化销毁含氯代持久性有机物的方法，具有处理效率高，工艺实现简单、运行成本低的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种碱催化销毁含氯代持久性有机物的方法，包括以下步骤：按照含氯代持久性有机物：还原铁粉：碳酸钠：甘油四者质量比为1:1:（3‐12）:60的比例，分别向反应釜中投加，盖上反应釜盖，打开反应釜控加热系统，设定温度为250℃，同时打开搅拌电机，以115‐125rpm的速度搅拌，在搅拌的同时，向反应釜中通入氮气，并持续5min，以排除反应釜中的空气，反应釜达到设定的250℃后，并在250±5℃反应2.5‐3h，反应结束后，关闭反应釜加热系统，再持续搅拌2h冷却至室温。

所述的碳酸钠和甘油的质量比为1:5～1:10。

所述的碳酸钠和甘油的总量与含氯代持久性有机物或还原铁粉的质量比为72:1。

所述的含氯代持久性有机物为六氯苯。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、氯代持久性有机物去除和脱氯效率高，在3h内去除率达到99.9%以上，脱氯效率达到93.0%以上。

2、能耗低，比NaOH/石蜡油体系节能20%以上。

3、成本低廉，反应所需的甘油为生物柴油合成的副产品，成本远低于石蜡油或PEG，并实现了以废治废；所采用的碳酸钠价格也比NaOH或KOH低。

4、所用的碱性物质为弱碱性对设备腐蚀性小，对人体危害小。

5、反应产物为亲水性物质，便于设备清洗和残渣的后续处理。

附图说明