[发明专利]一种在亚临界条件下催化氧化偏二甲肼污水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及液体推进剂污水处理领域，尤其是一种在亚临界条件下催化氧化偏二甲肼污水的方法，属于高浓度偏二甲肼污水的无害化处理。

技术背景

偏二甲肼是一种易燃易爆和高毒的化学品，长期接触对人的神经系统、肝脏、肾脏都有严重影响。在贮运、加转注等过程中，会产生大量的偏二甲肼污水，直接排放将严重影响环境。如果偏二甲肼污水处理不及时或处理不完全，将对环境和人员造成较大危害。

目前，虽然国内外针对偏二甲肼污水氧化处理技术开展了多方面试验研究，但从实用的角度考虑，一直难以令人满意。因为过去的氧化处理技术往往采用次氯酸钠、臭氧等强氧化剂，处理过程中氧化剂添加量不能精确控制，易造成偏二甲肼过氧化或氧化不彻底，生成二次污染物，部分污染物甚至比偏二甲肼毒性更强。例如，污水在臭氧或次氯酸钠的作用下，催化氧化至水中偏二甲肼含量趋于零时，甲醛的含量可达50mg/L；并且，臭氧在混合气体中浓度超过10%时具有爆炸性，存在安全问题。氧气氧化能力相对较弱，用氧气处理偏二甲肼污水不会出现过氧化现象，但效率较低。

发明内容

本发明的目的是公开一种在亚临界条件下催化氧化偏二甲肼污水的方法，建立一套高效、环保、低能耗和机动性强的偏二甲肼污水处理技术，便于对推进剂作业中不同场所的偏二甲肼污水进行处理。

亚临界条件是指物质存在的状态条件，是指某些物质在温度高于其沸点但低于临界温度，以流体形式且压力低于临界压力存在的物质。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

1、技术原理

一种在亚临界条件下催化氧化偏二甲肼污水的方法，其方法流程为：向催化反应器中充氧气至压力为0.60～0.65MPa，然后用氮气将污水挤压至反应器中，控制污水流量小于15L/h，在150～170℃的温度和0.70～0.75MPa的压力条件下进行催化氧化反应，反应产物经换热后排出。

偏二甲肼污水在催化剂作用下与氧气在高温条件下发生的加压催化氧化反应，其反应方程式如下：

上述的催化剂为Pt贵金属催化剂，或为Ru贵金属催化剂。

2、装置结构

装置由偏二甲肼污水输入设备（污水罐、过滤器、减压阀、截止阀、流量计、液位计、压力表等）、氧气输入设备（高压钢瓶、减压阀、截止阀、单向阀、流量计等）、氮气输入设备（高压钢瓶、减压阀、截止阀、单向阀等）、换热器、电加热装置、水冷却器、气液分离器、催化反应器、控制系统等组成。

工艺流程说明：氧气和偏二甲肼污水（氮气）分别通过不同管道进入催化反应器下部形成混合液体。

氧气流程：氧气通过高压钢瓶→减压阀→流量计→截止阀→单向阀→催化反应器。

污水流程：污水罐→截止阀→过滤器→流量计→热交换器→电加热器→单向阀→催化反应器。

混合液体流程：通过电加热器形成的高温混合液体均匀通过催化反应器进行加压催化氧化反应。

余热回收：分解后的污水通过反应器出口管道进入换热器与冷水进行热交换，而后通过管道进入气液分离器。

本发明的优点及有益效果：

1、本发明研究了一种处理偏二甲肼污水的亚临界催化氧化的处理技术，使偏二甲肼污水与氧气在催化剂作用下发生加压催化氧化反应，转化成简单、稳定、无毒的小分子产物，实现偏二甲肼的完全消除，不对环境造成二次污染。

2、本发明安全性和自动化程度高，可实现自动控制，有自动联锁和手动操作控制功能，确保系统安全。处理量大，处理效果好，通过氧气高温催化氧化，可实现偏二甲肼的彻底处理，偏二甲肼去除率≥99.9%，处理后污水中偏二甲肼浓度＜0.5ppm，达到国家标准要求的排放要求；氧化彻底，无中间产物。

3、本发明实用性强，机动性高，处理系统整体采用撬装结构，可单独放置处理场地进行处理，也可放置在卡车上进行工作。

附图说明

图1为本发明用于催化氧化处理偏二甲肼污水的流程图。

具体实施方式

下面以实现一套偏二甲肼污水浓度≤5000ppm时，处理能为15L/h的装置进行具体描述。

装置采用撬装结构，全部设备安装于尺寸为2000mm×1200mm的金属底座上，包括污水罐、热交换器、电加热器、催化反应器、水冷却器、气液分离器、控制柜等主要设备。

1、技术指标

1）处理能力：当污水浓度≤5000ppm时，处理能力≥15L/h。