[发明专利]一种过热近临界水氧化偏二甲肼废液的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及有机废液处理及资源回收利用领域。更具体地，涉及一种过热 近临界水氧化偏二甲肼废液的方法及系统。

背景技术

偏二甲肼是我国航天发射的主要推进剂燃料之一，因其具有热值高、比冲 大、易于常温下储存等优点，广泛应用于航天发射动力装置中。偏二甲肼为无 色液体，具有一定的挥发性，属于III级毒性物质。偏二甲肼易燃易爆，在偏二 甲肼生产、运输和使用过程中会产生一定的含有偏二甲肼的废液，不同浓度的 偏二甲肼废液安全处置是航天科技工作者面临的一个难题。

偏二甲肼废液有多种多样的处理方法，常用的有自然净化法、氯化法、臭 氧紫外光氧化法和燃烧法。自然净化法处理偏二甲肼废液是一种有效、经济、 适用、简便、节能的污水处理方法，但处理时间较长，处理过程废水中的污染 物挥发后对周边环境造成新的污染，当污染物浓度较高时，难以达到排放标准， 因此近年来已经被新技术取代。氯化法主要采用氯和氯制剂作为氧化剂对偏二 甲肼污染物进行降解，具有处理速度快的特点，不足之处是处理过程产生的亚 硝胺和氯代烃等中间产物难以达到排放标准要求，且因处理过程各种化学试剂 加入的配比难以控制，近年来也有被淘汰的趋势。臭氧紫外光氧化法是采用臭 氧作为氧化剂，在紫外光—TiO₂催化条件下降解偏二甲肼的方法，该方法处理 的偏二甲肼废液浓度一般宜低于1000mg/L，当废液中偏二甲肼浓度较高时，中 间产物难以达标。燃烧法是针对高浓度废液的处理方法，该方法处理对象一般 为偏二甲肼浓度在50％以上，废液热值足够高，可以进入燃烧炉进行燃烧处理。 但是当废液浓度在0.05％-50％时，废液热值不够高不能使用燃烧法，实际使用 中无针对性的处理技术。

超临界水(Supercriticalwater，简称SCW)是指温度大于374.15℃、压力 大于22.13MPa状态下的水。超临界水具有和常温常压状态下的水完全不同的物 理化学性质，超临界水中只有少量的氢键，介电常数低，扩散系数高，粘度低， 可以与有机物和气体完全互溶，密度可以随温度和压力而改变，超临界水的单 一致密相为有机废液降解提供了良好的介质条件。

发明内容

研究人员依据超临界水氧化的原理，结合偏二甲肼废液处理的实际需求， 提出了过热近临界水氧化的概念，其运行条件为温度高于374.15℃、但是压力 低于22.13MPa，在确保氧化降解偏二甲肼废液效果的同时，压力的降低节省了 反应器的设计材质造价，为该技术的推广应用奠定了基础。

本发明的一个目的在于提供一种过热近临界水氧化偏二甲肼溶液的方法， 该方法利用过热近临界水技术实现航天发射领域偏二甲肼废液的高效降解，使 其无害化，该过程不产生二次污染，可以实现反应过程热量的回收利用。

本发明的另一个目的在于提供一种过热近临界水氧化系统，该系统结构简 单，可以回收废液处理过程的反应热量，使其维持后续的反应进行，从而节约 了处理费用。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种过热近临界水氧化偏二甲肼溶液的方法，该方法包含如下步骤：

(1)将清水加入反应系统，同时对清水进行加压和加热；

(2)向反应系统中输入含有偏二甲肼的废液和氧化剂；

(3)偏二甲肼废液在反应系统中被氧化得到气液混合物，对气液混合物进 行冷却和分离，得到净化的液体和气体。

进一步的，步骤(1)所述对清水加压至19MPa-22MPa，加热的温度为 380℃-400℃；步骤(2)所述氧化剂为氧气；步骤(3)所述反应器内的压力为 19MPa-22MPa，温度为450℃-580℃。

进一步的，步骤(2)所述偏二甲肼废液的浓度为0.05wt％-10wt％。

本发明的另一个目的是提供一种过热近临界水氧化偏二甲肼废液的系统。

一种过热近临界水氧化系统，该系统包括：

供料装置，用于提供进行反应的液体和介质并对所述介质和液体进行加 压；

预热装置，管接于所述供料装置，接收所述液体和介质，对所述液体和介 质进行预热；氧化剂供给装置；用于提供进行反应的氧化剂；

反应装置，分别管接于所述预热装置和所述氧化剂供给装置，接收所述液 体、所述介质和所述氧化剂，在所述介质中氧化所述液体得到气液混合物；