CN102380228B

CN102380228B - 一种处理飞灰中二噁英的萃取剂及其萃取二噁英的方法

Info

Publication number: CN102380228B
Application number: CN 201110241836
Authority: CN
Inventors: 赵由才; 汪宝英; 左敏瑜; 宋玉; 甄广印
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2011-08-22
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2031-08-22
Also published as: CN102380228A

Abstract

本发明属于环境工程技术领域，公开了一种处理飞灰中二噁英的萃取剂及其萃取二噁英的方法。本发明的萃取剂包括以下组分和体积百分含量：磺化煤油10～80％，正己烷10～50％，丙酮10～40％。本发明的萃取剂的制备方法包括以下步骤：将上述配比的原料混合均匀即可。本发明还公开了上述萃取剂萃取二噁英的方法，该方法包括以下步骤：将处理飞灰中二噁英的萃取剂与飞灰按照质量比为1∶1～3∶1进行混合，室温下置于搅拌器中连续搅拌12～48h后，静置分层即可。本发明的萃取剂来源广泛、价格低廉，处理效率高；萃取处理后的飞灰中所含二噁英毒性当量浓度可低于生活垃圾填埋场污染控制标准规定的限值，进一步无害化处理后可进行卫生填埋，实现飞灰的高效无害化处理和资源化利用。

Description

一种处理飞灰中二噁英的萃取剂及其萃取二噁英的方法

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，涉及一种处理飞灰中二噁英的萃取剂及其萃取二噁英的方法。

背景技术

生活垃圾焚烧飞灰中含有致癌物质二噁英(PCDD/Fs)，还浓缩了垃圾中较多的重金属，是一种公认和法定的危险废物，必须进行安全处理与处置。目前，生活垃圾焚烧飞灰主要进行安全填埋，但安全填埋占地很广且处理成本高。飞灰中主要的矿物成分是硅酸盐、铝硅酸盐类，属SiO₂-Al₂O₃-金属氧化物体系，无害化处理后的飞灰可以进行资源化利用。

飞灰中的二噁英含量只占飞灰质量的几十万份之一，如果把飞灰中极微量的二噁英彻底从飞灰中分离出来，就可使飞灰完全无害化。常用于飞灰中二噁英分离的方法主要是：活性炭吸附法、催化分解法、液体陶瓷固定法、热处理法、光降解法等。其次是飞灰中二噁英的物理化学分离方法，包括蒸馏法等，但这种方法还在发展之中。

中国专利文献《一种处理飞灰中二噁英的新方法》(公开号CN101293173，公开日期2008年10月29日)公开一种用表面活性剂水溶液抽提飞灰中的二噁英的方法，使二噁英从飞灰中分离出来，获得的富含二噁英的抽提液经酸化后，在通入氧气或富氧空气的条件下加热到30℃～100℃，处理1～100h可将二噁英氧化降解破坏。

中国专利文献《一种固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法及设备》(公开号101310832，公开日期2008年11月26日)公开了一种固体废物焚烧烟气中二噁英的净化方法和设备，所述方法包括下列步骤：1)去除粗颗粒；2)第一级布袋除尘器除尘；3)第二级布袋除尘器除尘。第一级布袋除尘器和第二级布袋除尘器之间设置有新鲜活性炭喷射装置，第二级布袋除尘器下游通过引风机连接烟囱。

中国专利文献《一种消除烟气中二噁英的方法》(公开号CN101249378，公开日期2008年12月27日)涉及一种消除烟气中二噁英的方法。将含有联氨类物质的水溶液喷入含有二噁英或者潜在有二噁英合成条件烟气中，让烟气与水溶液充分接触、反应并使溶液所含水分在160℃以上蒸发完毕，即可完成消除烟气中二噁英的目的。所述的含有联氨类物质的水溶液在使用前按0.05-1wt％配制新鲜溶液，喷入温度段为200℃-600℃的烟气中，或者喷入温度段为600℃-850℃的烟气中。整个过程没有废水、废渣产生，飞灰中二噁英浓度同时降低，处理工艺简单；处理费用低。

中国专利文献《一种固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法》(公开号CN101822942A，公开日期2010年9月8日)公开了一种固体废物焚烧烟气中二噁英、重金属湿法净化方法，所述方法为：固体废物焚烧炉高温烟气降温后，首先经过第一级鼓泡反应器，去除烟气中60～80％的颗粒物、60～70％的酸性气体、50～70％的二噁英、50～70％的重金属，再经过第二级鼓泡反应器，去除烟气中残余的颗粒物、重金属、酸性气体和二噁英，净化后的烟气经除湿器后，经活性炭吸附塔净化，经引风机排入大气；第一级和第二级鼓泡反应器中均含有碱性药剂和硫化物。

目前的各种二噁英脱除方法和发明各有特色，也存在一些不足：1)活性炭吸附的目标物质针对性不强，且吸附容量较小、再生成本较高；2)烟气中二噁英的脱除方法不能从根本上实现飞灰中二噁英浓度降低至标准限值，还需要对飞灰进行进一步处理；3)30℃～100℃低温条件下，二噁英的分解效率较低。

发明内容

针对现有技术中二噁英消除不完全、低温条件下分解效率低的问题，本发明的目的是提供一种处理飞灰中二噁英的萃取剂，该萃取剂应用于城市生活垃圾焚烧厂飞灰的无害化处理，且萃取剂具有原料来源广泛、价格低廉，处理效率高，使用时不会产生二次污染等优点。

本发明的另一个目的是提供一种上述萃取剂萃取二噁英的方法，该方法萃取操作工艺成熟、效率较高，不易产生二次污染，因此具有较高的环境和经济效益。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种处理飞灰中二噁英的萃取剂，该萃取剂包括以下组分和体积百分含量：

磺化煤油 10～80％，

正己烷 10～50％，

丙酮 10～40％。

本发明还提供了一种上述萃取剂的制备方法，该方法包括以下步骤：将体积百分比为10～80％的磺化煤油、体积百分比为10～50％的正己烷和体积百分比为10～40％的丙酮，混合均匀即可。

本发明还提供了一种上述萃取剂萃取二噁英的方法，该方法包括以下步骤：将处理飞灰中二噁英的萃取剂与飞灰按照质量比为1∶1～3∶1进行混合，室温下置于搅拌器中连续搅拌12～48h后，静置分层即可。

所述的飞灰是生活垃圾焚烧厂产生的飞灰。

所述的静置分层分为上下两层，上层未饱和萃取剂循环使用至饱和；下层飞灰中二噁英的浓度低于生活垃圾填埋场污染控制标准中飞灰毒性当量的浓度限值，进行卫生填埋。

所述的萃取剂饱和后采用盐酸溶液进行反萃取，反萃后，萃取剂循环使用，二噁英以固态形式回收。

本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明研发的二噁英萃取剂来源广泛、价格低廉，处理效率高，使用时不会产生二次污染，并能高效抑制二噁英的挥发。

2、本发明萃取处理后的飞灰中所含二噁英毒性当量浓度可低于生活垃圾填埋场污染控制标准规定的限值。

3、本发明的萃取剂来源广泛、价格低廉，处理效率高，使用时不会产生二次污染，并能高效抑制二噁英的挥发；萃取处理后的飞灰中所含二噁英毒性当量浓度可低于生活垃圾填埋场污染控制标准规定的限值，进一步无害化处理后可进行卫生填埋或作为填埋场覆盖土等，实现飞灰的高效无害化处理和资源化利用。

附图说明

图1为本发明的处理飞灰中二噁英的萃取剂萃取飞灰中二噁英的方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

将体积百分比为80％的磺化煤油、体积百分比为10％的正己烷和体积百分比为10％的丙酮，混合均匀制备得到萃取剂。

图1为本发明的处理飞灰中二噁英的萃取剂萃取飞灰中二噁英的方法流程图。将制备得到的处理飞灰中二噁英的萃取剂与城市生活垃圾焚烧飞灰按照质量比为1∶1进行混合萃取，室温下置于搅拌器中连续搅拌12h后，室温下静置分层，固液分离，静置分层后分为上下两层，上层为液相萃取剂；下层为固相飞灰，飞灰中二噁英浓度为2.1～2.7μgTEQ/kg，低于生活垃圾填埋场污染控制标准中飞灰毒性当量的浓度限值，无害化后进行卫生填埋。其中：萃取剂循环萃取多次达到饱和后，可用盐酸进行反萃，反萃后萃取剂亦可循环使用。

反萃后，萃取剂用于下一批飞灰的萃取分离，进入水相中的二噁英通过蒸发浓缩回收。每天处理50吨飞灰的处理工程，预计每年可回收500g二噁英(统一销毁或纯化后作为样品出售)。

实施例2

将体积百分比为10％的磺化煤油、体积百分比为50％的正己烷和体积百分比为40％的丙酮，混合均匀制备得到萃取剂。

将制备得到的处理飞灰中二噁英的萃取剂与城市生活垃圾焚烧飞灰按照质量比为3∶1进行混合萃取，室温下置于搅拌器中连续搅拌24h后，室温下静置分层，固液分离，静置分层后分为上下两层，上层为液相萃取剂，下层为固相飞灰，飞灰中二噁英浓度为1.7～2.2μgTEQ/kg，低于生活垃圾填埋场污染控制标准中飞灰毒性当量的浓度限值。其中：萃取剂循环萃取多次达到饱和后，可用盐酸进行反萃，反萃后萃取剂亦可循环使用。

实施例3

将体积百分比为45％的磺化煤油、体积百分比为30％的正己烷和体积百分比为25％的丙酮，混合均匀制备得到萃取剂。

将制备得到的处理飞灰中二噁英的萃取剂与城市生活垃圾焚烧飞灰按照质量比为2∶1进行混合萃取，室温下置于搅拌器中连续搅拌24h后，室温下静置分层，固液分离，静置分层后分为上下两层，上层为液相萃取剂，下层为固相飞灰，飞灰中二噁英浓度为2.0～2.5μgTEQ/kg，低于生活垃圾填埋场污染控制标准中飞灰毒性当量的浓度限值。其中：萃取剂循环萃取多次达到饱和后，可用盐酸进行反萃，反萃后萃取剂亦可循环使用。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种处理飞灰中二噁英的萃取剂，其特征在于：该萃取剂包括以下组分和体积百分含量：

磺化煤油 10～80％，

正己烷 10～50％，

丙酮 10～40％。

2.权利要求1所述的萃取剂的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：将体积百分比为10～80％的磺化煤油、体积百分比为10～50％的正己烷和体积百分比为10～40％的丙酮，混合均匀即可。

3.权利要求1所述的萃取剂萃取二噁英的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：将处理飞灰中二噁英的萃取剂与飞灰按照质量比为1∶1～3∶1进行混合，室温下置于搅拌器中连续搅拌12～48h后，静置分层即可。

4.根据权利要求3所述的萃取剂萃取二噁英的方法，其特征在于：所述的飞灰是生活垃圾焚烧厂产生的飞灰。

5.根据权利要求3所述的萃取剂萃取二噁英的方法，其特征在于：所述的静置分层分为上下两层，上层未饱和萃取剂循环使用至饱和；下层飞灰中二噁英的浓度低于生活垃圾填埋场污染控制标准中飞灰毒性当量的浓度限值，进行卫生填埋。

6.权利要求3至5任一所述的萃取剂萃取二噁英的方法，其特征在于：所述的萃取剂饱和后采用盐酸溶液进行反萃取，反萃后，萃取剂循环使用，二噁英以固态形式回收。