CN108410526B - 一种废有机溶剂资源化利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述方法包括以下步骤：(1)将废有机溶剂、水和助剂混合后，调节pH值制成预处理液；(2)将预处理液与碳源物质混合，得到水煤浆；(3)将水煤浆在含氧气氛中，于1100℃～1700℃和0.5MPa～4MPa进行气化反应，得到气态产物和液态熔渣；(4)将气态产物和液态熔渣进行激冷分离，得到混合气体和玻璃态渣。本发明采用水煤浆气化及高温熔融协同处置废物，使废有机溶剂在高温短时分解，其所含C、H、O和N元素全部转化为气态产物，再经过净化和变换处理，获得高含量CO2和H2的混合气体，用于生产碳酸氢铵，实现了废有机溶剂的高效安全处置和资源化利用。

Description

一种废有机溶剂资源化利用方法
技术领域
本发明属于废有机溶剂的无害化处置及资源化利用领域，涉及一种废有机溶剂资源化利用方法，尤其涉及一种化工、制药和制革行业清洗、萃取工序产生的废有机溶剂的资源化利用方法。
背景技术
在化工、制药和制革等行业，需要使用大量的有机溶剂作为清洗剂或萃取剂，诸如醇类、醚类、醛类、苯类、酚类和酯类等，部分组分单一或只有两种组分的有机溶剂经过蒸发或蒸馏处理可以重复利用，但是仍然会有有机溶剂残留形成废有机溶剂，而多组分有机溶剂则难以实现各组分的回收利用，为废有机溶剂。这些废有机溶剂需要经过处理达标后才能排放。
针对废有机溶剂，现有处理方法主要有：压井法、固化填埋法、焚烧法、蒸馏或减压蒸馏等技术进行处理。
压井法主要是采用泵将废有机溶剂压入地下深层，这种方法尽管简单易操作，但对深层的水源和土壤造成严重污染，最终将导致生态恶化。
固化填埋法是采用大量的固化剂如水泥、树脂、沸石、硅藻土等与废有机溶剂混合后固化填埋，实际上该法方法仍然为从根本上解决污染问题，对环境仍会造成危害。
焚烧法和蒸馏法是常采用的方法，比如CN 105907441A采用燃烧法处理废有机溶剂，将废有机溶剂当作煤燃烧的促进剂，将其与煤炭、盐类助剂和乳化剂混合再于工业窑炉进行焙烧。其认为改性助剂可很好地固化过程中产生的HCl和SO2等物质。但实际上，除了这些气态物质外，还可能产生二噁英，仍然会对环境产生危害。此外，所述方法中还使用多种有毒有害的金属盐类，这些金属盐类可能在高温下挥发，也会对环境带来危害。CN105233515A采用蒸馏和精馏的方法处理废有机溶剂，该方法处理工序较复杂，且仍然会残留部分有机物在液体中，因此，难以实现其彻底分离利用。CN 106588583A则将蒸馏和焚烧结合起来处理含卤硅烷聚合物的废有机溶剂，首先进行反应处理，在进行蒸馏处理回收部分有机溶剂，最后将残余液进行焚烧处理。但该方法耗时较长，且并未对焚烧后的产物(气态或固态)进行处理。
可见现有关于废有机溶剂的处理方法中仍存在以下问题：(1)处理过程中会产二噁英等有害物质，造成二次污染；(2)处理工艺复杂，无法完全去除有机溶液中的有机物废物；(3)处理过程仍会产生废物，对其还需要进一步处理，处理成本高。
发明内容
针对现有废有机溶剂处理工艺中存在的不足，本发明提供了一种废有机溶剂资源化利用方法。本发明针对废有机溶剂中含有大量得到的C、H元素的特点，采用水煤浆气化及高温熔融协同处置废物，使废有机溶剂在高温短时分解，其所含C、H、O和N元素全部转化为气态产物，再经过现有成熟的净化和变换技术处理，获得高含量CO2和H2的混合气体，用于生产碳酸氢铵，实现了废有机溶剂高效安全处置和资源化利用，从而彻底解决其对环境带来的污染风险。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将废有机溶剂、水和助剂混合后，调节pH值制备预处理液；
(2)将步骤(1)所述预处理液与碳源物质混合，得到水煤浆；
(3)将步骤(2)得到的水煤浆在含氧气氛中，于1100℃～1700℃和0.5MPa～4MPa进行气化反应，得到气态产物和液态熔渣；
(4)将步骤(3)得到的气态产物和液态熔渣进行激冷分离，得到混合气体和玻璃态渣。
其中，步骤(3)所述反应温度可为1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃、1350℃、1400℃、1450℃、1500℃、1550℃、1600℃、1650℃或1700℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述反应压力可为0.5MPa、1MPa、1.5MPa、2MPa、2.5MPa、3MPa、3.5MPa或4MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所提供的废有机溶剂资源化利用方法明显不同于现有的物理或化学处理技术，本发明采用水煤浆气化结合高温熔融技术能够将废有机溶剂彻底分解，不会产生二次污染，且得到的含CO、CO2、H2、N2、Cl2和CH4等的混合气体，该混合气体经过净化处理后，其中的CO和H2的含量高于80％，将其用于生产液氨和碳酸氢铵。
同时，对得到的气态产物和液态熔渣进行激冷分离可得到玻璃态渣，其性质稳定，可作为生产建筑材料的辅料，进而使废有机溶剂的处理过程无废物产生。
本发明中，由于气化反应过程中极易产生剧毒物质二噁英，因而需要控制气化反应的温度、压力以及水煤浆在反应器中的停留时间等，故所述气化反应的条件不在上述温度、压力范围和含氧气氛中，则得不到所述的目标气态产物和液态熔渣。
本发明中，所述激冷主要是对气态产物和液态熔渣进行快速冷却处理，得到混合气体和玻璃态渣。在激冷室内液态熔渣与激冷水接触后快速激冷固化，冷却为玻璃态渣后排出气化炉。所述玻璃态渣性质稳定、对环境无二次污染风险，可作为生产建筑材料的辅料，实现了危险废物的无害化处置和资源化利用。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述废有机溶剂为制药、化工或制革行业中产生的废有机溶剂，但并不仅限于所列举的废有机溶剂。
优选地，步骤(1)所述废有机溶剂为含有醇类、醚类、酯类、苯类、醛类或烷烃类中任意一种或至少两种的废有机溶剂，所述组合典型但非限制性实例有：醇类和醚类的组合，醇类和醚类的组合，醛类和烷烃类的组合，醇类、醚类和酯类的组合，酯类、苯类和醛类的组合，醇类、醚类、酯类和苯类的组合，酯类、苯类、醛类和烷烃类的组合，醇类、醚类、酯类、苯类、醛类和烷烃类的组合等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述助剂为两亲性表面活性剂。
本发明中，所述“两亲性”是指亲油性和亲水性。本发明中采用具有两亲性的表面活性剂，其能够有效地吸附在煤表面，提高煤的亲水性，并能在煤表面形成双电层和立体障碍，进而有助于改善成浆性，防止固液分离。
优选地，步骤(1)所述助剂为萘磺酸盐、木质素磺酸盐、磺化腐殖酸盐、聚烯烃磺酸盐、聚丙烯酸酯、羧酸盐或磷酸盐中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：萘磺酸盐与木质素磺酸盐的组合，磺化腐殖酸盐与聚烯烃磺酸盐的组合，聚丙烯酸酯、羧酸盐与磷酸盐的组合等，优选为萘磺酸钠、木质素磺酸钾、磺化腐殖酸钠、聚烯烃磺酸钾或磷酸钠中任意一种或至少两种的组合。
优选地，步骤(1)所述水为步骤(4)激冷分离过程中产生的冷却水和/或冲渣水。
本发明将步骤(4)激冷分离过程中产生的冷却水和/或冲渣水进行循环利用，可以使整个工艺过程中无废水产生，同时降低了处理成本。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述废有机溶剂、水和助剂的质量比为100:(50～250):(0.5～5)，例如100:50:(0.5～5)、100:70:(0.5～5)、100:100:(0.5～5)、100:130:(0.5～5)、100:150:(0.5～5)、100:170:(0.5～5)、100:200:(0.5～5)、100:230:(0.5～5)或100:250:(0.5～5)等，又如100:(50～250):0.5、100:(50～250):1、100:(50～250):1.5、100:(50～250):2、100:(50～250):2.5、100:(50～250):3、100:(50～250):3.5、100:(50～250):4、100:(50～250):4.5或100:(50～250):5等，又如100:50:0.5、100:70:1、100:100:1.5、100:130:2、100:150:2.5、100:170:3、100:200:4、100:230:4.5或100:250:5等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为100:(100～200):(1～3)。
优选地，步骤(1)通过酸、碱、酸性盐或碱性盐中任意一种或至少两种的组合来调节pH值，所述组合典型但非限制性实例：酸和碱的组合，碱和酸性盐的组合，酸性盐和碱性盐的组合等。
优选地，所述酸为有机酸和/或无机酸。
优选地，所述有机酸为柠檬酸和/或乳酸。
优选地，所述无机酸为盐酸、硝酸或硫酸中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：盐酸和硝酸的组合，硝酸和硫酸的组合，盐酸、硝酸和硫酸的组合等。
优选地，所述碱为有机碱和/或无机碱。
优选地，所述有机碱为胺类有机碱。
优选地，所述无机碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
优选地，所述碱性盐为碳酸氢铵和/或碳酸氢钠。
本发明中，用于调节pH值的调节剂并不仅限于上述所述列举的物质，其依据待处理废有机溶剂与水和助剂混合后的特性来调整。
优选地，步骤(1)调节pH值至5～8，例如5、5.5、6、6.5、7、7.5或8等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述碳源物质为含有C、H、Si、Al和Ca元素的有机碳和/或含有C、H、Si、Al和Ca元素的无机碳。
本发明中，利用碳源物质中所含的Si、Al和Ca等元素在高温处理过程中能形成玻璃态渣的特点，可将色素及有机物中部分难以挥发或难以变成气态的元素封存其中，最终形成玻璃态渣，避免随意倾倒或堆积对环境造成污染。
优选地，所述碳源物质为煤、生物质、木炭或焦炭中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：煤和生物质的组合，木炭和焦炭的组合，煤、生物质和木炭的组合，煤、生物质、木炭和焦炭的组合等。
优选地，步骤(2)所述预处理液与碳源物质的质量比为100:(100～350)，例如100:100、100:130、100:150、100:170、100:200、100:230、100:250、100:270、100:300、100:330或100:350等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为100:(150～250)。
本发明中，通过调控预处理液与碳源物质的配比，可以使碳源物质中能形成玻璃态渣的组分，通过反应形成良好的玻璃态渣，将废有机溶剂中的微量金属元素固定于玻璃态渣中；此外，可以使废有机溶剂中的有机物质与碳源物质中的C充分反应，转化为CO和H2含量较高的混合气体。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述预处理液与碳源物质混合经研磨处理得到水煤浆，但并不仅限于研磨处理，其通过本领域常规技术手段制备水煤浆即可，故此处不再赘述。
优选地，步骤(2)所述水煤浆的固体含量为25wt～70wt％，例如25wt％、27wt％、30wt％、33wt％、35wt％、37wt％、40wt％、42wt％、45wt％、48wt％、50wt％、52wt％、58wt％、60wt％、62wt％、65wt％、68wt％或70wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；粘度为400mPa·s～2000mPa·s，例如400mPa·s、500mPa·s、700mPa·s、1000mPa·s、1300mPa·s、1500mPa·s、1700mPa·s或2000mPa·s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；优选为固体含量为35wt～65wt％，粘度为600mPa·s～1800mPa·s。
本发明中，将得到水煤浆的固体含量和粘度控制在一定范围内，可以保证碳源物质能够与废有机溶剂充分反应。调控其粘度，其目的是使后续水煤浆制备工序中形成均匀稳定、不分层的水煤浆，使其具有很好的流动性，便于通过喷嘴进入气化工序。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述含氧气氛中氧气的体积含量≥99.5％，例如99.5％、99.6％、99.7％、99.8％或99.9％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述气化反应温度为1300℃～1500℃，反应压力为1MPa～3MPa，此为进一步优选的气化反应条件，其效果较1100℃～1700℃和0.5MPa～4MPa的反应条件更优。
优选地，步骤(3)所述气化反应的反应时间为2s～20s，例如2s、4s、6s、8s、10s、12s、14s、16s、18s或20s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为5s～15s。
优选地，步骤(3)所述气化反应在气化炉中进行。
优选地，步骤(3)所述气化反应中所述水煤浆通过喷嘴均匀喷入气化炉中进行反应。
作为本发明优选的技术方案，步骤(4)所述激冷分离为在0.5s～5s内冷却至50℃～200℃，其中，冷却时间可为0.5s、1s、1.5s、2s、2.5s、3s、3.5s、4s、4.5s或5s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；其冷却所达到的温度可为50℃、70℃、100℃、130℃、150℃、170℃或200℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为在1s～4s内冷却至75℃～150℃。
优选地，步骤(4)所述激冷分离过程中产生的冷却水和/或冲渣水经过滤后循环利用，例如可用作激冷处理的用水，或用作水煤浆制备时用水，根据需要亦可作为其他用途。
作为本发明优选的技术方案，步骤(4)产生的混合气体经脱硫和脱氯处理，得到富含CO和H2的混合气体，其中CO和H2的体积含量≥80％，例如80％、83％、85％、87％、90％、93％或95％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。其中，所述脱硫和脱氯处理为现有技术中常规处理方法，故不再赘述。
优选地，所述富含CO和H2的混合气体经变换、合成和碳化步骤制备得到液氨和碳酸氢铵，其中，所述变换、合成和碳化处理为现有技术中常规处理方法，故不再赘述。
优选地，步骤(3)得到的玻璃态渣可作为生产建筑材料的辅料。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将废有机溶剂、水和两亲性表面活性剂按质量比100:(100～200):(1～3)混合后，调节pH值至5～8制备预处理液；
(2)将步骤(1)所述预处理液与碳源物质按质量比100:(150～250)混合，得到固体含量为35wt～65wt％，粘度为600mPa·s～1800mPa·s的水煤浆；
(3)将步骤(2)得到的水煤浆在氧气体积含量≥99.5％的含氧气氛中，于1300℃～1500℃和1MPa～3MPa进行气化反应5s～15s，得到气态产物和液态熔渣；
(4)将步骤(3)得到的气态产物和液态熔渣在0.5s～5s内冷却至50℃～200℃进行激冷分离，得到混合气体和玻璃态渣，激冷分离过程中产生的冷却水和/或冲渣水经过滤后循环利用，产生的混合气体经脱硫和脱氯处理，得到富含CO和H2的混合气体，其中CO和H2的体积含量≥80％，再经变换、合成和碳化步骤制备得到液氨和碳酸氢铵，得到的玻璃态渣可作为生产建筑材料的辅料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述的废有机溶剂资源化利用方法能够将废有机溶剂中的有毒有害物质彻底分解，不会产生二次污染，既实现了危险废物的无害化处置，又将其转化为液氨和碳酸氢铵产品，实现了废有机溶剂的资源化利用；
(2)本发明所述的废有机溶剂资源化利用方法无需外加Ca、Si和Al等氧化物或盐类，依靠所使用的碳源物质所含有的Ca、Si和Al等元素，在高温处理过程中形成玻璃态渣，其性质稳定、对环境无二次污染风险，可作为生产建筑材料的辅料；
(3)本发明所述的废有机溶剂资源化利用方法可利用废水、激冷处理后的水制备水煤浆，激冷处理产生的冷却水和冲渣水经过滤后可循环利用，实现了处理过程中废水的循环利用，避免排放带来的二次污染，且节约了处理成本。
附图说明
图1是本发明所述的废有机溶剂资源化利用方法的流程示意图。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施方式部分提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
(1)将废有机溶剂、水和助剂混合后，调节pH值制备预处理液；
(2)将步骤(1)所述预处理液与碳源物质混合，得到水煤浆；
(3)将步骤(2)得到的水煤浆在含氧气氛中，于1100℃～1700℃和0.5MPa～4MPa进行气化反应，得到气态产物和液态熔渣；
(4)将步骤(3)得到的气态产物和液态熔渣进行激冷分离，得到混合气体和玻璃态渣。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将19.92t杭州传化精细化工产生的废有机溶剂与19.92t冲渣水和0.30t萘磺酸钠混合均匀，其质量比为100:100:1.5，采用硫酸溶液调节混合液pH值为6.0，制备预处理液；
(2)将步骤(1)得到的预处理液与26.02t煤混合均匀，废有机溶剂与煤的质量比为100:130.6，采用球磨处理，制备固体含量为39.32wt％、粘度为630mPa·s的水煤浆；
(3)将步骤(2)制备的水煤浆采用特制喷嘴将其喷入气化炉，在含99.5％氧气的含氧气氛中、温度为1450℃、压力为0.5MPa进行气化反应15s，得到气态产物和液态熔渣；
(4)将步骤(3)得到的气态产物和液态熔渣在5s内激冷至120℃，分别得到混合气体和玻璃态渣；分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为生产建筑材料的辅料；所述冷却水和/或冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)将步骤(4)得到的混合气体进行脱硫、脱氯和变换处理，得到CO2和H2体积含量为85.6％的混合气体；
(6)将步骤(5)得到富含CO2和H2的混合气体进行氨化和碳化处理，得到17.93t碳酸氢铵。
实施例2：
本实施例提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将5.4t晓星化纤(嘉兴)产生的废有机溶剂与2.7t冲渣水、0.16t木质素磺酸钾混合均匀，其质量比为100:100:3.0，采用氢氧化钠溶液调节混合液pH值为7.0，制备预处理液
(2)将步骤(1)得到的预处理液与6.28t焦炭混合均匀，废有机溶剂与焦炭的质量比为100:116.3，采用球磨处理，制备固体含量为43.2％、粘度为740mPa·s的水煤浆；
(3)将步骤(2)制备的水煤浆采用特制喷嘴将其喷入气化炉，在含99.7％氧气的含氧气氛中、温度为1700℃、压力为1.5MPa进行气化反应2s，得到气态产物和液态熔渣；
(4)将步骤(3)得到的气态产物和液态熔渣在10s内激冷至80℃，分别得到混合气体和玻璃态渣；分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为生产建筑材料的辅料；所述冷却水和/或冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)将步骤(4)得到的混合气体进行脱硫、脱氯和变换处理，得到CO2和H2体积含量为88.7％的混合气体；
(6)将步骤(5)得到富含CO2和H2的混合气体进行氨化和碳化处理，得到5.18t碳酸氢铵。
实施例3：
本实施例提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将5.0t普洛得邦制药产生的有机溶剂回收废液与12.5t冲渣水、0.25t磺化腐殖酸钠混合均匀，其质量比为100:250:5.0，采用盐酸溶液调节混合液pH值为5.0，制备预处理液；
(2)将步骤(1)得到的预处理液与7.9t活性炭混合均匀，废有机溶剂与活性炭的质量比为100:158，采用球磨处理，制备固体含量为30.8wt％、粘度为416mPa·s的水煤浆；
(3)将步骤(2)制备的水煤浆采用特制喷嘴将其喷入气化炉，在含99.6％氧气的含氧气氛中、温度为1100℃、压力为4.0MPa进行气化反应8s，得到气态产物和液态熔渣；
(4)将步骤(3)得到的气态产物和液态熔渣在0.5s内激冷至200℃，分别得到混合气体和玻璃态渣；分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为生产建筑材料的辅料；所述冷却水和/或冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)将步骤(4)得到的混合气体进行脱硫、脱氯和变换处理，得到CO2和H2体积含量为84.3％的混合气体；
(6)将步骤(5)得到富含CO2和H2的混合气体进行氨化和碳化处理，得到6.65t碳酸氢铵。
实施例4：
本实施例提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将16.72t浙江耐司康产生的水洗液与8.36t冲渣水、0.50t磺化腐殖酸钠混合均匀，其质量比为100:50:3.0；采用碳酸钠溶液调节混合液pH值为8.0，制备预处理液；
(2)将步骤(1)得到的预处理液与34.59t木炭混合均匀，废有机溶剂与木炭的质量比为100：206.9，采用球磨处理，制备固体含量为57.49％、粘度为840mPa·s的水煤浆；
(3)将步骤(2)制备的水煤浆采用特制喷嘴将其喷入气化炉，在含99.8％氧气的含氧气氛中、温度为1600℃、压力为3.0MPa进行气化反应15s，得到气态产物和液态熔渣；
(4)将步骤(3)得到的气态产物和液态熔渣在1.5s内激冷至120℃，分别得到混合气体和玻璃态渣；分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为生产建筑材料的辅料；所述冷却水和/或冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)将步骤(4)得到的混合气体进行脱硫、脱氯和变换处理，得到CO2和H2体积含量为90.6％的混合气体；
(6)将步骤(5)得到富含CO2和H2的混合气体进行氨化和碳化处理，得到10.87t碳酸氢铵。
实施例5：
本实施例提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将21.82t杭州传化精细化工产生的有机废液与21.82t冲渣水、0.54t聚烯烃磺酸钾混合均匀，其质量比为100:50:2.5；采用氢氧化钾溶液调节混合液pH值为7.0，制备预处理液；
(2)将步骤(1)得到的预处理液与29.90t煤混合均匀，废有机溶剂与煤的质量比为100:137，采用球磨处理，制备固体含量为40.36％、粘度为640mPa·s的水煤浆；
(3)将步骤(2)制备的水煤浆采用特制喷嘴将其喷入气化炉，在含99.8％氧气的含氧气氛中、温度为1250℃、压力为2.5MPa进行气化反应12s，得到气态产物和液态熔渣；
(4)将步骤(3)得到的气态产物和液态熔渣在1.2s内激冷至90℃，分别得到混合气体和玻璃态渣；分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为生产建筑材料的辅料；所述冷却水和/或冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)将步骤(4)得到的混合气体进行脱硫、脱氯和变换处理，得到CO2和H2体积含量为83.7％的混合气体；
(6)将步骤(5)得到富含CO2和H2的混合气体进行氨化和碳化处理，得到17.89t碳酸氢铵。
实施例6：
本实施例提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将9.78t普洛医药产生的废有机溶剂与4.89t冲渣水、0.31t萘磺酸钠混合均匀，其质量比为100:50:3.2；采用硝酸溶液调节混合液pH值为6.0，制备预处理液；
(2)将步骤(1)得到的预处理液与29.34t煤混合均匀，废有机溶剂与煤的质量比为100:300，采用球磨处理，制备固体含量为66.2％、粘度为1640mPa·s的水煤浆；
(3)将步骤(2)制备的水煤浆采用特制喷嘴将其喷入气化炉，在含99.8％氧气的含氧气氛中、温度为1550℃、压力为3.5MPa进行气化反应16s，得到气态产物和液态熔渣；
(4)将步骤(3)得到的气态产物和液态熔渣在3s内激冷至125℃，分别得到混合气体和玻璃态渣；分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为生产建筑材料的辅料；所述冷却水和/或冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)将步骤(4)得到的混合气体进行脱硫、脱氯和变换处理，得到CO2和H2体积含量为93.4％的混合气体；
(6)将步骤(5)得到富含CO2和H2的混合气体进行氨化和碳化处理，得到8.43t碳酸氢铵。
实施例7：
本实施例提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将9.705t英特来光电产生的废有机溶剂与19.41t冲渣水、0.097t萘磺酸钠混合均匀，其质量比为100:200:1.0；采用草酸溶液调节混合液pH值为6.5，制备预处理液；
(2)将步骤(1)得到的预处理液与24.26t煤混合均匀，废有机溶剂与煤的质量比为100:250，采用球磨处理，制备固体含量为45.37％、粘度为830mPa·s的水煤浆；
(3)将步骤(2)制备的水煤浆采用特制喷嘴将其喷入气化炉，在含99.8％氧气的含氧气氛中、温度为1650℃、压力为4.0MPa进行气化反应4s，得到气态产物和液态熔渣；
(4)将步骤(3)得到的气态产物和液态熔渣在20s内激冷至50℃，分别得到混合气体和玻璃态渣；分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为生产建筑材料的辅料；所述冷却水和/或冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)将步骤(4)得到的混合气体进行脱硫、脱氯和变换处理，得到CO2和H2体积含量为87.4％的混合气体；
(6)将步骤(5)得到富含CO2和H2的混合气体进行氨化和碳化处理，得到10.09t碳酸氢铵。
实施例8：
本实施例提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将7.535t金康产生的废有机溶剂与3.767t冲渣水、0.075t萘磺酸钠混合均匀，其质量比为100:50:1.0；采用硫酸溶液调节混合液pH值为6.0，制备预处理液；
(2)将步骤(1)得到的预处理液与26.372t煤混合均匀，废有机溶剂与煤的质量比为100:350，采用球磨处理，制备固体含量为69.77％、粘度为1930mPa·s的水煤浆；
(3)将步骤(2)制备的水煤浆采用特制喷嘴将其喷入气化炉，在含99.8％氧气的含氧气氛中、温度为1650℃、压力为4.0MPa进行气化反应4s，得到气态产物和液态熔渣；
(4)将步骤(3)得到的气态产物和液态熔渣在20s内激冷至50℃，分别得到混合气体和玻璃态渣；分离得到性质稳定且对环境无污染风险的玻璃态渣、冷却水和冲渣水；所述玻璃态渣可作为生产建筑材料的辅料；所述冷却水和/或冲渣水经过滤后可循环利用；
(5)将步骤(4)得到的混合气体进行脱硫、脱氯和变换处理，得到CO2和H2体积含量为87.4％的混合气体。
(6)将步骤(5)得到富含CO2和H2的混合气体进行氨化和碳化处理，得到10.09t碳酸氢铵。
对比例1：
本对比例提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述处理方法参照实施例1中所述方法，区别在于：步骤(3)中气化反应温度为1000℃(＜1100℃，即气化反应温度过低)。
本对比例所述方法由于反应温度过低，气化反应产物无法得到目标气态产物和液态熔渣，进而无法实现废有机溶剂的无害化处置和资源化利用。
对比例2：
本对比例提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述处理方法参照实施例1中所述方法，区别在于：步骤(3)中气化反应温度为1800℃(＞1700℃，即气化反应温度过高)。
本对比例所述方法由于反应温度过高，无法在极短时间内将其冷却至无二噁英生成的温度，从而导致无法得到目标气态产物和液态熔渣，进而无法实现废有机溶剂的无害化处置和资源化利用。
对比例3：
本对比例提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述处理方法参照实施例1中所述方法，区别在于：步骤(3)中气化反应压力为0.3MPa(＜0.5MPa，即气化反应压力过低)。
本对比例所述方法由于气化反应压力过低，在所述的反应时间内无法完全反应，导致气态产物中CO和H2含量很低，此外，所添加碳源物质中的硅、铝及其他元素的氧化物难以在短时间内形成玻璃态渣。尽管通过延长时间可以使其反应完全，但又存在容易生成二噁英类对环境危害更大的有毒有害物质。因此，反应压力过低，无法得到目标气态产物和液态熔渣，进而无法实现废有机溶剂的无害化处置和资源化利用。
对比例4：
本对比例提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述处理方法参照实施例1中所述方法，区别在于：步骤(3)中气化反应压力为5MPa(＞4MPa，即气化反应压力过高)。
本对比例所述方法由于气化反应压力过高，无法得到目标气态产物和液态熔渣，进而无法实现废有机溶剂的无害化处置和资源化利用。
对比例5：
本对比例提供了一种废有机溶剂资源化利用方法，所述处理方法参照实施例1中所述方法，区别在于：步骤(3)中无氧或氧含量较低(体积含量＜99.5％)的气氛中进行。
本对比例所述方法由于在无氧或氧含量较低(体积含量＜99.5％)的气氛中进行，气化反应产物无法得到目标气态产物和液态熔渣，进而无法实现废有机溶剂的无害化处置和资源化利用。
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述的废有机溶剂资源化利用方法能够将废有机溶剂中的有毒有害物质彻底分解，不会产生二次污染，既实现了危险废物的无害化处置，又将其转化为液氨和碳酸氢铵产品，实现了废有机溶剂的资源化利用。
同时，本发明所述的废有机溶剂资源化利用方法无需外加Ca、Si和Al等氧化物或盐类，依靠所使用碳源物质中所含的Ca、Si和Al等元素，在高温处理过程中形成玻璃态渣，该玻璃态渣性质稳定、对环境无污染风险，可作为生产建筑材料的辅料。
并且，本发明所述的废有机溶剂资源化利用方法可利用废水、激冷处理后的水制备水煤浆，激冷处理产生的冷却水和冲渣水经过滤后可循环利用，实现了处理过程中废水的循环利用，避免排放带来的二次污染，且降低了处理成本。
申请人申明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细应用方法，但本发明并不局限于上述详细应用方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品原料的等效替换及辅助成分的添加、具体操作条件和方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (28)

1.一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将废有机溶剂、水和助剂混合后，调节pH值制备预处理液；
(2)将步骤(1)所述预处理液与碳源物质混合，得到水煤浆；
(3)将步骤(2)得到的水煤浆在含氧气氛中，于1100℃～1700℃和0.5MPa～4MPa进行气化反应，得到气态产物和液态熔渣；
(4)将步骤(3)得到的气态产物和液态熔渣进行激冷分离，得到混合气体和玻璃态渣；
步骤(3)所述气化反应的反应时间为2s～20s；
步骤(4)得到的混合气体经脱硫和脱氯处理，得到富含CO和H2的混合气体，其中CO和H2的体积含量≥80％；富含CO和H2的混合气体经变换、合成和碳化步骤制备得到液氨和碳酸氢铵；
步骤(1)所述助剂为萘磺酸盐、聚烯烃磺酸盐、羧酸盐或磷酸盐中任意一种或至少两种的组合；
步骤(1)所述废有机溶剂、水和助剂的质量比为100:(50～250):(0.5～5)；
步骤(2)所述碳源物质为含有C、H、Si、Al和Ca元素的有机碳和/或含有C、H、Si、Al和Ca元素的无机碳；
步骤(2)所述预处理液与碳源物质的质量比为100:(100～350)；
步骤(4)得到的玻璃态渣作为生产建筑材料的辅料；
步骤(4)所述激冷分离过程中产生的冷却水和/或冲渣水经过滤后循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(1)所述废有机溶剂为制药、化工或制革行业中产生的废有机溶剂。
3.根据权利要求2所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(1)所述废有机溶剂为含有醇类、醚类、酯类、苯类、醛类或烷烃类中任意一种或至少两种的废有机溶剂。
4.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(1)所述助剂为萘磺酸钠、聚烯烃磺酸钾或磷酸钠中任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(1)所述水为步骤(4)激冷分离过程中产生的冷却水和/或冲渣水。
6.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(1)所述废有机溶剂、水和助剂的质量比为100:(100～200):(1～3)。
7.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(1)通过酸、碱、酸性盐或碱性盐中任意一种或至少两种的组合来调节pH值。
8.根据权利要求7所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，所述酸为有机酸和/或无机酸。
9.根据权利要求8所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，所述有机酸为柠檬酸和/或乳酸。
10.根据权利要求8所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，所述无机酸为盐酸、硝酸或硫酸中任意一种或至少两种的组合。
11.根据权利要求7所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，所述碱为有机碱和/或无机碱。
12.根据权利要求11所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，所述有机碱为胺类有机碱。
13.根据权利要求11所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，所述无机碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
14.根据权利要求7所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，所述碱性盐为碳酸氢铵和/或碳酸氢钠。
15.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(1)调节pH值至5～8。
16.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，所述碳源物质为煤、生物质、木炭或焦炭中任意一种或至少两种的组合。
17.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(2)所述预处理液与碳源物质的质量比为100:(150～250)。
18.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(2)所述预处理液与碳源物质混合经研磨处理得到水煤浆。
19.根据权利要求18所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(2)所述水煤浆的固体含量为25wt～70wt％，粘度为400mPa·s～2000mPa·s。
20.根据权利要求19所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(2)所述水煤浆的固体含量为35wt～65wt％，粘度为600mPa·s～1800mPa·s。
21.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(3)所述含氧气氛中氧气的体积含量≥99.5％。
22.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(3)所述气化反应温度为1300℃～1500℃，反应压力为1MPa～3MPa。
23.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(3)所述气化反应的反应时间为5s～15s。
24.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(3)所述气化反应在气化炉中进行。
25.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(3)所述气化反应中所述水煤浆通过喷嘴均匀喷入气化炉中进行反应。
26.根据权利要求1所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(4)所述激冷分离为在0.5s～5s内冷却至50℃～200℃。
27.根据权利要求26所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，步骤(4)所述激冷分离为在1s～4s内冷却至75℃～150℃。
28.根据权利要求1-27任一项所述的一种废有机溶剂资源化利用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将废有机溶剂、水和两亲性表面活性剂按质量比100:(100～200):(1～3)混合后，调节pH值至5～8制备预处理液；
(2)将步骤(1)所述预处理液与碳源物质按质量比100:(150～250)混合，得到固体含量为35wt～65wt％，粘度为600mPa·s～1800mPa·s的水煤浆；
(3)将步骤(2)得到的水煤浆在氧气体积含量≥99.5％的含氧气氛中，于1300℃～1500℃和1MPa～3MPa进行气化反应5s～15s，得到气态产物和液态熔渣；
(4)将步骤(3)得到的气态产物和液态熔渣在0.5s～5s内冷却至50℃～200℃进行激冷分离，得到混合气体和玻璃态渣，激冷分离过程中产生的冷却水和/或冲渣水经过滤后循环利用，产生的混合气体经脱硫和脱氯处理，得到富含CO和H2的混合气体，其中CO和H2的体积含量≥80％，再经变换、合成和碳化步骤制备得到液氨和碳酸氢铵，得到的玻璃态渣作为生产建筑材料的辅料。
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