CN108671565A - 一种以水蒸气为发生气体的等离子体蒸发工艺 - Google Patents

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殷衡
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/0011—Heating features

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Abstract

一种以水蒸气为发生气体的等离子体蒸发工艺，所属领域为化学工程中的蒸发结晶领域。该工艺主要是为了解决现有蒸发工艺难以去除废水中挥发性有机污染物的不足之处，解决上述问题的要点是：以水蒸气为发生气体，用180～190A直流电流放电的方式生成温度3300～3500℃的等离子体；等离子体由蒸发室底部喷出，并直接与液体接触进行传热传质；液体吸热蒸发，产生的蒸汽与等离子体一起排出蒸发室；等离子体中所携带的大量羟基自由基及高能电子具有极强的氧化能力，能够将蒸汽中的挥发性有机污染物分解为二氧化碳和水，提高了蒸发工艺对废水中有机污染物的去除率。

Description

一种以水蒸气为发生气体的等离子体蒸发工艺
技术领域
本发明涉及化学工程中的蒸发结晶领域，具体为一种以水蒸气为发生气体的等离子体蒸发工艺。
背景技术
随着化学工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，产生了越来越多的超高浓度有机废水，严重威胁着人类的健康和安全。对于超高浓度有机废水，如有机化学合成工业废水和农药废水等，常规的氧化法和生化法已经难以适用。
蒸发结晶法已经越来越多地应用于超高浓度有机废水的处理当中，其效果明显。然而，对于含有挥发性有机物的废水，现有的蒸发工艺往往难以将废水直接处理达标，仍需要后续处理。
因此急需开发一种简单高效、适用范围更广的蒸发工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有蒸发工艺中存在的问题与不足，提供一种简单高效、适用范围更广的蒸发工艺。
本发明的技术方案如下：以水蒸气为发生气体，用180～190A直流电流放电的方式生成温度3300～3500℃的等离子体；上述等离子体由蒸发室底部喷出，并直接与液体接触进行传热传质；液体吸热蒸发，产生的蒸汽与等离子体一起排出蒸发室；等离子体中所携带的大量羟基自由基及高能电子具有极强的氧化能力，能够将蒸汽中的挥发性有机污染物分解为二氧化碳和水，提高了蒸发工艺对废水中有机污染物的去除率；蒸汽最终经过冷凝得到蒸发器出水。
其中：以水蒸气为等离子体的发生气体。
其中：水蒸气以工业蒸汽的形式提供。
其中：采用180～190A直流电流放电的方式生成等离子体。
其中：所生成的等离子体温度在3300～3500℃。
其中：等离子体中所携带的大量羟基自由基及高能电子具有极强的氧化能力，能够降解蒸汽中的挥发性有机污染物。
本发明方法中所生成的等离子体，本身具有极高的温度，能够为蒸发工艺提供热源；同时等离子体中携带了大量羟基自由基及高能电子，由于羟基自由基所具有的超强氧化能力及高能电子所携带的大量能量，导致其能够无选择性地降解蒸汽中的挥发性有机污染物。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将以“神华包头煤化工分公司含碱污水”为实施例对本发明作更全面、细致地描述，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：以工业蒸汽的方式提供水蒸气；用180A的直流电流激发上述水蒸气生成温度 3300～3400℃等离子体；上述等离子体由蒸发室底部喷出，并直接与液体接触进行传热传质；液体吸热蒸发，产生的蒸汽与等离子体一起排出蒸发室；等离子体中所携带的大量羟基自由基及高能电子与蒸汽进行充分接触，并直接降解其中的挥发性有机污染物；取蒸汽冷凝液对其进行COD检测，并与现有蒸发工艺进行纵向对比。(备注：现有蒸发工艺以MVR蒸发器为例。)
检测结果：原水COD＝14700mg/L 现有蒸发工艺出水COD＝4140mg/L 去除率＝71.84％
原水COD＝14700mg/L 本蒸发工艺出水COD＝33mg/L 去除率＝99.78％
由检测结果可知：本蒸发工艺对COD去除率较现有蒸发工艺提高了27.94％；且本蒸发工艺出水直接满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。
实施例2：以工业蒸汽的方式提供水蒸气；用190A的直流电流激发上述水蒸气生成温度 3400～3500℃等离子体；上述等离子体由蒸发室底部喷出，并直接与液体接触进行传热传质；液体吸热蒸发，产生的蒸汽与等离子体一起排出蒸发室；等离子体中所携带的大量羟基自由基及高能电子与蒸汽进行充分接触，并直接降解其中的挥发性有机污染物；取蒸汽冷凝液对其进行COD检测，并与现有蒸发工艺进行纵向对比。(备注：现有蒸发工艺以MVR蒸发器为例。)
检测结果：原水COD＝14700mg/L 现有蒸发工艺出水COD＝4140mg/L 去除率＝71.84％
原水COD＝14700mg/L 本蒸发工艺出水COD＝19mg/L 去除率＝99.87％
由检测结果可知：本蒸发工艺对COD去除率较现有蒸发工艺提高了28.03％；且本蒸发工艺出水直接满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。

Claims (6)

1.本发明提供了一种以水蒸气为发生气体的等离子体蒸发工艺，其特征在于：以水蒸气为发生气体，用180～190A直流电流放电的方式生成温度3300～3500℃的等离子体；上述等离子体由蒸发室底部喷出，并直接与液体接触进行传热传质；液体吸热蒸发，产生的蒸汽与等离子体一起排出蒸发室；等离子体中所携带的大量羟基自由基及高能电子具有极强的氧化能力，能够将蒸汽中的挥发性有机污染物分解为二氧化碳和水，提高了蒸发工艺对废水中有机污染物的去除率；蒸汽最终经过冷凝得到蒸发器出水。
2.根据权利要求1所述的一种以水蒸气为发生气体的等离子体蒸发工艺，其特征在于：以水蒸气为等离子体的发生气体。
3.根据权利要求1所述的一种以水蒸气为发生气体的等离子体蒸发工艺，其特征在于：水蒸气以工业蒸汽的形式提供。
4.根据权利要求1所述的一种以水蒸气为发生气体的等离子体蒸发工艺，其特征在于：采用180～190A直流电流放电的方式生成等离子体。
5.根据权利要求1所述的一种以水蒸气为发生气体的等离子体蒸发工艺，其特征在于：所生成的等离子体温度在3300～3500℃。
6.根据权利要求1所述的一种以水蒸气为发生气体的等离子体蒸发工艺，其特征在于：等离子体中所携带的大量羟基自由基及高能电子具有极强的氧化能力，能够降解蒸汽中的挥发性有机污染物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102951720A (zh) * 2011-08-17 2013-03-06 中国石油化工股份有限公司 一种废水的处理方法
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CN107098530A (zh) * 2017-05-02 2017-08-29 山东博润工业技术股份有限公司 一种氯碱废水正渗透处理系统及处理工艺

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