CN113582322A - 一种含氯油状有机危废物料的预处理方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废液处理技术领域，尤其涉及一种含氯油状有机危废物料的预处理方法及应用。所述含氯油状有机危废物料不含水，氯离子含量为2.0×105～2.2×105mg/kg，所述预处理方法包括以下步骤：将含氯油状有机危废物料与HLB值为7～12的第一乳化剂于常温下搅拌3～10分钟，得到初步乳化液；向初步乳化液中加入HLB值为14～18的第二乳化剂，常温下搅拌3～10分钟后用水调节混合物料热值至4.2～4.5MJ/kg。本发明的含氯油状有机危废物料的预处理方法通过对乳化剂选型与方法设计，保证含氯油状有机危废物料分散成极小液滴，在解决高热值、高氯离子含量的含氯油状有机危险废料难溶于水的问题的同时，还能使含氯油状有机危废物料满足超临界水氧化技术的系统进料要求。

Description

一种含氯油状有机危废物料的预处理方法及应用
技术领域
本发明涉及废液处理技术领域，尤其涉及一种含氯油状有机危废物料的预处理方法及应用。
背景技术
超临界水氧化技术是一种以超临界水为介质深度氧化处理有机废物的技术。该技术通过在超临界水介质中通入氧气作为氧化剂，将污泥和液态危废中的有机废物氧化为二氧化碳、水、氮气和其他小分子，处理效果干净彻底，处理效率高。
超临界水氧化技术对待处理物料有严格要求，需要待处理物料为热值在4.2～4.5MJ/kg之间、水溶性良好、易于流动、不分层的均一液态，且颗粒物粒径小于380μm。然而目前大部分产废企业的危废物料组分复杂，热值较高，水溶性和流动性较差，部分物料还会有分层现象，难以满足超临界水氧化技术的系统进料要求。为了满足进料条件，常用的方法为将危废物料进行物理机械搅拌或者使用强极性有机溶剂将危险废料溶解。但针对那些不仅热值高，有机物、腐蚀离子含量也较高的危废物料(如含氯油状有机危废物料)就无法通过简单物理机械搅拌或者溶剂溶解的办法达到均相目的，此种危废物料的性质与一般有机物性质差异较大，其高有机物、高氯含量都严重影响乳化效果。针对这种高热值、高有机物、高氯离子含量的危废物料，强行进料不仅会造成系统长期大幅度波动，情况严重时甚至造成系统灭火，损害设备。
为了解决当前存在的问题，研发一种新的危废物料的预处理方法对于危废物料的处理具有十分重要的意义。
发明内容
基于现有技术中存在的以上问题，本发明提供一种含氯油状有机危废物料的预处理方法及应用，该预处理方法通过对乳化剂选型与方法设计，在解决高热值、高有机物、高氯离子含量的含氯油状危险废料难溶于水的问题的同时，还能使含氯油状危废物料满足超临界水氧化技术的系统进料要求，克服了现有技术的缺陷。
为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种含氯油状有机危废物料的预处理方法，所述含氯油状有机危废物料不含水，氯离子含量为2.0×105～2.2×105mg/kg，所述预处理方法包括以下步骤：
步骤一：将所述含氯油状有机危废物料与HLB值为7～12的第一乳化剂于常温下搅拌3～10分钟，得到初步乳化液；
步骤二：向上述初步乳化液中加入HLB值为14～18的第二乳化剂，常温下搅拌3～10分钟后加水调节混合物料热值至4.2～4.5MJ/kg。
本发明中的含氯油状有机危废物料的预处理方法打破了传统乳化程序，采用了新的乳化方法：首先将含氯油状有机危废物料与第一乳化剂充分搅拌，使第一乳化剂分子亲油端插入含氯油状有机危废物料的油状大液滴中，亲水端露在外面，通过第一乳化剂乳化后的含氯油状有机危废物料被分散成无数个带有亲水端的液滴；然后加入第二乳化剂进行充分搅拌，根据相似相容原理，第二乳化剂分子的亲油基团亲近初步乳化液中的含氯油状有机物废料，亲水基团亲近初步乳化液中裸露出的亲水基团，经第二乳化剂乳化后的含氯油状有机危废物料液滴被进一步分散成更加细小的单元，多余的乳化剂分子聚集一起分散在小液滴中，为后续步骤提供乳化剂分子；最后再缓慢加入水，使经过乳化分散的无数含氯油状有机危废物料小液滴被稀释，被稀释的小液滴亲水端与水结合，互溶一体，小液滴内部包裹着油性基团，随着水量增加，多余的乳化剂分子的亲水基团与水结合，亲油基团在体系中既能起到架桥保护作用，又能补充亲油基团，避免亲油基团相对量减少，氯离子裸露而导致油水分离，通过分步连续操作，保证含氯油状有机危废物料分散成极小液滴且能稳定存在系统中。
本发明中的含氯油状有机危废物料的预处理方法的两种乳化剂的添加顺序不能改变，两步乳化衔接紧密，在使用两种乳化剂中间不能加入水，水的加入不仅会破坏乳化剂分子与油状液滴的平衡，还会争夺乳化剂分子，使油状液滴失去被乳化剂分子的保护作用，一旦氯离子裸露出，即使加入很少的水量也会破坏平衡，使油水分离。本发明的含氯油状有机危废物料的预处理方法通过对乳化剂选型与方法设计，改变了传统乳化方法，经过本发明的预处理方法处理后的含氯油状有机危废物料能够满足超临界水氧化技术的系统进料要求，并且最后得到的乳化体系稳定，解决了采用常规方法无法使含氯油状有机危废物料达到均相的问题。
优选地，上述含氯油状有机危废物料热值为29～31MJ/kg。
该含氯油状有机危废物料热值远远大于超临界水氧化技术的系统进料要求，并且由于其热值、有机物和氯离子含量均较高，故无法通过简单物理机械搅拌或者溶剂溶解的办法使其达到均相目的。本发明的预处理方法对于热值高的含氯油状有机危废物料具有优异的处理效果，能够使其在处理后满足超临界水氧化技术的系统进料要求。
优选地，上述含氯油状有机危废物料中包含二氯甲烷、乙酸乙酯、乙腈和甲苯。
优选地，上述含氯油状有机危废物料与第一乳化剂的质量比为10000：10～8。
优选地，上述第一乳化剂为蓖麻油聚氧乙烯醚类乳化剂。
优选地，上述第二乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚类乳化剂。
进一步优选地，上述第一乳化剂与第二乳化剂的质量比为1～2:1。
第一乳化剂用量越高效果越好。
进一步优选地，上述第一乳化剂为EL-20。
进一步优选地，上述第二乳化剂为A-20。
乳化剂EL-20与乳化剂A-20的分子结构中含有醚基团、烯键和醇基，待处理的含氯油状有机危废物料中也含有醚基团、烯键和醇基。这两种乳化剂能通过醚基团、烯键和醇基与待处理的含氯油状有机危废物料相互作用，形成共价键或者是离子键，改变含氯油状有机危废物料的电负性，使之溶于水。由于这两种乳化剂既能够根据相似相容原理与含氯油状有机危废物料互溶，又能够与水很好的互溶，所以优选这两种乳化剂。
进一步优选地，步骤一或步骤二中的搅拌速度为10～53rpm
另一方面，本发明实施例还提供上述预处理方法在超临界水氧化处理系统中的应用。用上述前处理方法对物料进行处理后，含氯油状有机危废物料可获得良好的流动性和水溶性，从而满足超临界水氧化处理系统的进料要求，使其被进一步处理，氧化为二氧化碳、水、氮气和其他小分子。
本发明的含氯油状有机危废物料的预处理方法在超临界水氧化处理系统中的应用扩大了超临界处置物料的范围，解决了采用常规方法无法使高热值、高有机物、高氯离子含量的含氯油状危险废料达到均相的问题，还解决了高热值、高有机物、高氯离子含量的含氯油状有机危废物料难以进超临界体系的问题。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
各实施例中待处理的含氯油状有机危废物料为北京康龙化成公司产生的医药中间体，其主要成分为二氯甲烷、醚类、乙腈、乙酸乙酯、甲苯等混合有机物，不含水，混合废液热值为29～31MJ/kg，氯离子含量高达2.0×105～2.2×105mg/kg，无法通过物理机械搅拌、溶剂溶解等办法达到均相目，乳化难度较高。
实施例1
本实施例提供了一种含氯油状有机危废物料的预处理方法：
步骤一：称取氯离子含量为2.0×105mg/kg，热值为29MJ/kg的待处理的含氯油状有机危废物料10克，向待处理的含氯油状有机危废物料中加入0.008克HLB值为9.8的EL-20乳化剂，于常温下充分搅拌8分钟，搅拌速度为10rpm，搅拌完成后得到初步乳化液。
步骤二，向初步乳化液中加入0.008克HLB值为16的A-20乳化剂，常温下搅拌4分钟，搅拌速度为40rpm，搅拌完成后缓慢加入水，快速搅拌，最后调节混合物料热值至4.5MJ/kg，乳化程序结束。最后该含氯油状有机危废物料被分步乳化成极小液滴且能稳定存在系统中，形成流动性好、可溶于水的均一液态，达到了超临界水氧化处理系统的进料要求。
实施例2
本实施例提供了一种含氯油状有机危废物料的预处理方法：
步骤一：称取氯离子含量为2.2×105mg/kg，热值为31MJ/kg的待处理的含氯油状有机危废物料10克，向待处理的含氯油状有机危废物料中加入0.01克HLB值为9.8的EL-20乳化剂，于常温下充分搅拌10分钟，搅拌速度为20rpm，搅拌完成后得到初步乳化液。
步骤二，向初步乳化液中加入0.005克HLB值为16的A-20乳化剂，常温下搅拌3分钟，搅拌速度为53rpm，搅拌完成后缓慢加入水，快速搅拌，最后调节混合物料热值至4.4MJ/kg乳化程序结束。最后该含氯油状有机危废物料被分步乳化成极小液滴且能稳定存在系统中，形成流动性好、可溶于水的均一液态，达到了超临界水氧化处理系统的进料要求。
实施例3
本实施例提供了一种含氯油状有机危废物料的预处理方法：
步骤一：称取氯离子含量为2.1×105mg/kg，热值为30MJ/kg的待处理的含氯油状有机危废物料10克，向待处理的含氯油状有机危废物料中加入0.009克HLB值为9.8的EL-20乳化剂，于常温下充分搅拌5分钟，搅拌速度为45rpm，搅拌完成后得到初步乳化液。
步骤二，向初步乳化液中加入0.008克HLB值为16的A-20乳化剂，常温下搅拌5分钟，搅拌速度为45rpm，搅拌完成后缓慢加入水，快速搅拌，最后调节混合物料热值至4.2MJ/kg乳化程序结束。最后该含氯油状有机危废物料被分步乳化成极小液滴且能稳定存在系统中，形成流动性好、可溶于水的均一液态，达到了超临界水氧化处理系统的进料要求。
实施例4
本实施例提供了一种含氯油状有机危废物料的预处理方法：
步骤一：称取氯离子含量为2.0×105mg/kg，热值为29MJ/kg的待处理的含氯油状有机危废物料10克，向待处理的含氯油状有机危废物料中加入0.0095克HLB值为9.8的EL-20乳化剂，于常温下充分搅拌4分钟，搅拌速度为30rpm，搅拌完成后得到初步乳化液。
步骤二，向初步乳化液中加入0.0064克HLB值为16的A-20乳化剂，常温下搅拌10分钟，搅拌速度为20rpm，搅拌完成后缓慢加入水，快速搅拌，最后调节混合物料热值至4.4MJ/kg乳化程序结束。最后该含氯油状有机危废物料被分步乳化成极小液滴且能稳定存在系统中，形成流动性好、可溶于水的均一液态，达到了超临界水氧化处理系统的进料要求。
实施例5
本实施例提供了一种含氯油状有机危废物料的预处理方法：
步骤一：称取氯离子含量为2.1×105mg/kg，热值为29MJ/kg的待处理的含氯油状有机危废物料10克，向待处理的含氯油状有机危废物料中加入0.0085克HLB值为9.8的EL-20乳化剂，于常温下充分搅拌3分钟，搅拌速度为53rpm，搅拌完成后得到初步乳化液。
步骤二，向初步乳化液中加入0.005克HLB值为16的A-20乳化剂，常温下搅拌9分钟，搅拌速度为10rpm，搅拌完成后缓慢加入水，快速搅拌，最后调节混合物料热值至4.3MJ/kg乳化程序结束。最后该含氯油状有机危废物料被分步乳化成极小液滴且能稳定存在系统中，形成流动性好、可溶于水的均一液态，达到了超临界水氧化处理系统的进料要求。
对比例1
本对比例提供了研究过程中试验过的一种仅使用EL-20乳化剂乳化含氯油状有机危废物料的预处理方法：步骤一：称取氯离子含量为2.1×105mg/kg，热值为30MJ/kg的待处理的含氯油状有机危废物料10克，向待处理的含氯油状有机危废物料中加入0.009克HLB值为9.8的EL-20乳化剂，于常温下充分搅拌5分钟，搅拌速度为45rpm，搅拌完成后得到初步乳化液。
步骤二，向初步乳化液中加入0.008克HLB值为9.8的EL-20乳化剂，常温下搅拌5分钟，搅拌速度为45rpm，搅拌完成后缓慢加入水，快速搅拌，最后调节混合物料热值至4.2MJ/kg乳化程序结束。此时物料迅速分层，说明该对比例的方法乳化效果差，处理后的物料达不到超临界水氧化处理系统的进料要求。
对比例2
本对比例提供了研究过程中试验过的一种先加入A-20乳化剂再加入EL-20乳化剂的含氯油状有机危废物料的预处理方法：
步骤一：称取氯离子含量为2.1×105mg/kg，热值为30MJ/kg的待处理的含氯油状有机危废物料10克，向待处理的含氯油状有机危废物料中加入0.009克HLB值为16的A-20乳化剂，于常温下充分搅拌5分钟，搅拌速度为45rpm，搅拌完成后得到初步乳化液。
步骤二，向初步乳化液中加入0.008克HLB值为9.8的EL-20乳化剂，常温下搅拌5分钟，搅拌速度为45rpm，搅拌完成后缓慢加入水，快速搅拌，最后调节混合物料热值至4.2MJ/kg乳化程序结束。此时物料迅速分层，说明该对比例的方法乳化效果差，处理后的物料达不到超临界水氧化处理系统的进料要求。
对比例3
本对比例提供了研究过程中试验过的一种含氯油状有机危废物料的预处理方法：
步骤一：称取氯离子含量为2.1×105mg/kg，热值为30MJ/kg的待处理的含氯油状有机危废物料10克，向待处理的含氯油状有机危废物料中加入0.009克HLB值为9.8的EL-20乳化剂，于常温下充分搅拌5分钟，搅拌速度为45rpm，搅拌完成后得到初步乳化液。
步骤二，向初步乳化液中加入10kg常温水，混合均匀。
步骤三，向上述混合液中加入0.008克HLB值为16的A-20乳化剂，常温下搅拌5分钟，搅拌速度为45rpm，搅拌完成后缓慢加入水，快速搅拌，最后调节混合物料热值至4.2MJ/kg乳化程序结束。此时物料迅速分层，说明该对比例的方法乳化效果差，处理后的物料达不到超临界水氧化处理系统的进料要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含氯油状有机危废物料的预处理方法，其特征在于，所述含氯油状有机危废物料不含水，氯离子含量为2.0×105～2.2×105mg/kg，所述预处理方法包括以下步骤：
步骤一：将所述含氯油状有机危废物料与HLB值为7～12的第一乳化剂于常温下搅拌3～10分钟，得到初步乳化液；
步骤二：向所述初步乳化液中加入HLB值为14～18的第二乳化剂，常温下搅拌3～10分钟后用水调节混合物料热值至4.2～4.5MJ/kg。
2.如权利要求1所述的含氯油状有机危废物料的预处理方法，其特征在于：所述含氯油状有机危废物料的热值为29～31MJ/kg。
3.如权利要求2所述的含氯油状有机危废物料的预处理方法，其特征在于：所述含氯油状有机危废物料中包含二氯甲烷、乙酸乙酯、乙腈和甲苯。
4.如权利要求3所述的含氯油状有机危废物料的预处理方法，其特征在于：所述含氯油状有机危废物料与所述第一乳化剂的质量比为10000：10～8。
5.如权利要求1所述的含氯油状有机危废物料的预处理方法，其特征在于：所述第一乳化剂为蓖麻油聚氧乙烯醚类乳化剂；和/或
所述第二乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚类乳化剂。
6.如权利要求5所述的含氯油状有机危废物料的预处理方法，其特征在于：所述第一乳化剂与所述第二乳化剂的质量比为1～2:1。
7.如权利要求5所述的含氯油状有机危废物料的预处理方法，其特征在于：所述第一乳化剂为EL-20。
8.如权利要求5所述的含氯油状有机危废物料的预处理方法，其特征在于：所述第二乳化剂为A-20。
9.如权利要求1所述的含氯油状有机危废物料的预处理方法，其特征在于：步骤一或步骤二中所述搅拌速度为10～53rpm。
10.权利要求1～9任一项所述的含氯油状有机危废物料的预处理方法在超临界水氧化处理系统中的应用。
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