[发明专利]一种连续式废气处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于工业废气处理领域，涉及一种连续式废气处理装置及方法。

背景技术

工业废气包含企业厂区内燃料燃烧和生产工艺过程中产生的各种排入空气的含有污染物气体等，废气源自化工厂，制药厂，印染厂等工业。这些废气有：二氧化碳、二硫化碳、硫化氢、氟化物、氮氧化物、氯、氯化氢、一氧化碳、硫酸(雾)、挥发苯及芳烃、铍化物、烟尘及生产性粉尘，排入大气，会污染空气。这些物质通过不同的途径呼吸道进入人的体内，有的直接产生危害，有的还有蓄积作用，会更加严重的危害人的健康。目前对于工业废气的处理主要采取焚烧法(专利201210023570.3)、活性炭吸附(专利201310270874.4)、湿式空气氧化法(专利200710068312.6)、光化学氧化及光催化氧化(专利201280006489.2，201280005310.1)、电化学氧化(专利201310071665.7)等方法，这些传统的处理方法效率较低，尤其对于高浓度工业废气很难达到国家一级排放标准，有些工艺处理后的残留物仍为污染物或危险物，需做进一步处理才能排放，因此对工业废气处理的新技术和新方法有待进一步研究开发。相关研究表明，超临界水氧化是目前处理工业废气的有效途径。

上世纪80年代初美国学者M.Modell提出的超临界水氧化技术(Supercritical Water Oxidation，简称SCWO)能够彻底破坏有机物的结构，用它处理那些难生化、有毒害、高浓度的有机废水及军工废料很有效。处于其临界点(374℃，22.1MPa)以上的高温、高压状态的水被称为超临界水(SCW)，在此条件下的水既具有与气体相当的扩散系数(比一般液体高10-100倍)和较低的黏度，又具有与液体相近的密度和对物质良好的溶解能力。SCW与非极性物质如烃类、戊烷、己烷、苯和甲苯等有机物可完全互溶，氧气、氮气、CO、CO₂等气体也都能以任意比例溶于超临界水中。正是由于SCW的溶剂化特性，使其成为有机物氧化的理想介质，以超临界水为载体，将有机废物与空气、氧气等氧化剂在超临界水中进行氧化反应而将其去除。超临界水氧化反应是在高温、高压下进行的均相反应，反应速率很快(可小于1min)，处理彻底，有机物被完全氧化成二氧化碳、水、氮气以及盐类等无毒的小分子化合物，不形成二次污染，且无机盐可从水中分离出来，处理效率可达99.99％以上，完全能够达到国家一级排放标准，实现直接排放或回收利用。另外，当有机物质量分数超过2％时，超临界水氧化过程可以形成自热而不需额外供给热量。这些特性使超临界水氧化技术与生化处理法、湿式空气氧化法及燃烧法等传统的废水处理技术相比表现出独特的优势，使其成为一种具有很大潜在优势的环保新技术。

基于超临界水氧化工艺的如上优点，美国等一些国家都投入了大量的人力、物力致力于SCWO技术的研究。目前美、日、德等已建成了中试装置，1994年世界上第一套用于工业废水处理的商业化SCWO装置也已投产使用。近年来，美国利用SCWO技术已试处理过化学武器中的物质、火箭燃料物质、爆炸物质、双氧化物污染的土壤、纸浆厂料浆、城市泥桨、易挥发酸、工业料桨、人体生理垃圾等等。我国近年来也对醇类、酚类、苯类、含氮及含硫等有机废水进行了超临界水氧化的研究并形成了一些相关专利，如一种超临界水氧化处理含碳有机物的方法(201210592563.5)，一种超临界水氧化处理乙烯废碱液的方法(201110285736.4)等。这些研究取得了满意的效果，但都处于小试规模，均为间歇式反应器，缺少连续式，处理的时间长，不能进行大规模的工业废气处理。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种连续式废气处理装置及方法，该装置及方法可以快速对高浓度工业废气进行处理。

为达到上述目的，本发明所述的连续式废气处理装置包括氧化剂存储器、水蒸气发生器、第一压缩机、加热器、第二压缩机、蛇形反应管及副产品回收器，第一压缩机上的氧化剂入口及水蒸气入口分别与氧化剂存储器的出口及水蒸气发生器的出口相连通，第一压缩机的出口与加热器的入口相连通，加热器的出口与第二压缩机的入口相连通，第二压缩机的出口与蛇形反应管的入口相连通，蛇形反应管的出口与副产品回收器的入口相连通；

所述第一压缩机的出口与加热器的入口通过第一阀门相连通。

所述加热器的出口与第二压缩机的入口通过第二阀门相连通。

所述第二压缩机的出口与蛇形反应管的入口通过第三阀门相连通。

本发明所述的连续式废气处理方法包括以下步骤：