专利名称：污染物无害化的方法和实现这种方法的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使例如废气、毒气、污水和受污染的土壤之类的污染物无害化的方法以及实现这种方法的一种装置。
最近，由于燃烧废物产生的二噁英引起了空气和土壤的污染，由于废酸、废碱或类似物质引起了河流、湖泊和沼泽的污染，由于工厂排放的污水中含有像有机氯化合物(例如，三氯乙烯、四氯乙烯)之类的溶剂，因而引起了地下水的污染，由于汞、镉、铅、锌、氰、砷、铬、铜、氟化物、有机氯化合物等类似物质引起了土壤的污染，这些都导致了环境问题的出现。
依照惯例，污水是通过中和来进行处理的，受污染的土壤是通过燃烧或填埋来处理的。
然而，填埋处理是错误的，因为它有可能造成新的二次污染。而且，将受污染的土壤进行长时间的熔化而后破碎(玻璃化)的方法需要较长的处理时间和较高的处理费用。
因此，本发明的目标是提供一种新型的污染物无害化的方法，这种方法简便、经济而且处理时间短。
本发明的第一个目的是，提供了一种使污染物无害化的方法，该方法通过处理含有污染物的待处理物料使其无害化，包括以下的步骤在耐压容器中密封加热待处理的物料获得加热了的物料，将加热后的物料从容器中送到喷嘴处，而后将物料从喷嘴中喷射出来，与放置在喷嘴对面的收集部件发生碰撞。
本发明的另一目的是提供了一种使污染物无害化的装置，该装置通过处理含有污染物的物料使其无害化，它包括对物料进行密封加热的耐压容器，喷射物料的喷嘴，物料被加热后从耐压容器中运送到此喷嘴处，以及放置在喷嘴对面的收集部件。
通常，待处理的物料可能是废气、污水、废气和污水的混合物、或受污染的土壤。
本发明方法可以用于处理以下气态军用毒剂并使其无害化例如光气、双光气、芥子气、路易斯毒气、亚当毒气以及包括塔崩和沙林等的神经毒气。
在加热加压的容器中存在着高温高压的水溶液、气体或土壤。在耐压容器中保持高温高压状态的方法称为水热法，和常温下的溶液法相比，水热法中分子类物质的活性极大，同时容器中物质的物理和化学性质变化大。容器中的物质在水蒸汽饱和或过饱和的状态下从喷嘴中喷射出来，与收集部件发生碰撞。因此，包含在受污染的土壤、污水或废气中的有害有机物如二噁英或有害小分子量化合物，就会被分解成为气体分子。然后收集所产生的气体，如果需要的话，还可以通过已知的活性炭方法或中和方法进行处理。另一方面，受污染的土壤被玻璃化，土壤中的重金属被限制在玻璃化的土壤中，从而达到无害化的目的。
参考附图对本发明进行描述，其中
图1是本发明实例的处理过程的示意流程图；图2举例说明了喷嘴7的剖视图以及本发明实例中的收集物。
下面将参照图1和图2具体解释本发明。
待处理的物料被放入耐压容器1中，在20-30kg/cm2的压力下预加热到例如100-150℃。然后通过泵2或类似的方法将物料运送到另一个耐压容器4中，如果没有另外的耐压容器，就在容器1中进行如下处理，物料在水蒸汽饱和或过饱和状态(临界态)下加热加压保持1或2秒，如果物料是气体或液体，则温度和压力分别为250-300℃和250-300kg/cm2，如果物料是固体，则温度和压力分别为250-450℃和250-350kg/cm2。从理论上来讲，为了能够在过饱和状态下进行处理，温度最好不低于274℃。随后，开启安装在容器前面的阀门5，物料从此处经管道6流入喷嘴7，而后从喷嘴7中喷出并膨胀开来。在收集容器8中放置有收集部件9，喷射出的物料与其发生碰撞。如果耐压容器中的温度和压力过低的话，喷射出的物料就不会充分膨胀，但是，如果温度和压力过高，又会导致对处理装置的要求过分苛刻；因此，上面提到的温度和压力的范围格外可取。
如果只通过加热加压来分解所有的有害物质，如二噁英或其类似物，需要的温度和压力很高，温度不应低于650℃，压力不应低于600个大气压。依照本发明，可以通过比上面低得多的温度和压力来达到目的。
碰撞后，所有的液体和气体都变成了气体，土壤被玻璃化。气体最好分别通过碱性水和活性炭，而后再排放到大气中。
加热方法没有特别的限制，可以使用电热器、液化石油气或别的方式。此外，收集部件优选有一个收集平面，更优选有一个收集平板。收集部件是由耐热抗压陶瓷或金属(尤其是铁)制成的。可以用一种已知的间歇型或连续型耐压容器来作为所述耐压容器。喷嘴是耐热抗压陶瓷的，其直径最好为1-20mm。收集面的温度最好足够高，优选为1000-1300℃，这样有害有机化合物才能得到分解。实例1准备好5克联苯，5克一氯苯，5克三氯苯，500克过氧化氢，1000克纯水以及1485克正己烷，试剂总量3千克。这些试剂被用来作为模型污染系统，因为它们在燃烧或加热时会产生二噁英。在25℃和1个大气压下将这些试剂混和形成受污染的混和溶液。混和物被注入到预加热容器1中，温度和压力分别为150℃和20kg/cm2。随后，混和物由泵2通过调节器3传送到压力容器4中，温度和压力分别为450℃和300kg/cm2。保持此温度和压力1秒钟，打开阀门5。
收集平板的厚度为100mm，高度为1000mm，宽度为1000mm。喷嘴7包括主体部分7a，内径渐缩部分7b以及出口7c。混和物通过被加热到450-480℃的管道6并流入喷嘴7，如箭头A所示，最后混和物从出口7c中喷出并膨胀开来。随之与被加热到1000℃的收集平板9发生碰撞，同时被蒸发掉。参考数字15代表了喷出的混和物。蒸发后的气体通过冷凝器10被冷却到大约45-55℃。由此产生了冷却后的气体和液体。冷却后的气体通过碱性水浴11和随后的活性炭室12，从气体释放口13释放到大气中。
另一方面，冷却后的液体用正己烷进行稀释，而后用ECD/GC法(一种气相色谱法)测量其中苯(芳香族)类和二噁英类化合物的浓度。得到的结果是苯类的浓度为0.002mg/l，二噁英类未检出。实例2将5克联苯，5克一氯苯，5克三氯苯，985克纯水以及1000克土壤混和形成2千克受污染的土壤。受污染的土壤被注入到预加热容器1中，温度和压力分别为150℃和20kg/cm2。随后，混和物由泵2通过调节器3传送到压力容器4中，温度和压力分别为450℃和300kg/cm2。保持此温度和压力2秒钟，打开阀门5。由此土壤通过被加热到450-480℃的管道6，从出口7c中喷出并膨胀开来。接着土壤与温度为1000℃的收集平板9发生碰撞。通过碰撞，土壤被玻璃化，而液体则蒸发掉。玻璃化的(破碎的)土壤落到容器8的底部，并从容器8下部的出口14被移走，而后冷却。另一方面，蒸发后的气体顺序通过冷凝器10，碱性水浴11和活性炭室12，最终从气体释放口13释放到大气中。
得到了80克破碎的土壤。所产生的液体用正己烷进行稀释，而后用ECD/GC法测量稀释液中苯类化合物的浓度。结果是苯类为未检出。实例3与实例1中相同的3千克受污染的混和物，用与实例1和2中相同的方法进行处理，不同的是该混合物处理的温度和压力分别为450℃和400kg/cm2，其目的是为了使耐压容器4中处于过饱和状态(临界态)。
产生的冷却后的液体用正己烷进行稀释，而后用ECD/GC法测量稀释液中苯类化合物的浓度。结果为0.0004mg/m3。
权利要求
1.一种使污染物无害化的方法，该方法通过处理含有污染物的待处理物料使其无害化，包括以下的步骤在耐压容器中密封加热待处理的物料，得到加热了的物料；将加热后的物料从容器中送到喷嘴处；而后将物料从喷嘴中喷射出来，与放置在喷嘴对面的收集部件发生碰撞。
2.权利要求1中使污染物无害化的方法，其中的物料选自废气、污水以及废气和污水的混和物。
3.权利要求1中使污染物无害化的方法，其中的物料为受污染的土壤。
4.一种使污染物无害化的装置，该装置通过处理含有污染物的物料使其无害化，它包括对物料进行密封加热的耐压容器，喷射物料的喷嘴，物料被加热后从耐压容器中运送到此喷嘴处，以及放置在喷嘴对面的收集部件。
全文摘要
本发明涉及一种使污染物无害化的方法,该方法通过处理含有污染物的物料使其无害化。它包括以下的步骤:在耐压容器中密封加热待处理的物料,将加热后的物料从容器中送到喷嘴处,而后将物料从喷嘴中喷射出来,与放置在喷嘴对面的收集部件发生碰撞。
文档编号C02F1/00GK1242241SQ9911000
公开日2000年1月26日 申请日期1999年6月29日 优先权日1999年6月29日
发明者三原良平 申请人:鹤田久雄, 玉置裕康, 三原良平