聚乙烯醇制品的降解工艺及设备系统的制作方法

本发明涉及聚乙烯醇制品的降解技术领域，具体涉及一种聚乙烯醇制品的降解工艺、及设备系统。

背景技术：

目前许多特殊行业(如核工业、医疗行业、实验机构等)和普通生产机构通常使用传统工作服系列产品。在特殊行业内，传统工作服易沾染对人体或环境有害的物质，如核电站内工作服易带有放射性物质、医院工作服易带有病菌病毒、实验室工作服易带有有害试剂等，因此，传统工作服需要定期进行清洗消毒，养护成本及处理成本较高。传统工作服通常会重复使用，且难以清洗彻底，顽固有害物质会对工作人员造成深层危害。此外，废弃传统工作服为固体废物，减容量少，不可随意丢弃，需要用特定的方法处理，如压缩填埋法、焚烧处理法等。压缩填埋法是将工作服进行体积压缩处理，装于特定容器深埋在荒野地区，该方法对人类生活的危害较低，但其成本非常昂贵，且处理效果不佳，易对环境造成污染；焚烧处理法是将工作服进行焚烧处理，会产生大量有害气体，对环境造成巨大危害。

鉴于上述现象，采用由聚乙烯醇制备的一次性防护服系列产品是解决问题的较佳方案。与其他聚合物材料不同，聚乙烯醇具有与棉花类似的物理化学特征，其经特殊改性后，可在特定温度下进行水解，使得由聚乙烯醇制备的产品废弃物容易被净化，经处理的废物可最终分解为co2和h2o等无害物质，对环境非常友好。聚乙烯醇具有成纤性与成膜性，根据不同改性工艺可将其制为pva布料与pva薄膜，其中，pva布料手感柔软、蓬松、强度高、起毛性低、透气性好、吸水性强，同时还具有防静电性、气体阻隔性、耐有机溶剂性、水溶性等特殊性能，可用于制作各种防护系列产品，如连体服、头套、鞋套等；pva薄膜同样具有以上特殊性能，可用于产品包装、洗涤包装等领域，如制作可降解水溶胶袋，将被污染或废弃后的防护服进行洗涤包装或降解包装，减少工作人员与污染物的接触几率，既安全，又方便。通过使用由聚乙烯醇可降解材料制作的各种一次性水溶性日常防护产品，不仅能提升工作人员的穿着舒适度，满足各行各业正常工作使用需求，而且能够避免重复使用对工作人员带来的危害，同时配合降解处理技术可有效地减少有害废物产生量。因此，以聚乙烯醇防护产品广泛替代传统工作服在核工业、医疗行业、实验机构、普通工业等领域的应用趋势将愈加显著，为此针对聚乙烯醇制品的降解技术的研发具有非常重要的意义。而目前针对于聚乙烯醇防护产品的降解处理中普遍存在工艺复杂、处理不充分、价格高昂等问题，本发明基于此而研发。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种处理成本低、工艺简单，可将聚乙烯醇制品充分降解成水和二氧化碳，对环境无污染的聚乙烯醇制品的降解工艺、及设备系统。

本发明的技术方案如下：一种聚乙烯醇制品的降解工艺，包括如下步骤：s1：将聚乙烯醇制品用聚乙烯醇薄膜胶袋进行收纳、封装；s2：将封装好的聚乙烯醇制品进行高温水解、化学氧化、除菌，形成一种有机酸混合物溶液；s3：将混合物溶液进行冷却、过滤，并对不溶物质、放射性物质进行分离处理；s4：将步骤s3中的滤液以喷淋形式进行一次高温氧化，氧化生成co/co2蒸汽形态；s5：将步骤s4中的蒸汽进行二次高温氧化，使其充分氧化成co2；s6：将步骤s5中的蒸汽进行气液分离，通过骤冷方法使蒸汽冷凝；s7：将冷凝水进行废液排放标准检测，合格后方可进行排放。

应用于上述技术方案，所述的降解工艺中，步骤s1中，所述聚乙烯醇薄膜胶袋底部高温热封，并且封口处配备有聚乙烯醇封口带。

应用于上述技术方案，所述的降解工艺中，步骤s2中，所述高温水解温度为90-100℃。

应用于上述技术方案，所述的降解工艺中，步骤s3中，所述化学氧化过程采用的化学试剂包括氧化剂、及催化剂；所述催化剂含有七水硫酸亚铁、去离子水、浓硫酸等；所述氧化剂为过氧化氢。

应用于上述技术方案，所述的降解工艺中，步骤s3中，对降解过程中过滤出来的少量不溶物质、放射性物质进行压缩体积处理，并根据危害程度将其封存于混凝土块或金属容器中进行再利用或深埋处理。

应用于上述技术方案，所述的降解工艺中，步骤s4、s5中，所述高温氧化过程要求温度为600-700℃、富氧环境。

应用于上述技术方案，一种以上权利要求任一降解工艺处理聚乙烯醇制品所使用的设备系统，包括化学氧化子系统和高温氧化子系统；其中，所述化学氧化子系统包括热水通道、试剂通道、化学氧化装置、第一热交换装置、外过滤装置、第一暂存装置；所述热水通道、试剂通道、第一热交换装置、外过滤装置均与所述化学氧化装置相连通；所述高温氧化子系统包括依次管道相连接的一次高温氧化装置、二次高温氧化装置、气液分离装置、第二暂存装置，及与所述气液分离装置相连接的第二热交换装置。

应用于上述技术方案，所述的设备系统中，所述化学氧化装置内设置有搅拌桨、除菌装置、内过滤装置；所述化学氧化装置靠近内过滤装置处设置有不溶物质取废口；所述除菌装置采用紫外线发射源，在紫外光照条件下，fe³⁺替代fe²⁺也可极大地加速有机物的降解速率，并且过氧化氢的利用效率高。

应用于上述技术方案，所述的设备系统中，所述化学氧化子系统、高温氧化子系统的运行时间均不少于5h。

应用于上述技术方案，所述的设备系统还包括输送装置、热水罐、机柜、冷却水塔、空气加热器、仪器仪表；所述输送装置连接第一暂存装置与一次高温氧化装置；所述热水罐与所述热水通道相连接；所述机柜为仪控系统，控制设备运行；所述冷却水塔属辅助系统，用于冷却溶液；所述空气加热器用于将空气加热输送入高温氧化装置；所述仪器仪表用于温度、压力、液位、流量的监测。

采用上述技术方案，本发明将聚乙烯醇制品进行高温水解、化学氧化、及除菌处理，使得其变为一种有机酸混合溶液，同时将此过程中所过滤收集的少量不溶物质、放射性物质进行压缩体积处理，并根据其危害程度将其封存于混凝土块或金属容器中进行再利用或深埋处理，该技术极大程度地减少了废弃物的处理量与处理成本；对有机酸混合溶液进一步双级高温氧化处理，使其充分分解为二氧化碳和水，此高温氧化过程可大幅度减少溶液中的cod和bod，使其达到废液排放标准，可直接排放至土壤，不会带来环境危害。同时，经降解处理后，聚乙烯醇制品的不溶物重量小于5％，降解效率高于95％。

附图说明

图1是本发明降解工艺流程图；

图2是本发明化学氧化装置剖面图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，对本发明进一步说明。

本实施例提供了一种聚乙烯醇制品的降解工艺、以及该降解工艺使用的设备系统。

将使用完毕后的聚乙烯醇制品如连体服、t恤衫、头套、手套、袜子、鞋套等，用聚乙烯醇薄膜胶袋进行收纳、封装、待处理，可有效避免二次污染。其中，聚乙烯醇薄膜胶袋底部高温热封，配有聚乙烯醇封口带用于封口处理。

将封装好的聚乙烯醇制品投入降解设备系统中，进行降解处理。

见图1、图2，该聚乙烯醇制品的降解设备系统包括化学氧化子系统和高温氧化子系统；其中，所述化学氧化子系统包括热水通道1、试剂通道2、化学氧化装置3、第一热交换装置4、外过滤装置5、第一暂存装置6；所述热水通道1、试剂通道2、第一热交换装置4、外过滤装置5均与化学氧化装置3相连通；并且，化学氧化装置内设置有搅拌桨31、除菌装置32、内过滤装置33；其中，所述化学氧化装置3靠近内过滤装置33处设置有不溶物质取废口331；所述除菌装置32采用紫外线发射源。此外，第一热交换器4用于控制化学氧化装置内部溶液的温度。所述高温氧化子系统包括依次管道相连接的一次高温氧化装置7、二次高温氧化装置8、气液分离装置9、第二暂存装置10，及与所述气液分离装置相连接的第二热交换装置11。其中，高温氧化装置是在温度为600-700℃、富氧环境条件下操作。

该设备系统还包括输送装置12、热水罐、机柜、冷却水塔、空气加热器、仪器仪表；所述输送装置12连接第一暂存装置6与一次高温氧化装置7；所述热水罐与所述热水通道1相连接；所述机柜为仪控系统，控制整个设备系统的运行；所述冷却水塔属于辅助系统，用于冷却溶液；所述空气加热器用于将空气加热、并输送入高温氧化装置；所述仪器仪表用于温度、压力、液位、流量的监测。

开动机柜，将封装好的聚乙烯醇制品投入化学氧化装置3内，热水灌内的热水通过热水通道1注入化学氧化装置3，水温为90-100℃，将固体聚乙烯醇制品溶解为聚乙烯醇与水的混合溶液(称为溶液a)；其次，化学试剂由试剂通道2进入化学氧化装置3，与溶液a中的聚乙烯醇反应，使聚乙烯醇的分子结构发生改变，将溶液a变为一种有机酸的混合物(称为溶液b)。其中，化学试剂主要包括催化剂与氧化剂，催化剂含有七水硫酸亚铁、去离子水、浓硫酸等；氧化剂为过氧化氢。亚铁离子催化过氧化氢使之分解产生羟基自由基，羟基自由基具有很强的氧化性，可以去除有机化合物。此外，聚乙烯醇制品在化学氧化装置3内部搅拌溶解的过程中，同时开启了除菌装置32，利用紫外线发射源辐照，除去溶液中的细菌和病毒，且在紫外光照条件下，fe³⁺替代fe²⁺也可极大地加速溶液中有机物的降解速率，并且过氧化氢的利用效率高。化学氧化装置3已内部进行防腐蚀处理，保证其长期使用过程中不被腐蚀。

通过内过滤装置33，过滤溶液b中的微量不溶物质，并将其从取废口331取出。在聚乙烯醇制品溶解阶段，外过滤装置5的通道处于关闭状态，溶液b在化学氧化装置3和第一热交换装置4内循环流动，达到控制温度的目的，将溶液b的温度调控到60℃后，打开外过滤装置5的通道，将其送入外过滤装置5内，外过滤装置5内的滤芯可将放射性物质过滤，过滤掉放射性物质的滤液称为溶液c，并送入第一暂存装置6，滤芯可单独取出以做后续处理。

将溶液c以喷淋形式喷入一次高温氧化装置7，增大溶液c高温氧化接触面积，使溶液c变为蒸汽形态。高温富氧环境可除去溶液c中的碳，使其氧化生成少量一氧化碳和大量二氧化碳。进而，将溶液c的蒸汽形态送入二次高温氧化装置8进一步氧化，使一氧化碳充分反应生成二氧化碳。蒸汽进入气液分离装置9，通过第二热交换器装置11使蒸汽冷凝，二氧化碳从气液分离装置9上方管道排出，水蒸汽凝结成水溶液存在于装置下方，并送入第二暂存装置10，检测合格后方可排放。

化学氧化子系统运行时间不少于5h，其将聚乙烯醇固体废品变为一种有机酸混合溶液(如乙酸、甲酸等)，并将少量不溶物、放射性物质分离出来，以便后续高温氧化降解处理；高温氧化子系统运行时间不少于5h，采用双级高温氧化处理，将有机酸混合溶液彻底分解为二氧化碳和水，此过程可大幅度减少溶液中的cod和bod，使其达到废液排放标准。

经降解处理后，聚乙烯醇制品的不溶物重量小于5％，降解效率高于95％。对降解过程中提取的少量不容物质和带有放射性物质的滤芯进行压缩体积处理，可根据危害程度将其封存于混凝土块或金属容器中进行再利用或深埋处理，该技术极大程度地减少了废弃物的处理量与处理成本。经降解反应最终得到的水溶液经检测合格后可直接排放至土壤，不会带来环境危害。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。