CN107922192A - 用于染料及染料中间体行业的新式环保“零固体排放”处理 - Google Patents

Abstract

本发明可将化学废弃材料转化成无危险的、可利用的化学材料。具体地，本发明可将“碳质粉”转化成碳催化剂和无机盐。包含有毒化学成分的碳质粉，是多种化工行业都会产生的一种废弃物质。本发明可从包含有毒有机化合物的“碳质粉”中回收酸催化剂“AC[‑SO₃H、‑OH]”和盐。另外，本发明旨在整个过程中对水进行再利用。

Description

用于染料及染料中间体行业的新式环保“零固体排放”处理

相关申请的交叉引用

本发明要求于2015年5月29日提交的第2082/MUM/2015号印度专利申请的优先权。

技术领域

本发明涉及染料及染料中间体行业，在该行业中，有毒的有机废水大量产生。本发明涉及处理此类有毒的有机废水并使其对环境无害的新方法。此外，还将此类废水转化为有价值的副产品。

背景技术

染料及染料中间体行业是长期大量产生废水的最大领域之一。染料及染料中间体废水含有毒的有机化合物、无机盐、酸和水。如果此类废弃物质未经谨慎处置，对人类健康与环境极其有害。任何不慎处理都可能给人类健康、动物、海洋生物、植物、天然水资源及总体环境造成广泛的影响。

在最近所知的现有技术中，上述废水经焚烧或喷雾干燥，并最终埋在政府批准的固体垃圾填埋场。

更详细地说，在之前的技术中，处理上述废水时，首先去除无机盐。然后，用熟石灰对废水进行中和，以石膏的形式去除酸。石膏被过滤掉，而废水被浓缩。富含有机化合物和某些无机盐的浓缩废水，要么被焚烧、要么被喷雾干燥。焚烧或喷雾干燥后的粉末或固体废弃物，经小心而安全地装进袋中，并埋在政府批准的固体垃圾填埋场。

现有技术的缺点

在现有技术中，对染料及染料中间体行业所产生的危险废水的处理过程需大量人员参与。此类处理，必须在严格控制的情况下进行。在现有技术处理的过程中，要求高度注意与精力集中。在此类处理过程中，可能会发生严重事故和人为错误。任何错误都可能给人员健康带来极大危险。

参与此类处理过程的人员，必须严格遵守安全手册，在工作场所小心遵守安全指令。而且，即便人员已严格遵守安全规章，仍然有可能给他们的健康带来长期风险。

另外，各政府部门已就对染料及染剂行业所产生的废水的处置应用了安全规章与准则。相应地，此类废水必须经过严格的加工、处理、处置并埋到政府批准的垃圾填埋场。废水通过特定处理进行加工，最终转化成粉末/固体废弃物，被填埋到经由政府批准的固体垃圾填埋场。

但是，固体废弃物含有毒有机化合物。如果发生如地震、洪水等自然灾害，原本安全的固体垃圾填埋场就可能被毁损，从而受到水侵蚀。固体废弃物溶于水，再次产生有毒废水。废水会污染地下水层，进而大规模产生被严重污染的水。

而且，整个废水安全处置过程费用高昂，大量消耗能源，对环境造成二次影响。

发明内容

-本发明保护环境，令环境免受危险有毒化学废弃物(特别是染料及染料中间体行业产生的碳质粉)的危害。

-本发明可从“碳质粉”中提取有价值的化学品，即酸催化剂“AC[-SO₃H、-OH]”和盐。

-本发明在整个过程中对水进行再回收和再利用。

发明目的

本发明的主要目的是保护环境，使其免受染料及染料中间体行业所产生的废水的有害影响。

本发明的另一个目的是为了提供对染料及染料中间体行业所产生的有机废水进行安全且环境友好的新处理方法。

本发明的另一个目的是破坏废水中存在的有机化合物的毒性。

本发明的另一个目的是在发生自然灾害(如地震和洪水)时克服潜在的环境危害风险，因为原安埋于垃圾填埋场的固体废弃物可能溶于水，而再次产生有毒废水。

本发明的另一个目的是消除染料及染料中间体行业中有毒固体废弃物的产生。

本发明可免于将固体有毒废弃物填埋到垃圾填埋场，因而此类土地可作农用地、住宅用地及其他一般用途。

本发明的另一个目的是简化染料及染料中间体行业中官方实施的废弃物管理操作。该行业废弃物管理复杂，从工厂开始到垃圾填埋场有多个操作任务。此外，本发明将节省废水处置过程的相关费用。所述费用包括各类费用，即：运输费、人工费、处理费、包装费、处置费等。

本发明的另一个目的是将废弃物转化成可用的副产品，并有益于得到有价值的产品。在本发明的方法末尾，产出特定副产品，即(i)酸催化剂碳；(ii)硫酸钠-“Na₂SO₄”；(iii)氯化钠-“NaCl”。

发明概述

本发明可将化学废弃材料转化成无危险的、可利用的化学材料。更确切地说，本发明可将“碳质粉”转化成碳催化剂和无机盐。

包含有毒化学成分的碳质粉，是多种化工行业都会产生的一种废弃物质。

本发明可从包含有毒的有机化合物的“碳质粉”中回收酸催化剂“AC[-SO₃H，-OH]”和盐。此外，本发明旨在整个过程中对水进行再利用。

发明详述

本发明将碳质粉转化成无毒的、有用的化学品。碳质粉是多种化工行业(包括染料及染料中间体行业、医药行业、颜料行业、糖行业、酿酒行业和纺织行业)产生的一种有毒废物物质。

根据具体的行业，碳质粉可含有OH、NH₂、SO₃H、SO₃Na、CH(CH₂-CH₃)n、Cl、Br、I、F、偶氮复合物、重氮复合物及金属复合物。

本发明的方法主要执行三大任务：

-碳质粉的碳化

-从碳质粉中回收酸催化剂“AC[-SO₃H，-OH]”

-从水中分离出盐

其中，转化工艺包含下述各步骤：

a)碳化：

将碳质粉在非反应性气体氮气“N₂”的存在下在350℃-650℃的加热室中进行碳化。在本步骤中，碳质粉的混合物通过上述加热工序转化成碳和盐。

b)浸入水中：

将碳与盐的混合物浸入温度为80℃-90℃的水中。

c)分离盐与碳

盐和碳在浸入水中时，具有不同的性质。盐具有在一定温度下溶于水的性质，而碳不溶于水。

在本步骤末，废水混合物通过压滤机被分离成两部分。盐“Na₂SO₄、NaCl”因溶于水而以液体的形式分离。而碳催化剂酸催化剂“AC[-SO₃H、-OH]”则以固体粉末的形式分离出来。

d)蒸馏出水

最终，含盐的水通过蒸馏进行处理。用“多效蒸发器”或“强制循环蒸发器”这两种可替代的选择方式蒸馏出水。在本步骤中，50％-70％的水从液体中蒸发出来。这些被蒸馏出来的水将在上述步骤b中被再利用。剩下的物质为盐溶液，所述盐溶液主要含有盐“Na₂SO₄、NaCl”，并且根据用于蒸馏出水的具体蒸馏方式而混合有30％-50％的水。

e)带式过滤机工序

带式过滤机工序主要是为了固液分离处理，尤其是在本发明中对盐溶液脱水。过滤工序主要是经由辊***通过一对过滤带而实现。该***以盐溶液作为进料，并将其分离成水和固体盐。

附图说明

图1：显示本发明的用于染料及染料中间体行业的新式的、环保“零固体排放”处理方法。

具体实施方式

图1显示本发明的用于染料及染料中间体行业的新式的、环保“零固体排放”处理的流程图。碳质粉(1)在非反应性气体氮气“N₂”的存在下在350℃-650℃的加热室(2)中被碳化。在该室中，碳质粉被转化成碳和盐。将碳与盐的混合物送至“浸水容器”(3)中并浸入温度为80℃-90℃的水中。将混合物进一步送至“压滤机”(4)中，在压滤机中，盐“Na₂SO₄、NaCl”因溶于水中而以液体的形式分离。碳催化剂酸催化剂“AC[-SO₃H、-OH]”(6)则以固体粉末的形式分离。“Na₂SO₄、NaCl”的液体(5)被进一步送至“储料器”(7)，并用“多效蒸发器”(8)或“强制循环蒸发器”(9)进行蒸馏。在本步骤中，50％-70％的水会从液体中蒸发出来(10)。这些被蒸馏出来的水将在上述“浸水容器”(3)中被再利用。剩余的物质是“盐溶液”(11)，其主要含有盐“Na₂SO₄、NaCl”并根据用于蒸馏出水的具体蒸馏方式混合有30％-50％的水。最终，盐溶液(11)通过“带式过滤机”(12)工序。“带式过滤机”(12)工序主要是为了固/液分离处理，尤其是在本发明中对盐溶液进行脱水。过滤工序主要经由辊***通过一对过滤带而实现。在工序结束时，“Na₂SO₄”(13)和水(14)被分离开。

Claims (5)

1.碳质粉的碳化法，其中所述碳质粉为多种化工行业产生的一种有毒废弃物质，所述多种化工行业包括染料及染料中间体行业、医药行业、颜料行业、糖行业、酿酒行业和纺织行业，其中根据具体的工业，所述碳质粉可含有OH、NH₂、SO₃H、SO₃Na、CH(CH₂-CH₃)n、Cl、Br、I、F、偶氮复合物、重氮复合物及金属复合物。

2.根据权利要求1所述的碳质粉的碳化法，其中通过在非反应性气体氮气“N₂”的存在下在350℃-650℃的室中进行加热，将所述碳质粉转化成碳和盐。

3.从权利要求2所处理的混合物中分离出盐和碳的方法，其中将所述混合物浸在温度为80℃-90℃的水中，盐由于具有可溶于水的性质而在水中溶解，同时碳不溶于水；其中盐“Na₂SO₄、NaCl”以液体形式分离出来，碳催化剂“AC[-SO₃H、-OH]”以固体粉末形式分离出来。

4.从权利要求3所产生的“盐和水”的混合物中蒸馏出水的方法，其中用“多效蒸发器”或“强制循环蒸发器”这两种可替代的选择方式对水进行蒸馏，50％-70％的水从液体中蒸发出来，其余物质为盐溶液，所述盐溶液主要含有盐“Na₂SO₄、NaCl”并且根据用于蒸馏出水的具体蒸馏方式而混合有30％-50％的水。

5.根据权利要求3和4得到的无机盐“Na₂SO₄、NaCl”。