一种有机废物超临界水氧化处理系统及其调控方法技术方案

本发明专利技术公开了一种有机废物超临界水氧化处理系统及其调控方法，在反应器内部采用高压掺混水对反应后流体取热，并通过掺混水与物料混合以实现后者预热升温，避免了传统工艺中待处理物料与反应出水换热有关设备的投资高、腐蚀/堵塞风险大的问题，并大大提高了处理装置对待处理物料种类、盐种类与含量、COD浓度高低的适应性。此外，通过调节掺混水流量达到调温调压、防止壁面超温的目的，本发明专利技术可广泛适用于固体、半固体、液体等多种有机废物的高效无害化处理。害化处理。害化处理。

【技术实现步骤摘要】
一种有机废物超临界水氧化处理系统及其调控方法


[0001]本专利技术属于有机废物处理
，具体涉及一种有机废物超临界水氧化处理系统及其调控方法。

技术介绍

[0002]随着工业的快速发展，工业生产过程中排放的有机危险废物日益增多。传统的处理有机危废的方法包括焚烧法、湿法氧化法、芬顿氧化法、电化学氧化法等。但这几种方法都存在对应的问题，例如焚烧法虽然处理效果好，但是会产生飞灰，造成空气污染；湿法氧化法所需时间长，且降解率不高；芬顿氧化反应条件温和、降解效率高，但是反应时间较长且二次废液量大；电化学氧化法尾气处理简单，但处理成本高，工业化困难。
[0003]超临界水氧化技术在处理有机危废方面则有独到之处。该技术是利用水在超临界状态下所具有的特殊性质，包括高扩散系数、低粘度等，使得有机物与氧化剂可在超临界水中迅速发生氧化反应从而彻底去除有机物。水在超临界状态下相当于非极性溶剂，可以与氧气和有机物以任意比例混溶，从而形成均一相。气液相界面消失，从而也就消除了不同相间的传质阻力，反应速度不再受氧的传质控制。与此同时，高的反应温度也可使反应速度加快，甚至在几秒钟之内就可对有机物达到99％以上的去除率。
[0004]传统的超临界水氧化处理工艺只能处理特定种类的有机废物，且大多数有机废物为液相，对固体类有机废物的适应性较差；传统超临界水氧化工艺借助换热器，将待处理物料作为冷却介质对超临界水氧化反应出水进行降温，同时实现待处理物料的预热升温至超临界温度。临界点温度附近为强腐蚀敏感区，传统工艺中物料预热不可避免地经历该区域，导致换热器等预热设备面临着严重的腐蚀失效风险。此外，若物料中的含盐量较高，物料预热过程中，还很容易出现盐结晶沉积，因而诱发设备及管道设施堵塞问题。因此，传统超临界水氧化处理装置的有关物料预热升温设备的设计，必须结合实际待处理物料的具体特性展开，故而导致已建成处理装置对物料种类及盐含量的适用性非常有限。另外，对于传统超临界水氧化工艺，对物料进行预热时，不同COD物料所需的预热温度不一致，导致装置对物料COD的适应性差。除此之外，反应过程中还可能发生氧化不彻底的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种有机废物超临界水氧化处理系统及其调控方法，对待处理有机废物不进行预热，装置内部采用高压掺混水对反应后流体取热，吸热升温后掺混水与冷物料混合，实现物料升温，从而避免传统工艺方案中待处理物料与反应出水直接换热有关设备的投资高、腐蚀/堵塞风险大的问题，并大大提高了处理装置对待处理物料固液种类、盐种类与含量、COD浓度高低的适应性。
[0006]本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种基于有机废物的超临界水氧化处理系统，包括反应器，反应器的输入端分别连接有氧化剂模块和物料储罐，反应器的内部设置有脱盐组件、取热器和壁温控制组件，脱
盐组件经盐浓缩单元与冷却器的输入端连接；壁温控制组件分三路，一路经高压水泵与用水箱连接，第二路经壁面保护阀与盐浓缩单元的外加套连接，第三路与取热器的入口连接，取热器的出口和反应器的反应产物输出端经排放阀与冷却器的输入端连接，冷却器的输出端连接后续处理
‑
外排单元。
[0008]具体的，氧化剂模块包括液氧储罐，液氧储罐依次经液氧变频泵、液氧汽化器、氧气缓冲罐和流量分配器分别与反应器的氧化剂第一注入口与氧化剂第二注入口连接。
[0009]具体的，物料储罐依次经破碎预处理单元、输送泵、物料调配罐和高压物料泵后与反应器的物料注入口连接，高压物料泵与反应器内部设置的反应温度计和加热组件，以及取热器出口处设置的取热水温度计连锁设置。
[0010]进一步的，用水箱经高调配水泵与物料调配罐连接。
[0011]具体的，用水箱经高压水泵分两路，一路经壁面保护阀、盐浓缩单元的外加套与壁温控制组件的入口连接，另一路经高压水阀V与壁温控制组件的出口管道汇合后连接至取热器的入口，壁面保护阀与反应器壁面设置的壁面温度计联锁设置，高压水泵与取热器出口处设置的取热水温度计联锁设置。
[0012]进一步的，反应器的内部设置有分隔组件，分隔组件将反应器的内部分为反应区与反应
‑
换热区两大区域，分隔组件的底部设置有分离组件，分隔组件的顶部设置有加热组件，分隔组件内侧设置有反应温度计和压力传感器，反应温度计与加热组件和取热水温度计联锁设置。
[0013]具体的，取热器的出口分两路，第一路经注水阀与反应器的物料注入口连接，另一路经取热阀分三路，一路经产物出口阀与反应器的反应产物输出端连接，第二路经排放阀与冷却器的第一冷却管连接，第三路经回热阀和物料调配罐内置换热管与冷却器的第一冷却管连接，物料调配罐的出口处设置有物料温度计，物料温度计与排放阀联锁设置。
[0014]具体的，脱盐组件依次经排盐阀和盐浓缩单元与冷却器的第二冷却管连接。
[0015]具体的，冷却器内部设置有第一冷却管和第二冷却管，第一冷却管经出水阀与出水箱的入口连接，出水箱的出口与后续处理
‑
外排单元连接，出水箱内设置有出水器，出水器与第二冷却管连接。
[0016]本专利技术的另一个技术方案是，一种基于有机废物的超临界水氧化处理系统的调控方法，包括在线脱排盐和临近停机排盐：
[0017]在线脱排盐具体为：
[0018]反应器内部的含盐固体经脱盐组件进入盐浓缩单元内，将获得的浓缩盐从盐浓缩单元的底部排出，盐浓缩单元运行过程中产生的闪蒸汽进入冷却器的第二冷却管进行冷凝处理，然后排入后续处理
‑
外排单元；
[0019]临近停机排盐具体为：
[0020]将高压水送入取热器进行持续取热，然后经冷却器的第一冷却管和出水箱进入后续处理
‑
外排单元，将反应器底部残留的盐溶液或者过饱和盐水混合物送至盐浓缩单元内；
[0021]当物料储罐的物料温度低于或高于设定温度时，通过调节排放阀的开度调节物料温度；
[0022]当反应器的壁面温度低于或高于设定温度时，通过调节壁面保护阀调节壁面温度；
[0023]当取热器的出口温度超过设定值时，增大高压水泵的流量；
[0024]当反应器的温度超过设定值时，首先减小反应器内部加热组件的功率，然后降低取热器的出口温度或增大物料储罐的流量。
[0025]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0026]本专利技术一种基于有机废物的超临界水氧化处理系统，对待处理有机废物不进行预热，吸热升温后掺混水与冷物料混合，实现物料升温激发反应，增强了工艺对待处理物料固液种类、盐种类与含量、COD浓度高低的适应性；在反应器内部实现反应后流体与掺混水物料进行换热，在反应后流体降温的同时预热了掺混水，实现了紧凑式结构的高效余热利用，降低设备投资的同时充分提高了能量利用率；由于无机盐在超临界水中溶解度极低，可通过反应器内部的脱盐组件将无机盐分离，脱除后可进入盐浓缩单元中，等待转运。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有机废物的超临界水氧化处理系统，其特征在于，包括反应器(6)，反应器(6)的输入端分别连接有氧化剂模块和物料储罐(11)，反应器(6)的内部设置有脱盐组件(6b)、取热器(6c)和壁温控制组件(6d)，脱盐组件(6b)经盐浓缩单元(15)与冷却器(17)的输入端连接；壁温控制组件(6d)分三路，一路经高压水泵(14)与用水箱(13)连接，第二路经壁面保护阀(V6)与盐浓缩单元(15)的外加套连接，第三路与取热器(6c)的入口连接，取热器(6c)的出口和反应器(6)的反应产物输出端经排放阀(V2)与冷却器(17)的输入端连接，冷却器(17)的输出端连接后续处理
‑
外排单元(16)。2.根据权利要求1所述的基于有机废物的超临界水氧化处理系统，其特征在于，氧化剂模块包括液氧储罐(1)，液氧储罐(1)依次经液氧变频泵(2)、液氧汽化器(3)、氧气缓冲罐(4)和流量分配器(5)分别与反应器(6)的氧化剂第一注入口(N1)与氧化剂第二注入口(N2)连接。3.根据权利要求1所述的基于有机废物的超临界水氧化处理系统，其特征在于，物料储罐(11)依次经破碎预处理单元(7)、输送泵(8)、物料调配罐(9)和高压物料泵(10)后与反应器(6)的物料注入口(N3)连接，高压物料泵(10)与反应器(6)内部设置的反应温度计(T3)和加热组件(6a)，以及取热器(6c)出口处设置的取热水温度计(T2)连锁设置。4.根据权利要求3所述的基于有机废物的超临界水氧化处理系统，其特征在于，用水箱(13)经高调配水泵(12)与物料调配罐(9)连接。5.根据权利要求1所述的基于有机废物的超临界水氧化处理系统，其特征在于，用水箱(13)经高压水泵(14)分两路，一路经壁面保护阀(V6)、盐浓缩单元(15)的外加套与壁温控制组件(6d)的入口连接，另一路经高压水阀V(5)与壁温控制组件(6d)的出口管道汇合后连接至取热器(6c)的入口，壁面保护阀(V6)与反应器(6)壁面设置的壁面温度计(T1)联锁设置，高压水泵(14)与取热器(6c)出口处设置的取热水温度计(T2)联锁设置。6.根据权利要求5所述的基于有机废物的超临界水氧化处理系统，其特征在于，反应器(6)的内部设置有分隔组件(6e)，分隔组件(6e)将反应器(6)的内部分为反应区与反应
‑
换热区两大区域，分隔组件(6e)的底部设置有分...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树众，李艳辉，孙圣瀚，李紫成，张凡，丁璐，刘凯，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：