一种高盐有机废水超临界水气化反应系统技术方案

一种高盐有机废水超临界水气化反应系统，包括反应器，反应器的顶部设有产物出口管，反应器的侧壁设有热源注入口，热源注入口连接于混合器，混合器分别连接于氧气罐和纯水罐，纯水罐内的纯水增压后与高压分离器分离后的高压水汇合形成补水混合流体，补水混合流体经第一换热器预热后进入混合器内与氧气混合形成热源，热源由热源注入口注入反应器内，反应器的底部设有溶盐排出管，溶盐排出管连接于第二换热器，第二换热器连接于热水回收器，热水回收器通过第二降压阀连接于气液分离器，气液分离器通过第三降压阀连接于闪蒸罐，盐水在闪蒸罐内闪蒸形成蒸汽和盐渣，盐渣进行回收，实现系统废液零排放，且反应过程中能量及水循环利用，高效节能节水。高效节能节水。高效节能节水。

【技术实现步骤摘要】
一种高盐有机废水超临界水气化反应系统


[0001]本专利技术涉及能源环境
，特别是涉及一种高盐有机废水超临界水气化反应系统。

技术介绍

[0002]超临界水(P
C
>22.1MPa，T
C
>374℃)是一种特殊的反应介质。在超临界水的环境下，有机物和气体可完全互溶，气液两相的相界面消失，形成均一相体系，反应速度大大加快。在较短的停留时间内，有机物可迅速降解气化成富氢气体产物，该过程无SO2、NOx、二恶英等二次污染物的产生。
[0003]有机物废液超临界水气化制取富氢燃气不仅可以实现废水无害化处理，而且可以产生高品质燃气。但超临界水气化反应为吸热反应，一般通过反应器外壁设计加热元件，通过壁面持续加热保证气化的开展，但该种方式下有机物在内壁面容易结焦，进而造成反应过程能耗高，反应效率慢、产气率低等问题。此外，当有机废水含有大量无机盐时，高含盐等有机废废液在预热段容易结垢和堵塞，且无机盐在超临界水条件下析出沉积，不仅增加反应过程的传热传质阻力，影响气化效率，而且相应引起的腐蚀、盐沉积问题会极大影响反应器的安全运行。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种可实现废液零排放、高效节水的高盐有机废水超临界水气化反应系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种高盐有机废水超临界水气化反应系统，包括反应器，所述反应器的顶部设有产物出口管，所述产物出口管连接于第一换热器，所述第一换热器通过第一降压阀连接于高压分离器，所述反应器的侧壁设有热源注入口，所述热源注入口连接于混合器，所述混合器分别连接于氧气罐和纯水罐，所述纯水罐内的纯水增压后与所述高压分离器分离后的高压水汇合形成补水混合流体，补水混合流体经所述第一换热器预热后进入所述混合器内与氧气混合形成热源，热源由所述热源注入口注入所述反应器内，所述反应器的底部设有溶盐排出管，所述溶盐排出管连接于第二换热器，所述第二换热器连接于热水回收器，所述热水回收器通过第二降压阀连接于气液分离器，所述气液分离器通过第三降压阀连接于闪蒸罐，盐水在所述闪蒸罐内闪蒸形成蒸汽和盐渣，盐渣进行回收。
[0007]进一步，所述反应器包括同轴设置的承压外壳和多孔内壳，所述承压外壳包括从上至下连接的上锥形段、圆柱段及下锥形段，所述上锥形段内壁设有多层同轴圆锥挡板。
[0008]进一步，所述下锥形段底部设有废液注入管，所述废液注入管向上延伸至所述圆柱段的中上部，所述废液注入管连接于所述第二换热器，所述第二换热器连接于废液增压泵，所述废液增压泵连接于废液罐。
[0009]进一步，所述多孔内壳与所述圆柱段同轴平齐，所述多孔内壳的壁厚从上至下逐
渐降低，形成倒锥形。
[0010]进一步，所述反应器的下部设有冷却水注入管，所述冷却水注入管连接于冷却水增压泵，所述冷却水增压泵连接于冷却水罐。
[0011]进一步，所述第一换热器与所述高压分离器之间设有第一温度信号器，所述第一降压阀通过所述第一温度信号器的温度调节反应产物进入所述高压分离器的压力，且所述高压分离器的压力控制在所述第一温度信号器对应的水的饱和压力之上。
[0012]进一步，所述高压分离器上设有压力信号器，所述纯水罐连接于纯水增压泵，所述纯水增压泵通过所述压力信号器控制纯水的压力与所述高压分离器分离后的高压水压力相同。
[0013]进一步，所述纯水增压泵连接于循环泵，所述循环泵连接于所述第一换热器，所述纯水增压泵与所述循环泵之间设有第一单向阀，所述高压分离器与所述循环泵之间设有第二单向阀，经过所述第一单向阀的纯水与经过第二单向阀的高压水汇合形成补水混合流体，经所述循环泵增压后进入所述第一换热器预热。
[0014]进一步，所述第一预热器与所述混合器之间设有电加热器，所述电加热器出口设有第二温度信号器，通过所述第二温度信号器控制所述电加热器的工作。
[0015]进一步，所述热水回收器与所述气液分离器之间设有第三温度信号器，用于对冷却的溶盐水测温，所述第三温度信号器连接于冷却水泵，所述冷却水泵连接于所述热水回收器，通过控制所述冷却水泵的流量来控制所述第三温度信号器测得的温度值，所述闪蒸罐的压力低于所述第三温度信号器温度值下水的饱和压力，实现盐水闪蒸形成蒸汽和盐渣。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]补水混合流体与氧气混合形成热源，热源由反应器侧壁的热源注入口注入反应器内，可以避免反应器在气化反应过程中腐蚀、盐沉积及结焦的问题，盐水降温降压后通过闪蒸罐闪蒸形成蒸汽和盐渣，进而实现系统废液零排放，本专利技术系统反应过程中大部分水循环补充热源支路，可高效节水，且热量和压力能也能够高效循环利用，反应产物的循环也便于气化产物中二氧化碳和富氢燃气的富集、分离和收集。
附图说明
[0018]图1为本专利技术高盐有机废水超临界水气化反应系统的结构示意图；
[0019]图2为图1中反应器的结构示意图；
[0020]图中，1—反应器、101—承压外壳、102—多孔内壳、103—上锥形段、104—圆柱段、105—下锥形段、106—产物出口管、107—热源注入口、108—废液注入管、109—冷却水注入管、110—溶盐排出管、111—圆锥挡板、112—上固定环、113—下固定环、2—电加热器、3—第一换热器、4—第一温度信号器、5—第一降压阀、6—氧气增压泵、7—氧气罐、8—高压分离器、9—第二单向阀、10—压力信号器、11—纯水罐、12—纯水增压泵、13—第一单向阀、14—循环泵、15—闪蒸罐、16—第三降压阀、17—气液分离器、18—第二降压阀、19—第三温度信号器、20—冷却水泵、21—废液罐、22—热水回收器、23—废液增压泵、24—第二换热器、25—第二温度信号器、26—混合器、27—冷却水增压泵、28—冷却水罐。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0023]如图1及图2，本专利技术提供一种高盐有机废水超临界水气化反应系统，包括用于进行超临界水气化反应的反应器1，反应器1包括同轴设置的承压外壳101和多孔内壳102，承压外壳101包括从上至下连接的上锥形段103、圆柱段104及下锥形段105，上锥形段103的顶部中心设有产物出口管106，上锥形段103和圆柱段104的上端面形成气固分离区。反应器1的侧壁设有热源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高盐有机废水超临界水气化反应系统，其特征在于，包括：反应器，所述反应器的顶部设有产物出口管，所述产物出口管连接于第一换热器，所述第一换热器通过第一降压阀连接于高压分离器，所述反应器的侧壁设有热源注入口，所述热源注入口连接于混合器，所述混合器分别连接于氧气罐和纯水罐，所述纯水罐内的纯水增压后与所述高压分离器分离后的高压水汇合形成补水混合流体，补水混合流体经所述第一换热器预热后进入所述混合器内与氧气混合形成热源，热源由所述热源注入口注入所述反应器内，所述反应器的底部设有溶盐排出管，所述溶盐排出管连接于第二换热器，所述第二换热器连接于热水回收器，所述热水回收器通过第二降压阀连接于气液分离器，所述气液分离器通过第三降压阀连接于闪蒸罐，盐水在所述闪蒸罐内闪蒸形成蒸汽和盐渣，盐渣进行回收。2.根据权利要求1所述的高盐有机废水超临界水气化反应系统，其特征在于：所述反应器包括同轴设置的承压外壳和多孔内壳，所述承压外壳包括从上至下连接的上锥形段、圆柱段及下锥形段，所述上锥形段内壁设有多层同轴圆锥挡板。3.根据权利要求2所述的高盐有机废水超临界水气化反应系统，其特征在于：所述下锥形段底部设有废液注入管，所述废液注入管向上延伸至所述圆柱段的中上部，所述废液注入管连接于所述第二换热器，所述第二换热器连接于废液增压泵，所述废液增压泵连接于废液罐。4.根据权利要求2所述的高盐有机废水超临界水气化反应系统，其特征在于：所述多孔内壳与所述圆柱段同轴平齐，所述多孔内壳的壁厚从上至下逐渐降低，形成倒锥形。5.根据权利要求1所述的高盐有机废水超临界水气化反应系统，其特征在于：所述反应器的下部设有冷却水注入管，所述冷却水注入管连接于冷却水增压泵，所述冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少华，樊强明，张凤鸣，
申请(专利权)人：广州先进技术研究所，
类型：发明
国别省市：