【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超临界水氧化处理有机危废领域，具体公开了一种超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀工艺和系统。
技术介绍
1、水的临界温度为374.3℃，临界压力为22.1mpa，温度和压力超过临界点的水称为超临界水(scw)。scw由于具有较高的热传递性和最小的扩散限制而成为一种良好的反应媒介。超临界水氧化(scwo)是一种利用超临界水特性实现有机污染物深度处理的方法。scwo反应迅速，通常几秒到几分钟就能够将99％以上的有机物降解为良性化合物和小分子化合物，如co2、n2、h2o对环境没有污染的物质，各种杂原子也被氧化成对应的酸或以盐的形式析出。超临界水氧化技术处理废物具有去除效率高、停留时间短、不产生污染物和副产物的特点。
2、超临界水氧化技术处理废物尽管具有高效、彻底的特点，但由于其苛刻的反应条件，目前仍面临许多问题，如设备腐蚀、催化剂的选择、缺乏数据、无机盐的沉积、过程放热、过程的热力学研究尚未开始。其中最直接、最重要的问题就是设备的腐蚀问题，超临界水氧化反应发生在高温高压条件下，对反应容器等设备的腐蚀极其严重，尤其当反应物料流中有cl、br、f卤族元素以及s、p元素时，腐蚀更为加剧。因此，由其苛刻的反应条件造成的设备腐蚀问题亟待解决。目前主要利用如镍基合金、钛合金和不锈钢的合金材料制造反应器，但全面及局部腐蚀仍易发生，严重时可能造成反应器泄漏甚至爆炸。
3、另外，由于超临界水处理反应的温度与压力皆高于水的临界点，故而超临界水处理系统中，液态或者浆状物料预热、冷却阶段均需经历跨临界水体系。然而，超临
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀工艺和系统，本专利技术设计反应器的结构，以克服超临界水热处理工况下的反应器腐蚀问题，并设置超临界水氧化单元获得富氢气体，提高设备耐腐蚀性能，还实现了有机废物氨氮的深度降解，以提高了整个超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统的效率，确保有机废物的完全转化，减少未处理完全的有机物对环境的污染。
2、为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实行：
3、一种超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，包括超临界水氧化单元，于超临界水氧化单元内进行有机废物的超临界水热处理。
4、超临界水氧化单元包括物料缓冲罐、产物分离器、第一换热器、第二换热器、反应器、第三换热器、产物收集器和二次反应器；有机废物存储于物料缓冲罐内；产物分离器用于将有机废物进行分离，并获得富氢气体和热流体；第一换热器和第二换热器用于对热流体进行加热，并与混合流体进行热交换；于反应器内进行有机废物的超临界水热处理，即对有机废物进行氧化；于第三换热器内实现富氢气体与反应器的底部出口排出的杂质进行热量交换；产物收集器用于收集热量交换后降温的杂质，二次反应器用于进行氨氮的深度降解反应，物料缓冲罐、第一换热器与产物分离器通过第一管道连接；产物分离器的顶部出口与第三换热器通过第二管道连接，产物分离器的底部出口与反应器通过第三管道连接，产物收集器连接于第三换热器上；第二换热器安装于第三管道上；第三换热器、第二换热器和第三换热器通过第四管道连接；二次反应器通过第五管道安装于第四管道与反应器的顶部出口之间，且第五管道与第四管道连通处位于第二换热器与第三换热器之间。
5、反应器包括外壳和反应单元，反应单元设置于外壳内，反应单元包括低合金棒和2个陶瓷分离器，低合金棒通过耐腐蚀插件安装于反应器内，2个陶瓷分离器设置于低合金棒的两侧；低合金棒具有良好的蓄热能力，有利于促进对有机废物的氧化；另外，低合金棒在氧化反应过程中发生分解并自生成催化剂，进一步实现氨氮的降解。
6、耐腐蚀插件和反应器的外壳上均设有多个电极节点，低合金棒通过耐腐蚀插件上的电极节点与反应器外壳上的电极节点按需进行电性连接，低合金棒具有易于被腐蚀的性质，以低合金棒为阳极，以反应器外壳为阴极，通过电偶腐蚀以牺牲阳极的方式保护反应器的外壳。
7、优选的，陶瓷分离器选自氧化铝稳定氧化锆分离器或氧化铈稳定氧化锆分离器，陶瓷分离器使得反应后的稀流体从反应器的顶部出口离开，经由第五管道进入至二次反应器，并进行氨氮的深度降解。
8、优选的，低合金棒选自镁合金棒、锌合金棒、铝合金棒或碳钢棒。
9、优选的，第五管道上、位于二次反应器与第四管道之间设置有止回阀，防止稀流体的回流。
10、优选的，超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统还包括供氧单元和余热利用单元，供氧单元和余热利用单元共同连接于超临界水氧化单元上，供氧单元向超临界水氧化单元提供氧气，余热利用单元进行余热的回收。
11、优选的，余热利用单元包括第一换热器、第四换热器和固液分离器，第一换热器安装于第一管道上，物料缓冲罐与第一换热器之间的第一管道上还设置有物料泵，便于物料缓冲罐内物料排除，第二换热器、第一换热器、第四换热器和固液分离器依次通过第七管道连接，第四换热器能够有效回收第一换热器出来的混合流体的热量，并用来对外界水加热，混合流体通过固液分离器进行产物的分离。
12、优选的，第一换热器与产物分离器之间的第一管道上设置有测温计，第二换热器与第一换热器之间的第四管道旁路上设置有开关阀，测温计与开关阀联锁，通过测温计监测到的温度调控开关阀的启闭。
13、优选的，第四换热器的出口端设置有cod测定计，第二管道上设置有第一控制阀，cod测定计与第一控制阀联锁，于此处测定cod是为了更好的降低反应后流体的溶解氧，从而减轻流体设备的腐蚀程度。
14、优选的，供氧单元包括液氧贮槽、液氧泵和液氧汽化器，第六管道连接于氧贮槽与反应器之间，液氧泵和液氧汽化器共同安装于第六管道上，且液氧泵位于液氧贮槽与液氧汽化器之间。
15、本专利技术还保护了基于超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统的工艺，包括如下步骤：
16、液氧贮槽内的液氧在液氧泵的作用下，输送至液氧汽化器并进行气化，然后被输送至反应器内。
17、物料缓冲罐内的有机废物先采用第一换热器进行预热，然后进入至产物分离器内进行分离，得到富氢气体和热流体；热流体经由产物分离器的底部出口进入至第二换热器内再次被加热后，进入至反应器中，与氧气混合后进行有机废物的超临界水热处理，得到杂质和稀流体。
18、富氢气体经由产物分离器的顶部出口排出，并与反应器的底部出口排出的杂质于第三换热器内进行热量交换，交换后降温的杂质排入至产物收集器内，杂质中固体含量高，在离心力的作用下通过反应器底部流入至第三热交换器内与富氢气体进行热交换，达到升高富氢气体的热量与压力并回收固体杂质的热量的目的，交换后降温的杂质排入至产物收集器内，反应器底部排出的杂质固体含量高，流体在流动过程中的旋转或快速改变方向而产生的离心力使得固体颗粒本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，其特征在于，包括超临界水氧化单元，所述超临界水氧化单元包括物料缓冲罐(7)、产物分离器(12)、第一换热器(9)、第二换热器(24)、反应器(21)、第三换热器(22)、产物收集器(31)和二次反应器(14)；所述物料缓冲罐(7)与所述产物分离器(12)通过第一管道(10)连接；所述产物分离器(12)的顶部出口与所述第三换热器(22)通过第二管道(5)连接，所述产物分离器(12)的底部出口与所述反应器(21)通过第三管道(13)连接，所述产物收集器(31)还连接于所述第三换热器(22)上；所述第二换热器(24)安装于所述第三管道(13)上；所述第三换热器(22)、所述第二换热器(24)和所述第一换热器(9)通过第四管道(23)连接；所述二次反应器(14)通过第五管道(16)安装于第四管道(23)与所述反应器(21)的顶部出口之间，且所述第五管道(16)与所述第四管道(23)连通处位于所述第二换热器(24)与所述第三换热器(22)之间；
2.根据权利要求1所述的超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，其特征在于，所述陶
3.根据权利要求1所述的超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，其特征在于，所述低合金棒(20)选自镁合金棒、锌合金棒、铝合金棒或碳钢棒。
4.根据权利要求1所述的超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，其特征在于，所述第五管道(16)上、位于所述二次反应器(14)与所述第四管道(23)之间设置有止回阀(15)。
5.根据权利要求1所述的超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，其特征在于，所述超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统还包括供氧单元和余热利用单元，所述供氧单元和所述余热利用单元共同连接于所述超临界水氧化单元上。
6.根据权利要求5所述的超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，其特征在于，所述余热利用单元包括所述第一换热器(9)、第四换热器(26)和固液分离器(29)，所述第一换热器(9)安装于所述第一管道(10)上，所述物料缓冲罐(7)与所述第一换热器(9)之间的所述第一管道(10)上还设置有物料泵(8)，所述第二换热器(24)、所述第一换热器(9)、所述第四换热器(26)和所述固液分离器(29)依次通过第七管道(28)连接。
7.根据权利要求6所述的超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，其特征在于，所述第一换热器(9)与所述产物分离器(12)之间的所述第一管道(10)上设置有测温计(11)，所述第二换热器(24)与所述第一换热器(9)之间的所述第四管道(23)旁路上设置有开关阀(25)，所述测温计(11)与所述开关阀(25)联锁。
8.根据权利要求6所述的超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，其特征在于，所述第四换热器(26)的出口端设置有COD测定计(27)，所述第二管道(5)上设置有第一控制阀(6)，所述COD测定计(27)与所述第一控制阀(6)联锁。
9.根据权利要求5所述的超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，其特征在于，所述供氧单元包括液氧贮槽(1)、液氧泵(2)和液氧汽化器(3)，所述第六管道(4)连接于所述氧贮槽(1)与所述反应器(21)之间，所述液氧泵(2)和所述液氧汽化器(3)共同安装于所述第六管道(4)上，且所述液氧泵(2)位于所述液氧贮槽(1)与所述液氧汽化器(3)之间。
10.一种基于权利要求1所述的超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，其特征在于，包括超临界水氧化单元，所述超临界水氧化单元包括物料缓冲罐(7)、产物分离器(12)、第一换热器(9)、第二换热器(24)、反应器(21)、第三换热器(22)、产物收集器(31)和二次反应器(14)；所述物料缓冲罐(7)与所述产物分离器(12)通过第一管道(10)连接；所述产物分离器(12)的顶部出口与所述第三换热器(22)通过第二管道(5)连接，所述产物分离器(12)的底部出口与所述反应器(21)通过第三管道(13)连接，所述产物收集器(31)还连接于所述第三换热器(22)上；所述第二换热器(24)安装于所述第三管道(13)上；所述第三换热器(22)、所述第二换热器(24)和所述第一换热器(9)通过第四管道(23)连接；所述二次反应器(14)通过第五管道(16)安装于第四管道(23)与所述反应器(21)的顶部出口之间，且所述第五管道(16)与所述第四管道(23)连通处位于所述第二换热器(24)与所述第三换热器(22)之间；
2.根据权利要求1所述的超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，其特征在于，所述陶瓷分离器(19)材料选自氧化铝稳定氧化锆或氧化铈稳定氧化锆。
3.根据权利要求1所述的超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，其特征在于，所述低合金棒(20)选自镁合金棒、锌合金棒、铝合金棒或碳钢棒。
4.根据权利要求1所述的超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，其特征在于，所述第五管道(16)上、位于所述二次反应器(14)与所述第四管道(23)之间设置有止回阀(15)。
5.根据权利要求1所述的超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统，其特征在于，所述超临界水热氧化分级处理有机废物的耐蚀系统还包括供氧单元和余热利用单...
【专利技术属性】
技术研发人员：李艳辉，邢利梅，白周央，丁邵明，朱旺，王琪博，陈易君，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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