[发明专利]超临界水氧化处理高浓度有机污染物热流体发电设备及方法

说明书

技术领域

本发明属有机污染物处理设备及方法领域，特别是涉及一种超临界水氧化处理高浓度有机污染物的设备及方法。

背景技术

当前，为了提高热机效率，火力发电机组采用超临界锅炉产生的超临界水蒸气驱动汽轮机旋转，再带动发电机发电，超临界水氧化技术处理高浓度有机污染物，包括废水、废液、废渣、污水处理厂的污泥，有机污染物经过高温高压氧化反应后变成二氧化碳和水，水分则成为高温高压的超临界水，上述几项构成的超临界热流体，热值极高。将超临界水氧化技术处理高浓度有机污染物后产生的热流体驱动汽轮机旋转，并带动发电机发电，可开发污染物潜在资源，同时提高利用有机污染物资源热机发电的效率。而目前国内外超临界水氧化技术处理高浓度有机污染物后产生的超临界热流体没有用于做功。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超临界水氧化处理高浓度有机污染物热流体发电设备及方法，以解决现有氧化反应过程中产生的热值没有得到有效利用的缺陷。

技术方案

本发明提供了一种超临界水氧化处理高浓度有机污染物热流体发电设备及方法，包括

(1)将有机污染物和水混合成有机污染物水溶液；

(2)将有机污染物水溶液和空气或氧气(11)在汽液混合器(3)中混合；

(3)将混合液送入超临界水氧化第一级反应器(5)和超临界水氧化第二级反应器(6)中反应；

(4)将污泥超临界水氧化反应后产生的热流体送入汽轮机(9)驱动汽轮机转动；

(5)汽轮机(9)旋转并带动发电机(10)发电；

(6)排出泛气12。

一种超临界水氧化处理高浓度有机污染物热流体发电设备，包括汽液混合器3、多极超临界水氧化反应器(5)和(6)等、汽轮机(9)和发电机(10)，有机污染物和水的混合物在汽液混合器(3)和空气或氧气混合后进入多级超临界水氧化反应器(5)和(6)等，反应产生热流体送入汽轮机(9)，驱动汽轮机(9)转动并排出泛气(12)，汽轮机(9)旋转并带动发电机(10)发电。

所述的热流体压力大于22.1MPa，温度大于373℃。

有益效果

随着我国城市污水处理厂的数量日益增加，污泥的数量越来越大，污泥的热值达到2000～3000千卡/公斤干污泥，相当于煤炭的一半左右。为了提高火力发电厂热机效率，蒸汽锅炉已从原来的过热蒸气发展到超临界水锅炉，甚至为超超临界水锅炉。从锅炉做功来看，超临界水的温度、压力越高，其每度电耗煤量值就越少。而传统的污泥焚烧处理过程中，还需经过污泥消化，机械脱水等工艺，焚烧后烟气还需用碱液洗涤处理，这无疑增加了运行成本，而污泥超临界水氧化发电将无需上述过程，将大大降低处理成本，将污泥作为水溶液直接送入反应器，加温加压反应，减少了焚烧预处理和烟气后处理的费用，并且更有效的利用了处理超临界水氧化反应过程中产生的热能。

附图说明

图1超临界氧化法处理污泥并发电流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

                             实施例1

有城市污水处理厂排放的活性污泥，其中含有机物，固体颗粒物，重金属等，其污泥物指标为：COD浓度：＞10⁵mg/L，SS浓度：5000～15000mg/L，将污泥直接引入混合器中与空气(或氧气)混合，之后进入超临界水氧化反应器，超临界水氧化反应之后的超临界流体(以超临界水为主，还有CO₂等气体)具有较高的热值，将该超临界流体送入相适应的汽轮机，驱动汽轮机高速旋转，再带动发电机转子转动发电.污泥经上述处理后，其中有机物充分氧化变成CO₂和H₂O，而颗粒物及无机盐则不溶于超临界水而沉淀分离，最终从反应器底部排出.排出液COD，SS，pH等指标均符合国家规定的排放标准，可以直接排放或作为工业水回用.方法是：污泥中有机物充分氧化，利用氧化反应热做功，将废水氧化反应产生的化学热能变为电能。

                         实施例2