[发明专利]一种超临界循环水氧化处理废水的系统

说明书

技术领域：

本发明属于环境保护及化工领域，特别的涉及了利用超临界水对难处理废水废渣进行无害化处理的系统。

背景技术：

当前工业发展迅速，伴随而来的污染也日趋严重，许多工业废水废气的处理也成了问题，一些工厂将稀释废水稀释至国家标准后排放，这类方法在本质上根本没有处理废水中的有害成分，个别一些废水通过掺烧氧化的方式处理，由于燃烧的不充分将会产生二次污染，大部分高浓度废水由于其成分复杂难以彻底处理，如造纸、印染废水的处理脱色，偶氮基团的降解处理，大多具有毒性军工药厂的废水处理，焦化废水中的酚、油类、萘、蒽的多环及杂环芳烃的处理，等等，这类难处理的废水很多，通过传统处理方法过程复杂，周期很长。总而言之现在处理高浓度的废水问题仍是当今各国政府机构关注和研究的热点。

众所周知，物质的状态取决于温度、压力、密度组成等一些状态参数，超临界水氧化技术是以超临界水为介质进行有机物氧化的过程，是一种新兴的技术，水在374℃，压力在22.05Mpa以上时就达到了超临界态，由于超临界态使得气液两相的界面消失，形成均一相体系，反应速度很快，处理效率很高，可以短时间内使有机物发生氧化反应，几乎完全转变为N₂、CO₂、H₂O，而无机盐类也因在超临界态中难以溶解而析出，对污水处理效果很好。

传统的超临界水处理方式为，首先将污水通过一个泵泵入缓冲池，再利用高压泵将缓冲池中的水泵入到换热器中（这个换热器的目的是为了回收一部分热量），通过换热器预热后再进入预热器加热，直到达到反应所适宜的温度后再通入反应器，与同时通入的氧化剂相混合发生反应，结束后，通过沉淀池沉淀后进入换热器，对污水进行一下预热，最后再进一步冷却至常温减压排出。

传统工艺在工业化的路上有着诸多问题，首先由于超临界水氧化会产生无机盐，容易对管路及备造成堵塞。在能量回收方面，以当今社会的科学技术直接对热量的回收不可能做到，直接引出超临界状态下的水去发电也很难实现，并且经处理后的水中含有较多其他气体，无法推动汽轮机，目前对热量的回收仅仅依靠一个换热器，并且高温高压下对设备的腐蚀严重，换热管难以长时间承受腐蚀的情况，厚壁会影响换热，而薄壁又会容易失效。要达到超临界状态耗能比较高，传统的换热器在面对腐蚀及堵塞问题下显得乏力，且巨大的换热面积及材料耗费也使得其难以工业化。

高耗能且不易回收的特性是工艺上的难点，所以超临界水氧化技术一直没有得到迅速发展，只能在实验室中进行理论处理。现阶段的研究都在反应器上，只在反应器部分进行了一些优化，结构也相对复杂，预热器换热器的问题还没有解决，而污水的加热过程一般是在高压的情况下直接加热到超临界态的，内加热方式一般使用电加热，腐蚀很容易使加热系统损坏，且不宜维修；而外加热又因污水在亚临界态下严重的电化学腐蚀，需要对内部管线强化处理，巨大的壁厚导致对污水的加热的效率很低，同时污水中的酸、卤素、硫、磷对管线，尤其是对高温高压段的管线腐蚀都是十分严重的，并且传统将氧气通入反应器中的方式也会由于接触不充分而延长反应时间，增大反应器容积。在当前工艺条件下结构和设备无法合理利用，而当处理需要处理的污水内部一些组分发生变化时，需在改变压力与温度的情况下，还因反应器容积的不可改变影响反应时间，如在需要提高温度降低压力的情况下，或在处理量需要提高的情况下，严重缩短了反应时间，使得反应器需要重新制造，缺乏工艺上的普适性。如此众多的问题导致了超临界水氧化法对设备要求超高，难以长时间运作，使之难以工业化运用。

发明内容：

针对于目前超临界水处理面临的诸多问题，本发明提供了一种废水处理系统，以解决现阶段处理废水能量利用率低，设备腐蚀严重，无机盐的堵塞，降低废水对管线的腐蚀问题，摆脱对废水依靠电加热，并可以改变不同的工艺条件，实现对不同类型的污水混合集中处理，解决了一系列需攻克的技术难题，使得超临界水氧化技术的工业化应用有了实质性的进展。

一种超临界循环水氧化处理废水的系统，包括加热装置、反应器、蒸汽发生器和气液分离装置，加热装置、反应器、蒸汽发生器和气液分离装置通过管道依次首尾连接，形成一个循环处理系统；所述加热装置用于加热循环水。