[发明专利]一种新型超临界水氧化综合处理系统及处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保技术领域的超临界污水处理反应器，特别是一种新型超临界水氧化综合处理系统及处理方法。

背景技术

超临界水氧化(SCWO)技术最早是在20世纪80年代中期由美国学者Modell提出的一项能完全地、彻底地将有机物结构破坏的深度氧化技术。美国国家关键技术所列的六大领域之一“能源与环境”中指出，最有前途的废物处理技术是SCWO法。

超临界水(SCW)是指温度超过374.15℃，压力超过22.12Mpa的特殊状态的水，该条件下水的介电系数大大降低，氧气和多种有机物质在水体系中形成均一相，消除传质阻力，使本来发生在液相、固相、气相之间的多相反应转化为在SCW中的均相氧化反应，反应速率更快，停留时间更短。而且大多不需使用催化剂，氧化效率很高，大部分有机物的去除率可达99％以上。另外，无机组分与盐类在SCW中溶解度很低，几乎可以完全沉淀析出，使反应过程中盐的分离变得容易。当有机物浓度在1wt％～2wt％时，就可依靠反应过程中自身的氧化放热来维持反应所需的温度，不需要外界供热，多余的热能可以回收。由于反应在封闭的环境下进行，符合全封闭处理的要求。反应温度远低于焚烧，且无二次污染物的产生。

目前，大部分超临界水氧化工艺中，废水和氧化剂流体提前预热到超临界条件然后进入反应器，来保证反应的进行。但是，这样在预热阶段及反应器中出现的盐沉积会引起严重的管路堵塞和材料腐蚀，很多设备难以保持平稳的运行，大大制约了该技术的发展。另外，氧气、双氧水等作为氧化剂所带来的高运行成本，也急待解决。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有效克服管路堵塞及反应器腐蚀，且可实现余热回收及压力能回收的新型超临界水氧化综合处理系统，该系统可通过回收尾气生产食品级二氧化碳，并从尾气中分离出富氧氧化剂回用，从而降低系统运行成本。

本发明的目的还在于提供一种可实现余热回收及压力能回收的新型超临界水氧化综合处理方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种新型超临界水氧化综合处理系统，其特征在于：包括如下单元：

⑴.氧化剂供应单元：由氧化剂储罐、增压泵、氧化剂电加热器依次串联后与反应器的氧化剂入口相连；

⑵.原料供应单元：由液体高压计量泵、一级换热器、启动电加热器依次串联后与反应器物料入口相连；

⑶.超临界水氧化脱盐单元：包含反应器，反应器底部制有排盐口，反应器上部制有超临界流体出口，超临界流体出口连接串联的一级换热器，二级换热器及三级换热器，在三级换热器热流体出口位置设置背压阀；

⑷.压力能回收单元：包括一级液力透平机组、第一气液分离器、二级液力透平机组、第三分流阀并依次串联，一级液力透平机组入口与三级换热器的热流体出口连接，二级液力透平机组的热流体出口与第三分流阀相连；

⑸.余热回收单元：包括第三换热器、第二分流阀及吸收制冷器，第三分流阀分出的流体一路通过三级换热器进行余热回收，另一路连接至净水池；第三换热器连接第二分流阀，第二分流阀连接吸收制冷器，为其提供热源，第二分流阀还连接一蒸汽产品出口；

⑹.二氧化碳产出单元：包括依次连接的脱水塔、水冷换热器、精馏塔、吸收制冷器及第二气液分离器，第一气液分离器气体出口连接脱水塔，第二气液分离器连接食品级二氧化碳排出口及氧气、氮气排出口；

⑺.蒸发水产出单元：包括依次串联的净水池、液体高压计量泵、二级换热器、第一分流阀，第三分流阀及吸收制冷器均连接至净水池，第一分流阀连接至反应器。

而且，所述的反应器为逆流式蒸发壁反应器。

而且，所述的一级换热器、二级换热器、三级换热器为列管式换热器。

而且，所述的第一气液分离器、第二气液分离器上部设置有除雾装置和背压阀，下部设置有液位控制阀门。

而且，所述的吸收制冷器为氨水吸收式制冷器或者溴化锂吸收式制冷器。

一种新型超临界水氧化综合处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

⑴.氧化剂供应：氧化剂经增压泵增压，并经氧化剂电加热器加热后供应至反应器的氧化剂入口，增压、加热后的氧化剂的温度控制在300-370℃，压力控制在22-35Mpa；

⑵.原料供应：有机废物依次经液体高压计量泵加压、一级换热器加热、启动电加热器加热后供应至反应器物料入口，有机废物原料经加压、换热后温度控制在300-370℃，压力控制在22-35Mpa；