[发明专利]一种城市污泥超临界水氧化分段氧化处理系统及工艺

说明书

本发明公开一种城市污泥超临界水氧化分段氧化处理系统及工艺，系统中分离后液相产物的超临界水氧化/湿式氧化处理系统；反应流体进料系统包括污泥进料系统和氧化剂进料系统，氧化剂进料系统包括双氧水泵、氧化剂罐和第二预热器；氧化剂罐的出口连接双氧水泵入口，双氧水泵出口通过带有第二十阀门的管路连接第二预热器的底部入口；第二预热器的上部出口分成两路，一路通过带有流量计和第十三阀门的管路连接第一反应器上部入口；一路通过带有流量计和第十二阀门的管路连接第二反应器上部入口。本发明通过氧化剂的分段加入方式降低氧化剂的消耗量，以促进污泥中有机物的降解和氨氮等物质的去除，从而大幅度提高了城市污泥的处置效果。

技术领域

本发明属于污泥处理及资源回收利用领域，特别涉及一种城市污泥超临界水氧化分段氧化处理系统及工艺。

背景技术

城市污泥超临界水氧化技术是利用超临界水特性，使污泥中的有机物和氧化剂在超临界条件下快速发生氧化反应来彻底降解有机物。超临界水具有气体输运和液体溶解的性质，有机物和气体(如氧气和氮气)等能完全溶解在超临界水中，而非极性物质如无机盐在超临界水中的溶解度很小，易析出分离。氧化反应在超临界状态下为均相反应，绝大多数有机物在超临界水中的扩散率高，快速氧化有机物，反应产物为CO₂、H₂O及无机盐等无害小分子。由于有机物去除率高，反应彻底，无二次污染，且反应产生的无机盐和重金属可分离，实现回收利用。该技术应用范围广，可用来处理高毒性难降解污泥、废水等污染物。

针对超临界水氧化技术处理城市污泥的研究不断增加，常规的污泥氧化反应都是在富氧环境中进行，而高温和高氧化系数的反应条件下存在处理效率低、能耗大，成本高等问题限制该技术大规模工业化应用。

目前关于城市污泥超临界水氧化分段氧化处理技术的研究少有涉及。鉴于上述问题限制了城市污泥超临界水氧化技术的发展。因此，提出一种城市污泥超临界水氧化分段氧化处理系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种城市污泥超临界水氧化分段氧化处理系统及工艺，以解决现有技术中，污泥在高温和高氧化系数的反应条件下存在的处理效率低、能耗大，成本高的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种城市污泥超临界水氧化分段氧化处理系统，包括反应流体进料系统，超临界水氧化/ 气化处理系统，分离后液相产物的超临界水氧化/湿式氧化处理系统；反应流体进料系统包括污泥进料系统和氧化剂进料系统，氧化剂进料系统包括双氧水泵、氧化剂罐和第二预热器；氧化剂罐的出口连接双氧水泵入口，双氧水泵出口通过带有第二十阀门的管路连接第二预热器的底部入口；第二预热器的上部出口分成两路，一路通过带有流量计和第十三阀门的管路连接第一反应器上部入口；一路通过带有流量计和第十二阀门的管路连接第二反应器上部入口。

进一步的，超临界氧化/气化处理系统包括：第一反应器、第一冷却器、第一高温高压气液分离器、冷却脱水干燥装置、换热器和第二反应器；第一反应器底部出口通过带有第四阀门的管路连接第一冷却器的管侧入口，第一冷却器的管侧出口通过带有第七阀门的管路连接第一高温高压气液分离器入口，第一高温高压气液分离器上部气相出口依次连接冷却脱水干燥装置、第六阀门和第一集气瓶，第一高温高压气液分离器底部液相出口通过带有第九阀门的管路连接换热器的管侧入口，换热器的管侧出口通过带有第十一阀门的管路连接第二反应器上部入口。

进一步的，分离后液相产物的超临界水氧化/湿式氧化处理系统包括：分离后液相产物的超临界水氧化/湿式氧化处理系统包括：第二冷却器、背压阀、第二高温高压气液分离器、第二集气瓶和集液箱；第二反应器底部出口通过带有第十三阀门的管路连接第二冷却器的管侧入口，第二冷却器管侧出口通过带有背压阀和第十五阀门的管路连接第二高温高压气液分离器底部入口，第二高温高压气液分离器上部气相出口通过带有第十六阀门的管路连接第二集气瓶；第二高温高压气液分离器底部液相出口通过带有第十七阀门的管路连接集液箱；第二反应器底部液相出口连接排污罐。