[发明专利]基于超临界水氧化技术的污染物无害化调控系统及方法

权利要求书

1.基于超临界水氧化技术的污染物无害化调控系统，其特征在于，包括反应器(3)，所述反应器(3)内设置有若干依次连通的反应区，所述反应区分别连接氧化剂储罐(20)、醇类储罐(12)、物料储罐(1)以及芬顿试剂储罐(14)，反应区的出口连接产物后续处理单元；产物后续处理单元的出口一路连接反应产物收集罐(8)和物料储罐(1)；反应器(3)内还设置有冷却水降温模块(3-7)，冷却水降温模块(3-7)的入口连接脱盐水储罐(9)，出口连接蒸汽回用模块(11)。

2.根据权利要求1所述的基于超临界水氧化技术的污染物无害化调控系统，其特征在于，所述反应器(3)包括依次连通的主反应区(3-1)、高温催化氧化区(3-2)、分段氧化区(3-3)、强化氧化区(3-4)以及低温催化氧化区(3-5)；所述氧化剂储罐(20)、醇类储罐(12)以及物料储罐(1)均与主反应区(3-1)相连，分段氧化区(3-3)与氧化剂储罐(20)相连；强化氧化区(3-4)与芬顿试剂储罐(14)相连。

3.根据权利要求2所述的基于超临界水氧化技术的污染物无害化调控系统，其特征在于，所述反应器(3)内设置有反应物料预热模块(3-6)；反应物料预热模块(3-6)入口连接物料储罐(1)，出口与主反应区(3-1)相连通。

4.根据权利要求3所述的基于超临界水氧化技术的污染物无害化调控系统，其特征在于，所述物料储罐(1)通过物料泵(2)与反应物料预热模块(3-6)相连。

5.根据权利要求4所述的基于超临界水氧化技术的污染物无害化调控系统，其特征在于，所述物料储罐(1)与物料泵(2)之间的管路上依次设置均相催化剂混合器(17)和硝酸盐混合器(19)；均相催化剂混合器(17)的第一入口连接物料储罐(1)的出口，第二入口通过第四调节阀(V04)连接均相催化剂储罐(16)，出口连接硝酸盐混合器(19)的第一入口；硝酸盐混合器(19)的第二入口通过第五调节阀(V05)连接硝酸盐储罐(18)，硝酸盐混合器(19)的出口连接物料泵(2)的入口。

6.根据权利要求2所述的基于超临界水氧化技术的污染物无害化调控系统，其特征在于，所述氧化剂储罐(20)的出口连接第七调节阀(V07)，第七调节阀(V07)的出口分别连接主反应区(3-1)与第六调节阀(V06)，所述第六调节阀(V06)的出口连接分段氧化区(3-3)。

7.根据权利要求2所述的基于超临界水氧化技术的污染物无害化调控系统，其特征在于，所述醇类储罐(12)通过供醇变频泵(13)与主反应区(3-1)相连；所述芬顿试剂储罐(14)通过供芬顿试剂变频泵(15)与强化氧化区(3-4)相连；所述脱盐水储罐(9)通过脱盐水泵(10)与冷却水降温模块(3-7)相连。

8.根据权利要求2所述的基于超临界水氧化技术的污染物无害化调控系统，其特征在于，所述产物后续处理单元包括依次相连的降压器(4)、水质在线监测仪(5)和气液分离器(6)；降压器(4)的入口与低温催化氧化区(3-5)的出口相连；气液分离器(6)底部产物出口与反应产物收集罐(8)相连，侧面产物出口连接产物循环泵(7)，产物循环泵(7)一路连接气液分离器(6)上部产物循环入口，另一路连接物料储罐(1)。

9.根据权利要求8所述的基于超临界水氧化技术的污染物无害化调控系统，其特征在于，所述产物循环泵(7)通过第一调节阀(V01)与气液分离器(6)的产物循环入口相连，通过第二调节阀(V02)与物料储罐(1)相连。

10.一种采用权利要求1-9任一项所述系统的基于超临界水氧化技术的污染物无害化调控方法，其特征在于，包括以下步骤：

情况1：

当水质在线检测仪(5)检测到反应器(3)的反应出水COD浓度与出水氨氮浓度都达标时，关闭第二调节阀(V02)，开启第一调节阀(V01)和第三调节阀(V03)，反应产物进入气液分离器(6)，分离后的液相产物进入到反应产物收集罐(8)中，直接达标排放或中水回用；同时，产物循环泵(7)在气液分离器(6)侧面进出口管路循环运行；

情况2：

当水质在线检测仪(5)检测到反应出水COD浓度或出水氨氮浓度任一不达标时，则通过连锁控制关闭第一调节阀(V01)和第三调节阀(V03)，同时打开第二调节阀(V02)，增大产物循环泵(7)的流量，将未达标的产物重新输送到物料罐(1)中进行二次处理；同时在以下手段中顺序或者选择执行来提升处理效果：

连锁控制降低脱盐水变频泵(10)的频率，减小冷却水降温模块(3-7)的冷却水流量，提高主反应区(3-1)的反应温度，直到反应产物处理达标；否则执行下一步；

若主反应区(3-1)壁温接近材质设计温度后，或脱盐水变频泵(10)的流量降低到额定流量的30％运行时，反应出水仍不达标，则连锁控制开启供醇变频泵(13)，提高频率，向主反应区(3-1)内注入醇类助剂进行共氧化，直至反应产物处理达标；否则执行下一步；

连锁控制开启供芬顿变频泵(15)，提高频率，向强化氧化区(3-4)内注入芬顿试剂，进行超临界水环境下的芬顿强化氧化，直至反应产物处理达标；否则执行下一步；

连锁控制开启第四调节阀(V04)，增加第四调节阀(V04)的开度，向均相催化剂混合器(17)内注入均相催化剂进行催化氧化，直至反应产物处理达标；否则执行下一步；

连锁控制开启第五调节阀(V05)，增加第五调节阀(V05)的开度，向硝酸盐混合器(19)内注入硝酸盐进行强化氧化，直至反应产物处理达标；否则执行下一步；

连锁控制增加第六调节阀(V06)的开度，增加分段氧化区(3-4)中分段氧化的氧化剂量，直至反应产物处理达标；否则执行下一步；

连锁控制增加第七调节阀(V07)的开度，增加反应过程的总氧化剂量，直至反应产物处理达标；否则执行下一步；

通过连锁控制减小物料泵(2)的频率，延长反应器(3)内反应的总反应停留时间，直至反应产物处理达标。