[发明专利]一种处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统

说明书

一种处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统，包括水膜反应器，水膜反应器侧面连接有第一纯水支路，水膜反应器顶部设有同轴喷嘴，同轴喷嘴分别连接于氧气增压支路、第二纯水支路、燃料支路及废液支路，废液支路包括并联的第一废液增压罐和第二废液增压罐，通过并联增压系统实现含颗粒废料的持续进料，实现物料稳定的高压输送，通过增压纯水产生高压水，高压水通过增压柱塞驱动废液增压输送，由于高压水和废液间的压差极小，颗粒对高压柱塞和密封环的磨损非常小，选用常规密封环和柱塞即可满足要求，可适应高浓度且大颗粒废液的高压输送，因此，增压系统投入成本大大降低，稳定性和经济性大大提高。

技术领域

本发明涉及能源环境技术领域，特别是涉及一种处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统。

背景技术

超临界水氧化有机固体废弃物绿色高效，但需要将固体有机废弃物破碎制浆成废液。有机固体废弃物破碎能耗非常高，特别是对于一些软性有机废弃物，如橡胶、塑料、生物质等，其难以粉碎制浆至高压泵输送的颗粒尺寸要求。此外，废液中颗粒尺寸大、浓度高对系统的预热、反应、残渣分离、热回收及降压都要求非常高，致使工艺设计难度大，处理成本高昂。

超临界水(P22.1MPa，T374℃)具有类似液体的密度、溶解能力和良好的流动性，同时又具有类似气体的扩散系数和低黏度。在超临界水中，气液两相的界面消失，有机物和O₂在超临界水中完全互溶，形成均一相体系，反应速度大大加快。水在液态时是一种极性溶剂，而在超临界状态时却变成了非极性溶剂，这样如非极性的有机物和气体如：氧气、氮气、二氧化碳等都极易溶解在超临界水中。因此，通过超临界水氧化工艺实现有机废液的资源化利用或无害化降解具有广泛的应用前景。

有机废液进行超临界水反应时，需要将废液增压输送到超临界水反应体系中，现有工艺一般通过高压柱塞泵、隔膜泵来实现废液的高压输送。但是，当有机废液中含有一定量的固体颗粒，这些颗粒对高压泵的泵体及密封圈都会造成极大的损害。此外，废液中颗粒尺寸大、浓度高对系统的预热、反应、残渣分离、热回收及降压都要求非常高，致使工艺设计难度大，处理成本高昂。

现有工艺只能通过物料预处理，将废液中的固体颗粒研磨细化来缓解高压泵的损坏问题，且随着颗粒尺寸进一步细化，破碎研磨的能耗会显著提升，进而大大增加系统的能耗。即便如此，高压泵损坏、系统压力不稳、物料输送不稳定等问题仍不可忽视。而对于一些软性固体废弃物，这类问题更严重。

此外，大尺寸和高浓度颗粒的存在使反应过程由于传质阻力大，反应效率低下，常规超临界氧化的条件下难以达到彻底去除的效果。且由于颗粒中含有一定量的无机灰渣成分，后续降温降压装置容易出现堵塞等问题，对系统安全可靠性造成极大的挑战。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种通过并联增压系统实现含颗粒废料持续高压输送，磨损小，可稳定输送的处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：