[发明专利]一种用于处理大浓度差有机废液的超临界水氧化系统和方法

说明书

一种用于处理大浓度差有机废液的超临界水氧化系统，包括进料系统、进氧系统、预热系统、反应系统、冷凝系统、背压系统、排盐系统以及气液分离系统；其中，进料系统包括低COD废液箱(1)、高COD废液箱(2)、助燃溶剂箱(3)、进料泵Ⅰ(4‑1)和进料泵Ⅱ(4‑2)；进氧系统包括氧化剂瓶(12)、压缩机(13)和加热器(14)；预热系统主要包括预热器(5)；冷凝系统主要包括冷却器Ⅰ(8‑1)和浓盐水冷凝器Ⅱ(8‑2)；本发明采用多级超临界水氧化反应器串联的方式提高了系统处理废水中有机物的能力，使得废水中有机物的转化率达到99.99％。

技术领域

本发明是一种用于处理大浓度差有机废液的超临界水氧化系统和方法，涉及有机废液处理领域，具体为处理两种或多种有机物浓度差较大的有机废液，并提供一种利用超临界水氧化技术处理有机废液的系统和方法。

技术背景

超临界水是一种温度和压力均达到并超过水的超临界点(374.3℃、22.1MPa)的特殊状态的水，该类水具有密度、粘度低、扩散系数大、介电常数小等特点被得到广泛应用。由于超临界水较低的介电常数，使得超临界水的性质更接近于非极性溶剂，因此是各类有机物和气体(如空气、氧气、氮气等)的良好溶剂，消除了不同相态物质之间的相界面，加快了物质间的传质和传热。

超临界水氧化处理有机废液就是充分利用超临界水的特点，使得有机物和氧化剂(空气、氧气等)完全互溶，进而发生快速的氧化反应，使得有机物完全氧化生成二氧化碳和水，不产生其他二次污染物，因此是一种具有广泛应用前景的有机废水处理技术。但是，由于超临界水氧化反应是一种强放热反应，受反应器材料的限制，超临界水氧化可处理有机废液COD值必须适中，过高的COD值会由于反应放热过大而使反应器内温超过设计温度，从而造成运行风险，而过低的COD值也使得反应过程由于超临界水环境的建立和保持而消耗大量的能源，造成高昂的运行费用。

在通常情况下，很多企业有机废水的种类繁多，而且浓度差别较大(COD值从几千到几万不等)，在利用超临界水氧化技术进行处理时首先通过原料乳化的方式将不同COD值的有机废水均匀混合，配置成COD值适中的有机废液原料，但是，由于废水杂质较多，对乳化工艺带来严重挑战，不均匀的COD值也对超临界水氧化工艺带来严重挑战。另外，随着国家环保政策的日趋严格，传统超临界水氧化处理有机废水工艺有机物的转化率仅为99％左右，为进一步提高有机物的转化率，通常采用提高反应温度和压力等措施，造成更为苛刻的运行环境。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明意在提供一种可用于处理大浓度差有机废液的超临界水氧化系统和方法，提高有机物的转化率。

一种用于处理大浓度差有机废液的超临界水氧化系统，包括进料系统、进氧系统、预热系统、反应系统、冷凝系统、背压系统、排盐系统以及气液分离系统；其中，进料系统包括低COD废液箱1、高COD废液箱2、助燃溶剂箱3、进料泵Ⅰ4-1和进料泵Ⅱ4-2；进氧系统包括氧化剂瓶12、压缩机13和加热器14；预热系统主要包括预热器5；冷凝系统主要包括冷却器Ⅰ8-1和浓盐水冷凝器Ⅱ8-2；

低COD废液箱1通过进料泵Ⅰ4-1与预热器5壳程中段连接；高COD废液箱2通过进料泵Ⅱ4-2与预热器5壳程下段连接；预热器5壳程出口端与调节阀Ⅲ15-3连接，调节阀Ⅲ15-3又与超临界水氧化反应器Ⅰ6顶端连接；超临界水氧化反应器Ⅰ6侧壁上段与单向阀16连接，单向阀16出口又与超临界水氧化反应器Ⅱ7连接；超临界水氧化反应器Ⅱ7侧壁上端分别与调节阀Ⅳ15-4和调节阀Ⅴ15-5连接；调节阀Ⅳ15-4出口与预热器5管程上端连接；调节阀Ⅴ15-5出口与预热器5管程下端管路连接，调节阀Ⅴ15-5又与冷却器Ⅰ8-1壳程进口端连接；冷却器Ⅰ8-1出口端与背压阀9连接，背压阀9的出口与气液分离器Ⅰ10-1中段连接；气液分离器Ⅰ10-1经过气液分离器后，气体从气液分离器Ⅰ10-1顶端排出，液体从气液分离器Ⅰ10-1底端排出；