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高含盐有机废水的超临界水氧化处理系统发明内容

2022/07/1678 作者:佚名
导读:高含盐有机废水的超临界水氧化处理系统专利目的 《高含盐有机废水的超临界水氧化处理系统》的目的是克服高含盐有机废水SCWO系统设计时面临盐沉积和高运行成本问题,提供一种改进的超临界水氧化处理系统,可以广泛应用于高含盐有机废水的高效、低成本无害化处理。 高含盐有机废水的超临界水氧化处理系统技术方案 《高含盐有机废水的超临界水氧化处理系统》是采取如下技术方案予以实现的: 一种高含盐有机废水的超临界水氧化

高含盐有机废水的超临界水氧化处理系统专利目的

《高含盐有机废水的超临界水氧化处理系统》的目的是克服高含盐有机废水SCWO系统设计时面临盐沉积和高运行成本问题,提供一种改进的超临界水氧化处理系统,可以广泛应用于高含盐有机废水的高效、低成本无害化处理。

高含盐有机废水的超临界水氧化处理系统技术方案

《高含盐有机废水的超临界水氧化处理系统》是采取如下技术方案予以实现的:

一种高含盐有机废水的超临界水氧化处理系统,其特征在于:包括预脱盐部分、超临界水处理脱盐部分、混合反应部分和分离回收部分,其中:

预脱盐部分包括第一管式换热器和第二管式换热器,所述第一管式换热器管侧的入口通入高盐废水,第一管式换热器管侧的出口连接冷却结晶器的入口,冷却结晶器的顶部出口与一个储存有机废水的储料池的入口相连,冷却结晶器的底部出口与过滤离心机的入口相连,过滤离心机的顶部出口连接储料池,过滤离心机的底部出口排盐;第一管式换热器和第二管式换热器壳侧通有乙二醇溶液,第二管式换热器管侧的入口通入液氧;

所述超临界水处理脱盐部分包括加热炉,该加热炉的入口连接储料池的出口,加热炉中间出口连接水力旋流器的入口,水力旋流器顶部出口连接加热炉中间入口,加热炉出口连接混合器入口,水力旋流器底部出口连接脱盐装置;

混合反应部分包括第一容积式换热器,该第一容积式换热器管侧的入口连接第二管式换热器管侧的出口,第一容积式换热器管侧的出口连接第一缓冲器的入口,第一缓冲器的出口连接混合器的入口,混合器的出口连接管式反应器的入口,管式反应器出口连接容积式换热器组管侧的入口;

分离回收部分包括高压汽液分离器,该高压汽液分离器的入口连接容积式换热器组管侧的出口,高压汽液分离器顶部出口连接第四容积式换热器管侧的入口,第四容积式换热器管侧的出口连接提纯塔的入口,提纯塔顶部出口连接第二缓冲器的入口,第二缓冲器的出口与高压压缩机入口连接,高压压缩机出口连接第一缓冲器的入口;高压汽液分离器底部出口连接第一容积式换热器壳侧的入口,第一容积式换热器壳侧的出口连接后续处理单元;容积式换热器组壳侧的入口连接软化水装置;容积式换热器组壳侧的出口输出蒸汽;提纯塔底部出口排出CO2

上述系统中,可以进一步改进的技术方案为:

所述的软化水装置包括软化水箱,该软化水箱的出口通过低压变频泵连接容积式换热器组壳侧的入口,容积式换热器组壳侧出口输出蒸汽。所述的容积式换热器组可由两个容积式换热器串联组成。

所述的脱盐装置包括缓冲氧化器,该缓冲氧化器顶部的入口连接水力旋流器底部出口,缓冲氧化器底部出口与扩容器顶部入口连接,扩容器底部出口与储盐池顶部入口连接,储盐池底部出口排出无机盐。

所述高压汽液分离器底部出口与第一容积式换热器壳侧入口之间通过背压阀、敞口集液箱和低压水泵连接。

所述的后续处理单元中的污泥出口端通过连接管道与储料池入口连接。

所述的第一容积式换热器管侧的出口还连接缓冲氧化器顶部的入口。

所述的氧化缓冲器顶部的出口连接水力旋流器顶部的出口。

高含盐有机废水的超临界水氧化处理系统改善效果

《高含盐有机废水的超临界水氧化处理系统》系统突出的优点是:

1、有两股含盐有机废水作为超临界水氧化处理进料,其中一股含盐量10wt%~30wt%有机废水(简称高盐废水),此类无机盐随温度的降低溶解度降低,约占总水量的三分之一,另一股含盐量为5wt%~10wt%有机废水。利用系统中液氧冷能将高盐废水进行冷却结晶,降低废水中无机盐的质量浓度,进而降低两股废水所形成混合废水的无机盐浓度至5wt%~10wt%。混合废水经过高压计量泵加压后输送到加热炉进行预热,该系统加热炉中的换热盘管分两段布置(低温段和高温段),低温段出口(加热炉中间出口)流体达到超临界水温度,进入水力旋流器后利用离心分离作用可以将反应流体中颗粒度10微米以上的大量固体盐颗粒分离出来,经过脱盐处理后水力旋流器顶部出口流体再进入加热炉的高温段,进而可以保证高温段换热盘管的换热系数,有效防止水力旋流器后续管路及反应器的堵塞。同时将水力旋流器底部分离出的固体无机盐利用水力旋流器上的电机螺旋输送到缓冲氧化器中,当缓冲氧化器充满固体无机盐时,关闭缓冲氧化器顶部入口管路上的截止阀,关闭水力旋流器上部的输送电机,缓慢开启缓冲氧化器下部的截止阀,启动缓冲氧化器上的螺旋输送电机,将缓冲氧化器中的固体无机盐输送到扩容器中,含固体无机盐流体在扩容器内膨胀,产生的蒸汽进入储料池,热量回收利用,分离出的固体无机盐进入储盐池,间隔一段时间从储盐池中取出再进行填埋处置。此外,利用水力旋流器分离出的高含盐流体经螺旋输送进入氧化缓冲器后,在氧化缓冲器中与先前从氧气输运管路引入的氧气进行反应,将其中的有机污染物无害化去除。过饱和高含盐流体进入氧化缓冲器后,固体无机盐颗粒沉降到氧化缓冲器下部,氧化缓冲器上部基本不含固体无机盐的超临界流体进入水力旋流器顶部出口管道。

因此,该系统利用液氧的冷能对高盐废水冷却结晶处理,降低混合废水的含盐量,然后再利用超临界水的特性通过水力旋流器进行混合废水的脱盐处理,从而有效避免水力旋流器后续管路及反应器等设备的堵塞。

2、为降低高含盐有机废水超临界水氧化处理系统的运行成本,系统利用液氧的冷能去冷却结晶高盐废水,回收可能有价值的无机盐,进而产生经济收益。为保证高的有机物去除率,系统采用高氧化系数(3.0~4.0),通过设置第四容积式换热器、冷却机组、提纯塔、第二缓冲器、高压压缩机分离回收再利用过量的氧气,分离出CO2液体出售可以获得一定的收益。通过设置软化水箱、低压变频泵、第二容积式换热器、第三容积式换热器将反应后的高温流体换热产生饱和蒸汽,对外输出产生收益。通过降低反应时间和反应温度,降低有机废水超临界水氧化的去除率,同时辅助简单的后续处理单元,在满足混合废水整体处理达标排放要求的前提下,有效降低系统的运行成本。这些方法的耦合使用都能够有效降低高含盐有机废水超临界水氧化处理系统的运行成本。

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