專利名稱：超臨界水處理的氧化脫鹽裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢有機(jī)物的超臨界水處理技木，特別涉及一種超臨界水處理的氧化脫
鹽裝置。
背景技術(shù)：
超臨界水氧化(Supercritical Water Oxidation,簡(jiǎn)稱SCW0)技術(shù)是一種可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種有機(jī)廢物進(jìn)行深度氧化處理的技木。在超臨界水中，有機(jī)物能與空氣、O2等無極性氣體混溶形成均相反應(yīng)體系，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的高效快速分解，生成小分子產(chǎn)物h20、CO2和n2。雖然在常溫常壓下，大多數(shù)鹽類在水中的溶解度較大，一般在數(shù)IOg 100g/L左右，但是在臨界水中，無機(jī)鹽的溶解度顯著降低，一般在(I 100) X 10_6(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。因此，無機(jī)鹽很容易從超臨界水中析出。在相關(guān)有機(jī)廢物的SCWO處理裝置中，無機(jī)鹽等沉淀造成的設(shè)備及管道堵塞問題是影響SCWO處理技術(shù)エ業(yè)化的最大障礙之一。在SCWO處理工業(yè)化應(yīng)用系統(tǒng)中，建立可實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行的脫鹽系統(tǒng)對(duì)維持整個(gè)SCWO處理系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有重要意義，目前已成為SCWO處理系統(tǒng)開發(fā)方面急需解決的核心技術(shù)問題?，F(xiàn)有SCWO法處理有機(jī)廢物的脫鹽系統(tǒng)中，根據(jù)排鹽的時(shí)間可分為反應(yīng)前脫鹽和反應(yīng)后脫鹽，系統(tǒng)流程上可分為連續(xù)式脫鹽和間歇式脫鹽，操作條件類型可分為高壓直接排鹽和降壓后排鹽。實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定脫鹽和采用有效的降壓降溫方式是需要解決的關(guān)鍵問題?，F(xiàn)有的SCWO法處理有機(jī)廢物的脫鹽系統(tǒng)如圖I所示，反應(yīng)器出口連接水力旋流器I上部入口端，水力旋流器頂部的出口端去氣液分離器，水力旋流器底部的出口端與換熱器2的入口連接，換熱器出口端分為兩路，一路與第一貯鹽罐3入口連接，另一路與第二貯鹽罐4入口連接，第一和第二貯鹽罐上部出ロ均與過濾器5的入口連接，過濾器的出ロ去無污染排放管道。具體エ藝原理如下水力旋流器分離出來的濃鹽水從水力旋流器的底部出口流出，進(jìn)入換熱器冷卻至30°C左右，再通過重力作用進(jìn)入第一貯鹽罐，非溶解性的無機(jī)鹽沉降到第一貯鹽罐的底部，富含溶解性鹽的濃鹽水和非溶解性無機(jī)鹽在第一貯鹽罐中實(shí)現(xiàn)液固分層，上層含固率非常低的濃鹽水進(jìn)入后續(xù)過濾器進(jìn)ー步進(jìn)行過濾，再經(jīng)背壓閥降到常壓后排放。系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間需要除鹽操作時(shí)，關(guān)閉第一貯鹽罐頂部進(jìn)ロ閥門，打開第一貯鹽罐底部出口的閥門，依靠重力作用富含非溶解性固體的濃鹽水排入地溝，在關(guān)閉第一貯鹽罐頂部閥門的同時(shí)，啟用第二貯鹽罐，保證系統(tǒng)連續(xù)脫鹽。上述廢有機(jī)物的SCWO脫鹽裝置所存在的問題是，采用在反應(yīng)器后脫鹽的方案，不適用于大規(guī)模的エ業(yè)化應(yīng)用；設(shè)置兩個(gè)高壓儲(chǔ)鹽罐切換使用來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連續(xù)式脫鹽，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有廢有機(jī)物SCWO處理的脫鹽裝置所存在的缺陷，本發(fā)明提供了ー種改進(jìn)的廢有機(jī)物在超臨界條件下的脫鹽裝置，可實(shí)現(xiàn)廢水在加熱爐預(yù)熱過程中連續(xù)高效脫、鹽。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種超臨界水處理的氧化脫鹽裝置，其特征在干包括加熱爐，其引出管道連接水力旋流器的入ロ，水力旋流器上端的溢流ロ連接加熱爐的回流管道，水力旋流器下部為儲(chǔ)鹽緩沖罐，儲(chǔ)鹽緩沖罐底部出ロ連接ー個(gè)緩沖氧化器，緩沖氧化器上部連接供氧管路，緩沖氧化器下部出ロ連接ー個(gè)擴(kuò)容器，擴(kuò)容器上部出ロ連接儲(chǔ)料池，擴(kuò)容器下部出ロ連接儲(chǔ)鹽池。上述方案中，所述緩沖氧化器中設(shè)置有一個(gè)過濾器，過濾器出口通過管道與水力旋流器溢流ロ連接。過濾器的過濾精度小于水力旋流器的最小脫除粒度。所述水力旋流器下部?jī)?chǔ)鹽緩沖罐內(nèi)設(shè)置有螺旋輸送機(jī)，由儲(chǔ)鹽緩沖罐外部自帶的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。所述緩沖氧化器內(nèi)設(shè)置有螺旋輸送機(jī)，由緩沖氧化器外部自帶的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(I)可有效降低設(shè)備和管道的鹽堵塞風(fēng)險(xiǎn)，保證系統(tǒng)的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。(2)廢有機(jī)物的SCWO處理系統(tǒng)采用反應(yīng)前脫鹽方案，但從水力旋流器底部脫除的鹽中仍含約10%的廢水，因此脫除的鹽中仍含有較高濃度的有機(jī)廢物，如不對(duì)這部分廢物加以處理而直接填埋處理，將會(huì)造成一定環(huán)境污染。本發(fā)明采用的緩沖氧化器可用于氧化分解脫除的鹽中的有機(jī)廢物。(3)緩沖氧化器中的高溫高壓超臨界流體經(jīng)過第二次過濾，可防止脫出的鹽被重新進(jìn)入SCWO處理系統(tǒng)。(4)本發(fā)明采用的擴(kuò)容降溫降壓的方法，與采用套管式換熱器降溫降壓的方式相比，更加節(jié)省材料、安全可靠。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步詳細(xì)說明。圖I是ー種現(xiàn)有SCWO處理廢有機(jī)物的脫鹽裝置。圖中1.旋風(fēng)分離器，2.換熱器，3.第一貯鹽罐，4.第二貯鹽罐，5.過濾器。圖2是本發(fā)明SCWO處理廢有機(jī)物的脫鹽裝置。圖中6.加熱爐，7.水力旋流器，8.緩沖氧化器，9.擴(kuò)容器，10.儲(chǔ)鹽池，11.儲(chǔ)料池，12.過濾器，13、14、驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
具體實(shí)施例方式參見圖2，本發(fā)明SCWO處理廢有機(jī)物的脫鹽裝置主要包括加熱爐6引出管道接水力旋流器7入口，水力旋流器7上端的溢流ロ連接返回加熱爐6的管道，水力旋流器7下部?jī)?chǔ)鹽緩沖罐中設(shè)置有螺旋輸送機(jī)，由外部自帶的電機(jī)13驅(qū)動(dòng)，儲(chǔ)鹽緩沖罐底部出口連接一個(gè)緩沖氧化器8，緩沖氧化器8中也設(shè)置有螺旋輸送機(jī)，由外部自帶的電機(jī)14驅(qū)動(dòng)，緩沖氧化器8連接供氧管路，緩沖氧化器中設(shè)置有一個(gè)過濾器12，過濾器12出ロ通過管道與水力旋流器7的溢流ロ連接，緩沖氧化器8下部出ロ連接ー個(gè)擴(kuò)容器9，擴(kuò)容器9上部出口連接儲(chǔ)料池11，擴(kuò)容器9下部出ロ連接儲(chǔ)鹽池10。含鹽廢水在加熱爐6中被加熱到超臨界溫度400°C時(shí)，引出至水力旋流器7，利用水力旋流器7的離心分離作用，將反應(yīng)流體中大約40微米的固體鹽顆粒分離出來，經(jīng)過水力旋流器7除鹽后的廢水返回到加熱爐6中繼續(xù)加熱，從而防止較大的鹽顆粒進(jìn)入到后續(xù)加熱爐管道及反應(yīng)器中。水力旋流器7下部帶有ー個(gè)儲(chǔ)鹽緩沖罐，儲(chǔ)鹽緩沖罐中設(shè)置有螺旋輸送機(jī)，在電機(jī)13驅(qū)動(dòng)下，控制螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速，具有一定時(shí)間的儲(chǔ)鹽能力。緩沖氧化器8中也設(shè)置有螺旋輸送機(jī)，在電機(jī)14驅(qū)動(dòng)下，控制螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速，具有比水力旋流器7下部?jī)?chǔ)鹽緩沖罐儲(chǔ)鹽時(shí)間更長(zhǎng)的儲(chǔ)鹽能力。緩沖氧化器8上 部連接供氧管路，系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先向緩沖氧化器8中充氧，從水力旋流器7下部?jī)?chǔ)鹽緩沖罐進(jìn)入到緩沖氧化器8中，從而實(shí)現(xiàn)這部分廢有機(jī)物在高溫高壓條件下高效氧化分解。緩沖氧化器8中的高溫高壓超臨界流體(含鹽量低)經(jīng)過設(shè)置在緩沖氧化器8中的過濾器12 (過濾精度40微米，此過濾器設(shè)計(jì)過濾面積較大，約為300cm2)，與水力旋流器7溢流流體相匯合，進(jìn)入后續(xù)管路。從緩沖氧化器8進(jìn)入到擴(kuò)容器9中的鹽仍含有50%左右含水率，擴(kuò)容器9罐體體積設(shè)計(jì)可滿足含固體鹽的濃鹽水在其中擴(kuò)容，同時(shí)降溫降壓。脫除鹽中含有的水汽化從擴(kuò)容器9上部出口降壓后進(jìn)入儲(chǔ)料池11，干燥后的鹽經(jīng)過閥門降壓后進(jìn)入儲(chǔ)鹽池10，儲(chǔ)鹽池10排出的鹽進(jìn)行填埋。
權(quán)利要求
1.一種超臨界水處理的氧化脫鹽裝置，其特征在于包括加熱爐，其引出管道連接水力旋流器的入ロ，水力旋流器上端的溢流ロ連接加熱爐的回流管道，水力旋流器下部為儲(chǔ)鹽緩沖罐，儲(chǔ)鹽緩沖罐底部出ロ連接ー個(gè)緩沖氧化器，緩沖氧化器上部連接供氧管路，緩沖氧化器下部出ロ連接ー個(gè)擴(kuò)容器，擴(kuò)容器上部出ロ連接儲(chǔ)料池，擴(kuò)容器下部出ロ連接儲(chǔ)鹽池。
2.如權(quán)利要求I所述的超臨界水處理的氧化脫鹽裝置，其特征在于所述緩沖氧化器中設(shè)置有一個(gè)過濾器，過濾器出口通過管道與水力旋流器溢流ロ連接。
3.如權(quán)利要求2所述的超臨界水處理的氧化脫鹽裝置，其特征在于所述過濾器的過濾精度小于水力旋流器的最小脫除粒度。
4.如權(quán)利要求I所述的超臨界水處理的氧化脫鹽裝置，其特征在于所述水力旋流器下部?jī)?chǔ)鹽緩沖罐內(nèi)設(shè)置有螺旋輸送機(jī)，由儲(chǔ)鹽緩沖罐外部自帶的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求I所述的超臨界水處理的氧化脫鹽裝置，其特征在于所述緩沖氧化器內(nèi)設(shè)置有螺旋輸送機(jī)，由緩沖氧化器外部自帶的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超臨界水處理的氧化脫鹽裝置，其特征在于包括加熱爐，其引出管道連接水力旋流器的入口，水力旋流器上端的溢流口連接加熱爐的回流管道，水力旋流器下部為儲(chǔ)鹽緩沖罐，儲(chǔ)鹽緩沖罐底部出口連接一個(gè)緩沖氧化器，緩沖氧化器上部連接供氧管路，緩沖氧化器下部出口連接一個(gè)擴(kuò)容器，擴(kuò)容器上部出口連接儲(chǔ)料池，擴(kuò)容器下部出口連接儲(chǔ)鹽池。該裝置可通過水力旋流器自帶的儲(chǔ)鹽緩沖罐和緩沖氧化器的儲(chǔ)鹽作用，實(shí)現(xiàn)廢有機(jī)物超臨界水氧化處理系統(tǒng)高效、連續(xù)脫鹽。
文檔編號(hào)C02F1/72GK102642910SQ20121012027
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者周璐, 唐興穎, 徐東海, 王樹眾, 馬紅和 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)