利用超临界水氧化处理有机废液的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用超临界水氧化处理有机废液的装置，其中，包括顺次相连的进料系统、超临界水反应系统和冷却分离回收系统；进料系统包括有机废液输送管和双氧水输送管；超临界水反应系统包括反应器和冷却组件，反应器外侧套设有预热组件和加热组件，有机废液输送管和双氧水输送管均与反应器的进料口相连，反应器的出料口与冷却组件相连；冷却分离回收系统包括螺旋冷凝器、气液分离器和回收槽，冷却组件与螺旋冷凝器的入口相连，螺旋冷凝器的出口与气液分离器的入口相连，气液分离器的排气口与回收槽相连。本发明专利技术设计巧妙，可靠性高，氧化分解有机废液的效率高，采用红外加热，无需引入助燃剂启动工艺，采用阀门利用重力排盐，操作简单。

Treatment of Organic Waste Liquor by Supercritical Water Oxidation

The invention discloses a device for treating organic waste liquor by supercritical water oxidation, which comprises a sequentially connected feeding system, a supercritical water reaction system and a cooling separation and recovery system; a feeding system comprises an organic waste liquor conveying pipe and a hydrogen peroxide conveying pipe; a supercritical water reaction system comprises a reactor and a cooling component, and a preheating component and a heating component are arranged on the outer side of the reactor. The organic waste liquid conveying pipe and hydrogen peroxide conveying pipe are connected with the inlet and outlet of the reactor, and the outlet of the reactor is connected with the cooling component; the cooling separation and recovery system includes spiral condenser, gas-liquid separator and recovery tank, the cooling component is connected with the inlet of the spiral condenser, the outlet of the spiral condenser is connected with the inlet of the gas-liquid separator, and the outlet of the gas-liquid separator is connected with the recovery. The slot is connected. The invention has the advantages of ingenious design, high reliability, high efficiency of oxidative decomposition of organic waste liquid, infrared heating, no need to introduce combustion promoter startup process, and valve gravity for salt removal, and simple operation.

【技术实现步骤摘要】
利用超临界水氧化处理有机废液的装置
本专利技术涉及一种处理有机废液的装置，尤其涉及一种利用超临界水氧化处理有机废液的装置。
技术介绍
超临界水氧化(SupercriticalWaterOxidation，简称SCWO)技术是一种可实现对多种有机废物进行深度氧化处理的技术。超临界水氧化技术的原理是以超临界水为反应介质，经过均相的氧化反应，将有机物完全氧化为清洁的H2O、CO2和N2等物质，S、P等转化为最高价盐类稳定化，重金属氧化稳定固相存在于灰分中。由于超临界水对有机物和氧气均是极好的溶剂，因此有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行，反应不存在因需要相问转移而产生的限制。同时，400～600℃的高反应温度也使反应速度加快，可以在几秒的反应时间内，即可达到99％以上的破坏率。另外，超临界水氧化反应在某种程度上和简单的燃烧过程相似，在氧化过程中释放出大量的热量。尽管超临界水氧化法具备了很多优点，但其高温高压的操作条件无疑对设备材质提出了严格的要求。另一方面，虽然已经在超临界水的性质和物质在其中的溶解度及超临界水化学反应的动力学和机理方面进行了一些研究，但是这些与开发、设计和控制超临界水氧化过程必需的知识和数据相比，还远不能满足要求。在实际进行工程设计时，除了考虑体系的反应动力学特性以外，还必须注意一些工程方面的因素，例如腐蚀、盐的沉淀、催化剂的使用、热量传递等。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用超临界水氧化处理有机废液的装置，具有将有机物氧化分解成二氧化碳、水、氮气以及盐类等无毒的小分子化合物的功能。具体技术方案如下：一种利用超临界水氧化处理有机废液的装置，其中，包括顺次相连的进料系统、超临界水反应系统和冷却分离回收系统；进料系统包括有机废液输送管和双氧水输送管；超临界水反应系统包括反应器和冷却组件，反应器外侧套设有预热组件和加热组件，有机废液输送管和双氧水输送管均与反应器的进料口相连，反应器的出料口与冷却组件相连；冷却分离回收系统包括螺旋冷凝器、气液分离器和回收槽，冷却组件与螺旋冷凝器的入口相连，螺旋冷凝器的出口与气液分离器的入口相连，气液分离器的排气口与回收槽相连。进一步，还包括三通，三通包括两个入口和一个出口，有机废液输送管和双氧水输送管分别与三通的两个入口相连，三通的出口与超临界水反应系统的反应器的进料口相连。进一步，还包括第一阀门，第一阀门采用针型阀，第一阀门的一端与三通的出口相连，另一端与超临界水反应系统的反应器的进料口相连。进一步，预热组件包括预热炉，加热组件包括加热炉，预热炉和加热炉均为对开式管式加热炉，预热炉和加热炉顺次套设在反应器的外侧；预热炉设置在靠近反应器进料口的一端，加热炉设置在靠近反应器出料口的一端。进一步，预热炉的功率小于加热炉的功率，以降低能耗。进一步，冷却组件包括直管冷凝器、管道补偿器，超临界水反应系统的反应器的出料口与直管冷凝器的入口相连，直管冷凝器的出口与管道补偿器相连，管道补偿器与排污口相连。进一步，直管冷凝器上设置有冷却水出口和冷却水入口，冷却水出口靠近反应器的出料口设置，冷却水入口靠近管道补偿器设置。进一步，还包括第一测温管、第二测温管，第一测温管设置在预热组件和加热组件之间，第二测温管设置在管道补偿器与冷却分离回收系统之间。进一步，有机废液输送管上设置有第一进料单向阀，双氧水输送管上设置有第二进料单向阀；螺旋冷凝器与气液分离器之间设置有背压阀，螺旋冷凝器与背压阀之间设置有泄压阀。进一步，还包括第一压力表和第二压力表，第一压力表设置在反应器的进料口处，第二压力表设置在螺旋冷凝器和背压阀之间。本专利技术设计巧妙，可靠性高，氧化分解有机废液的效率高，采用红外加热，无需引入助燃剂启动工艺，使结构简单化。采用阀门利用重力排盐，无需借助水或其他溶剂排盐，使实验过程简单化。附图说明图1为本专利技术的利用超临界水氧化处理有机废液的装置的整体示意图；图2为本专利技术的利用超临界水氧化处理有机废液的装置的流程图；图3为本专利技术的利用超临界水氧化处理有机废液的装置的进料系统的示意图；图4为本专利技术的利用超临界水氧化处理有机废液的装置的超临界水反应系统的示意图；图5为本专利技术的利用超临界水氧化处理有机废液的装置的冷却分离系统的示意图。具体实施方式为了更好地了解本专利技术的目的、功能以及具体设计方案，下面结合附图，对本专利技术的利用超临界水氧化处理有机废液的装置作进一步详细的描述。如图1和图2所示，本专利技术的利用超临界水氧化处理有机废液的装置包括进料系统1、超临界水反应系统2和冷却分离回收系统3，进料系统1、超临界水反应系统2和冷却分离回收系统3顺次连接。有机废液经高压泵输送至入料系统1，入料系统1将有机废液输送至超临界水反应系统进行氧化分解，氧化分解完成后，固体废物直接排出，其余的气体和液体进入冷却分离系统3进行气液分离，从而完成对有机废液的氧化分解。具体的，如图3所示，进料系统1包括有机废液输送管11、双氧水输送管12、第一进料单向阀13和第二进料单向阀14。有机废液输送管11上设置有第一进料单向阀13，双氧水输送管12上设置有第二进料单向阀14，第一进料单向阀13和第二进料单向阀14可避免超临界水反应系统2中的料液反向流动。有机废液输送管11和双氧水输送管12通过三通15与超临界水反应系统2连接，三通15包括两个入口和一个出口，有机废液输送管11和双氧水输送管12分别与两个进口相连，出口与超临界水反应系统2相连。优选的，还包括第一阀门51，第一阀门51的一端与三通15相连，另一端与超临界水反应系统2相连，第一阀门51在紧急情况下可阻止有机废液进入超临界水反应系统2中，第一阀门51采用针型阀，针型阀阀形比其他类型的阀门能够耐受更大的压力，密封性能好，所以一般用于较小流量，较高压力的气体或者液体介质的密封，因此非常适合本专利技术的使用环境。如图4所示，超临界水反应系统2包括反应器21、预热组件22、加热组件23、冷却组件24和排污口25。反应器21为管道型，反应器21从设计选材上设定为最高工作温度需达到800℃，承受最大压力为30MPa，且耐腐蚀，从加工上要求考虑加热变形以及焊缝泄露问题，本实施例的反应器21的材质为INCONEL690。反应器21包括进料口和出料口，进料口与三通15的出口相连，出料口与冷却组件24相连。预热组件22包括预热炉221，本实施例的预热炉221为对开式管式加热炉，采用红外加热，预热炉221套设在反应器21的外侧。加热组件23包括加热炉231，本实施例的加热炉231为对开式管式加热炉，采用红外加热，加热炉231套设在反应器21的外侧。预热炉221设置在靠近反应器21的入料口的一端，加热炉231设置在靠近反应器21的出料口的一端。值得注意的是，预热炉221的功率小于加热炉的功率，本实施例的预热炉221采用2kw对开式管式加热炉，加热炉231采用4kw开式管式加热炉，从而达到省电的目的，节约成本。预热组件22和加热组件23之间设置有间隙，间隙内设置有第一测温管25，第一测温管25与反应器21相连，用于检测预热后反应器21内的温度。冷却组件24包括直管冷凝器241、管道补偿器242，超临界水反应系统2的反应器21的出料口与直管冷凝机构241相连，直管冷凝机构241与管道补偿器242相连，管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用超临界水氧化处理有机废液的装置，其特征在于，包括顺次相连的进料系统、超临界水反应系统和冷却分离回收系统；进料系统包括有机废液输送管和双氧水输送管；超临界水反应系统包括反应器和冷却组件，反应器外侧套设有预热组件和加热组件，有机废液输送管和双氧水输送管均与反应器的进料口相连，反应器的出料口与冷却组件相连；冷却分离回收系统包括螺旋冷凝器、气液分离器和回收槽，冷却组件与螺旋冷凝器的入口相连，螺旋冷凝器的出口与气液分离器的入口相连，气液分离器的排气口与回收槽相连。

【技术特征摘要】
1.一种利用超临界水氧化处理有机废液的装置，其特征在于，包括顺次相连的进料系统、超临界水反应系统和冷却分离回收系统；进料系统包括有机废液输送管和双氧水输送管；超临界水反应系统包括反应器和冷却组件，反应器外侧套设有预热组件和加热组件，有机废液输送管和双氧水输送管均与反应器的进料口相连，反应器的出料口与冷却组件相连；冷却分离回收系统包括螺旋冷凝器、气液分离器和回收槽，冷却组件与螺旋冷凝器的入口相连，螺旋冷凝器的出口与气液分离器的入口相连，气液分离器的排气口与回收槽相连。2.如权利要求1所述的利用超临界水氧化处理有机废液的装置，其特征在于，还包括三通，三通包括两个入口和一个出口，有机废液输送管和双氧水输送管分别与三通的两个入口相连，三通的出口与超临界水反应系统的反应器的进料口相连。3.如权利要求2所述的利用超临界水氧化处理有机废液的装置，其特征在于，还包括第一阀门，第一阀门采用针型阀，第一阀门的一端与三通的出口相连，另一端与超临界水反应系统的反应器的进料口相连。4.如权利要求1所述的利用超临界水氧化处理有机废液的装置，其特征在于，预热组件包括预热炉，加热组件包括加热炉，预热炉和加热炉均为对开式管式加热炉，预热炉和加热炉顺次套设在反应器的外侧；预热炉设置在靠近反应器进料口的一端，加热炉设置在靠近反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：李腾，郑佐西，包良进，鲜亮，张怡，华小辉，王玲钰，李航，姜海英，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11