基于超临界水氧化技术的油基切削废液的处理及分离系统技术方案

本实用新型专利技术公开了基于超临界水氧化技术的油基切削废液的处理及分离系统，该系统属于超临界水氧化技术处理污水领域。所述基于超临界水氧化技术的油基切削废液的处理及分离系统包括油基切削废液预处理子系统、油基切削废液反应子系统、降温减压子系统、一氧化二氮净化子系统和碱液制备输送子系统，本实用新型专利技术公开的目的是为了解决传统的污水处理系统处理效率低的问题，本实用新型专利技术提出的系统更加适合油基切削废液的处理且具有高效降解有机物的功能，处理完后的污水能够达到市政污水厂进水要求，并能产生一氧化二氮。

【技术实现步骤摘要】
基于超临界水氧化技术的油基切削废液的处理及分离系统
本技术涉及超临界水氧化技术处理污水领域，特别是涉及一种基于超临界水氧化技术的油基切削废液的处理及分离系统。
技术介绍
油基切削液由于其润滑性能好，并具有冷却、清洗、防锈和良好的稳定性，广泛用于高精端的数控车床、铣床、刨床。油基切削液在多次循环使用后其性能下降，则需更换，形成切削液废液。油基切削液呈乳白色，无味，有机物浓度高(峰值有时能达到200000mg/L)、化学稳定性好，成分复杂，主要含有油性添加剂、挤压添加剂、防锈添加剂、防霉添加剂、抗泡沫添加剂、金属粉末和固体悬浮物等，如不处理将会对水资源、土壤环境造成严重污染，并且切削废液属于HW09系列，必须进行处理达标后才能排放，否则需要进行收集运输到具有危废资质厂家进行处理。超临界水氧化是以超临界水为反应介质，在有氧化剂(空气、氧气、双氧水等)的参与的工况中，在密闭反应器内将油基废切削液中的有机污染物彻底分解成水和二氧化碳等无机小分子物质的高级氧化技术。超临界水具有氢键并且为双水分子结构；密度比常温水低一个数量级；粘度为常温水的1/3，与常温下的空气相当；随着温度升高，气液界面的表面张力呈几乎线性下降，到达超临界点时，气液界面消失，表面张力降为0；在超临界条件下，无论怎样改变温度和压力，水始终为单相体系，不存在相界面；在超临界工况下，超临界水的介电常数下降至2以下，与常温下的己烷相当，可以代替传统的有机溶剂，超临界水的扩散系数接近于1.3MPa、450℃下过热蒸汽的1.79×10-3cm2/s。超临界水的非极性与各类有机污染物互溶，形成均一单相反应体系，反应速度很快，在1分钟内，有机物的降解率可达99％以上，且无焚烧法排放的烟气产生二次污染问题，反应机理属于自由基反应；无机盐在超临界水中析出。因此，超临界水具有类似有机溶剂的溶解性和类似于气体的流动和扩散性，其中的离子还可参与反应，可以用来处理油基切削废液。含有氯和硫的废液采用超临界水氧化技术会产生氯化氢和二氧化硫气体，这些气体会对设备造成腐蚀，影响设备的使用寿命；废液在超临界水氧化技术会产生盐析，盐会堵塞设备和管道，影响系统长时间稳定运行，限制了该技术在工业化的推广应用。目前处理切削废液主要是采用沉淀-破乳-高级氧化的方法进行处理，其中高级氧化主要是采用芬顿的方法(如CN201610503235.1)，其工艺过程中的破乳剂和芬顿反应中的盐酸易挥发出刺激性气体，对运行环境造成二次污染，严重影响操作人员的身体健康；也有采用滤渣破碎-干燥-热解析-油气冷凝-油水调质-离心分离-水处理-气体净化-残渣冷却-残渣固化处理切削废液(如CN201920185291.4)，这种工艺即是采用蒸馏的方法将切削废液中的有机物给分解，所需要耗费大量的能量，并且工艺流程长；也有采用破乳-光催化氧化-厌氧-MBR处理切削废液(如CN201610243102.5)，此方法缺点在于两级光催化氧化其降解效率不高，光催化氧化后采用厌氧处理，厌氧停留时间长占地面积大，由于切削液中有机物降解不完全，在最后MBR工艺中，会加速MBR膜的污染，导致膜通量减小，影响切削废液的处理量。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提出了一种适合于油基切削废液的，且具有高效降解有机物的能力，处理完后达到市政污水厂进水要求，并能产生一氧化二氮的处理系统。鉴于以上情况，本技术提出了一种基于超临界水氧化技术的油基切削废液的处理及分离系统，包括：油基切削废液预处理子系统、油基切削废液反应子系统、降温减压子系统、一氧化二氮净化子系统和碱液制备输送子系统，所述油基切削废液预处理子系统分别与所述油基切削废液反应子系统和所述降温减压子系统相连接，所述油基切削废液反应子系统分别与所述一氧化二氮净化子系统和所述碱液制备输送子系统相连接，所述降温减压子系统与所述碱液制备输送子系统相连接。优选地，所述油基切削废液预处理子系统包括过滤储存分离罐、柱塞泵和预热器，所述过滤储存分离罐内部包括沉降室和缓冲室，所述沉降室和所述缓冲室之间竖直放置有过滤网，所述沉降室用于接收油基切削废液并将其杂质进行沉降分离，所述过滤网用于过滤密度不大于水的密度的物质，所述缓冲室用于放置过滤后的油基切削废液，所述缓冲室的油基切削废液通过与缓冲室相连接的柱塞泵泵入到与柱塞泵相连接的预热器中，所述预热器用于对油基切削废液进行加热；收集完的油基切削废液通过管道或者罐车输送至过滤储存分离罐后先进入沉降室，沉降室对油基切削废液的杂质进行沉降分离，切削废液在沉降室的停留时间为2h～5h，切削废液中的铁屑，灰尘及其他杂质在沉降室中由于重力的作用沉降在沉降室底部的锥斗，锥斗的角度为四面锥体，锥体的棱与地平面的夹角为50°～80°，锥斗的容积为沉降室容积的1/10～1/6，当积累了一定浓度时排出沉降室，油基切削废液中另一部分密度不大于水的密度的物质在过滤网的拦截作用下被拦截在沉降室，当积累到一定的量时采用人工手动清除；经过重力沉降和过滤网过滤后的油基切削废液通过柱塞泵将其泵入到预热器进行预热，预热器将油基切削废液的温度加热至380℃～410℃，预热器采用U型管式换热器或者浮头式换热器，油基切削废液走管程，烟气走壳程；优选地，所述油基切削废液反应子系统包括超临界反应器、空气充气泵和空气净化设备，所述空气充气泵用于吸入空气并将空气进行压缩，所述空气净化设备的空气进口与所述空气充气泵的空气出口通过第一气体管路相连接，所述空气净化设备的空气出口与超临界反应器的空气进口相连接，所述预热器的切削废液出口与超临界反应器的切削废液进口相连接，所述超临界反应器用于将切削废液与净化后的空气进行传热传质反应，所述超临界反应器底部开设有排盐出口，所述排盐出口处设置有第一液压排盐阀和第二液压排盐阀；空气经过空气充气泵吸入后经过空气充气泵的压缩作用将空气压力提高至23MPa以上，再经过空气净化设备的除油脱水和去除杂质后切向进入超临界反应器，进入超临界反应器的空气切向进入反应器内壁并以螺旋状的流线与经过油基切削废液预处理子系统处理的切削废液进行传热传质反应，切削废液在超临界的反应条件下将切削废液中的大部分有机物氧化成二氧化碳和水，其余的小部分有机物氧化成乙酸和甲烷等气体，切削废液中的无机物则反应生成硫化氢、氯化氢和一氧化二氮；优选地，所述降温减压子系统包括冷凝器、减压阀、静态混合器、气液分离罐、自来水箱和给水泵；所述自来水箱中的出水口与所述冷凝器的进水口通过给水泵相连接，所述冷凝器的进气口与所述超临界反应器的出气口相连接，所述冷凝器的出气口通过减压阀连接至静态混合器的进气口；所述冷凝器的出水口通过第一走水管路连接至气液分离罐，所述气液分离罐的出水口通过第二走水管路回连至自来水箱的进水口，所述气液分离罐的出气口用于排放水蒸气；经过超临界反应器反应产生后的气体经过油基切削废液预处理子系统中的预热器与油基切削废液换热，降温至120℃～180℃之后进入降温减压子系统中的冷凝器，进一步将温度下降至20℃～70℃，气体降温产生的热量传热至从给水泵将自来水箱的水泵入冷凝器的自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于超临界水氧化技术的油基切削废液的处理及分离系统，其特征在于，包括：油基切削废液预处理子系统、油基切削废液反应子系统、降温减压子系统、一氧化二氮净化子系统和碱液制备输送子系统，所述油基切削废液预处理子系统分别与所述油基切削废液反应子系统和所述降温减压子系统相连接，所述油基切削废液反应子系统分别与所述一氧化二氮净化子系统和所述碱液制备输送子系统相连接，所述降温减压子系统与所述碱液制备输送子系统相连接。/n

【技术特征摘要】
1.基于超临界水氧化技术的油基切削废液的处理及分离系统，其特征在于，包括：油基切削废液预处理子系统、油基切削废液反应子系统、降温减压子系统、一氧化二氮净化子系统和碱液制备输送子系统，所述油基切削废液预处理子系统分别与所述油基切削废液反应子系统和所述降温减压子系统相连接，所述油基切削废液反应子系统分别与所述一氧化二氮净化子系统和所述碱液制备输送子系统相连接，所述降温减压子系统与所述碱液制备输送子系统相连接。


2.根据权利要求1所述的基于超临界水氧化技术的油基切削废液的处理及分离系统，其特征在于：所述油基切削废液预处理子系统包括过滤储存分离罐(4)、柱塞泵(5)和预热器(6)，所述过滤储存分离罐(4)内部包括沉降室和缓冲室，所述沉降室和所述缓冲室之间竖直放置有过滤网，所述沉降室用于接收油基切削废液并将其杂质进行沉降分离，所述过滤网用于过滤密度不大于水的密度的物质，所述缓冲室用于放置过滤后的油基切削废液，所述缓冲室的油基切削废液通过与缓冲室相连接的柱塞泵(5)泵入到与柱塞泵(5)相连接的预热器(6)中，所述预热器(6)用于对油基切削废液进行加热。


3.根据权利要求2所述的基于超临界水氧化技术的油基切削废液的处理及分离系统，其特征在于：所述油基切削废液反应子系统包括超临界反应器(7)、空气充气泵(1)和空气净化设备(2)，所述空气充气泵(1)用于吸入空气并将空气进行压缩，所述空气净化设备(2)的空气进口(702)与所述空气充气泵(1)的空气出口通过第一气体管路(23)相连接，所述空气净化设备(2)的空气出口与超临界反应器(7)的空气进口(702)相连接，所述预热器(6)的切削废液出口与超临界反应器(7)的切削废液进口相连接，所述超临界反应器(7)用于将切削废液与净化后的空气进行传热传质反应，所述超临界反应器(7)底部开设有排盐出口，所述排盐出口处设置有第一液压排盐阀(28)和第二液压排盐阀(29)。


4.根据权利要求3所述的基于超临界水氧化技术的油基切削废液的处理及分离系统，其特征在于：所述降温减压子系统包括冷凝器(11)、减压阀(12)、静态混合器(17)、气液分离罐(14)、自来水箱(9)和给水泵(10)；所述自来水箱(9)中的出水口与所述冷凝器(11)的进水口通过给水泵(10)相连接，所述冷凝器(11)的进气口与所述超临界反应器(7)的出气口相连接，所述冷凝器(11)的出气口通过减压阀(12)连接至静态混合器(17)的进气口；所述冷凝器(11)的出水口通过第一走水管路(26)连接至气液分离罐(14)，所述气液分离罐(14)的出水口通过第二走水管路(...

【专利技术属性】
技术研发人员：石影，张贤彬，
申请(专利权)人：江苏暻慧诚环境工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32