超临界水氧化尾气回收方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超临界水氧化尾气回收方法，所述方法是采用变压吸附等技术将尾气中非氧气的杂质气体脱除，以实现氧气提浓或提纯，从而实现超临界水氧化过量氧气的回收，同时回收反应热和副产二氧化碳产品。与现有技术相比，氧气没有回收处理后直接放空，造成超临界水氧化技术运行成本居高不下，同时二氧化碳排空也增加了碳排放，因此本发明专利技术回收氧气和反应热较大地降低运行成本，同时回收了二氧化碳气体大大减少了碳排放。气体大大减少了碳排放。气体大大减少了碳排放。

【技术实现步骤摘要】
(95％以上)和N2，解析气CO2可回收作为副产品，本专利技术可回收未参与反应的过量O2，从而可将超临界水氧化反应中O2消耗量降低，节约装置总消耗的费用约15％，同时提纯的二氧化碳回收增加效益约占操作成本的5～10％，总体可节约20％以上成本，实现了大幅度的节能降耗。
[0005]所述超临界水氧化反应器，设计压力为26～35MPa(G)，设计温度为450～700℃，该反应器设有达到一定温度(300～450℃)和压力(26～35MPa(G))的有机污水入口，达到一定压力的氧气(26～35MPa(G))入口，超临界水氧化后汽相出口和排盐口和紧急排放口。达到一定温度(500℃以上)和压力(26～35MPa(G))的超临界水、氧气和有机污水在反应器内均相反应，可将有机物在4～30s几乎完全分解，生成水、二氧化碳、极少量N2(由原料中氮元素含量决定)和盐类(有机非碳氢杂质)等。超临界水氧化反应器设置有超温(温度高高报警)和超压(压力高高报警)的紧急排放管线，在反应器超温和超压时通过紧急排放管线降温和泄压，并将有机废物收集回收待重新超临界水氧化反应。反应后汽相去汽相处理系统。
[0006]基于上述有机固废、有机危废和放射性有机废物等污水超临界水氧化尾气回收系统的操作步骤，包括以下步骤：
[0007]步骤a：启动超临界水氧化反应器，将达到反应条件的有机污水和氧气输送至超临界水氧化反应器；
[0008]步骤b：反应汽相从超临界水氧化反应器流出后经反应汽相
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有机污水蛇管式换热器换热回收反应汽相的热量；
[0009]步骤c：将200℃左右的高压反应汽相采用汽包进一步回收余热；
[0010]步骤d：将高压反应和温度合适的反应汽相采用背压阀降压至PSA塔操作压力(约2.0MPa(G))，进入PSA塔吸附，净化气至后续系统，解吸气去二氧化碳回收系统，生产副产品二氧化碳出厂；
[0011]步骤e：净化气采用增压机将2.0MPa(G)增压至26～30MPa(G)，进入反应系统以回用。
[0012]所述步骤d采用两个及以上PSA塔和程控阀控制实现频繁自动切换操作，完成吸附
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解吸
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再吸附
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再解吸的重复循环，以实现尾气连续吸附，净化气连续排出，即：一个塔(如：PSA
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1塔)处于吸附工序，PSA
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2塔或PSA
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3塔处于解吸或解吸完成等待状态，待PSA
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1塔吸附饱和，切换至PSA
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2塔吸附，PSA
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1塔解吸，PSA
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2塔吸附饱和，PSA
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3塔吸附，PSA
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2塔解吸，PSA
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3塔吸附饱和，解吸完成的PSA
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1继续吸附，PSA
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3解吸，这是三塔循环的操作实例。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0014](1)尾气回收系统重点回收氧气，极大地降低氧气消耗，没有尾气回收的系统氧气消耗成本占操作总成本约50％，而尾气回收后氧气消耗成本占操作总成本约35％，极大地降低操作成本；
[0015](2)副产品CO2既提高装置的经济效益，又减少了CO2排放，对装置的环境友好型和污染物资源化利用起到十分重要的作用。副产品CO2的回收增加效益约占操作成本的5～10％；
[0016](3)PSA变压吸附工艺，O2作为净化气为中压，相比较其它脱碳技术均为低压操作，后续反应系统O2是高压，PSA变压吸附工艺更适合于超临界水氧化尾气中氧气回收，更有利于O2节能回收；
[0017](4)对于放射性物料的超临界水氧化，将带有低放射性剂量的O2回收再使用，而不是排放于大气中，更有利于环境保护；
[0018](5)反应汽相与原料有机污水的蛇管式换热器和汽包，以回收从超临界水氧化反应器中出来的高温高压反应汽相的余热，有利于装置能耗的降低。
附图说明：
[0019]图1是本专利技术实施提供的超临界水氧化尾气回收工艺流程图；
[0020]其中，1
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超临界水氧化反应器，11
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有机污水入口，12
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氧气入口，13
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紧急排放口，14
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反应后汽相出口，15
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反应后排盐出口；2
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反应汽相
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有机污水原料换热器，21
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反应汽相入口，22
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反应汽相出口，23
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有机污水入口；24
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有机污水出口；3a
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汽包的列管换热器，3b
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汽包的蒸汽发生器，31
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反应汽相入口，32
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汽液混合出口，33
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锅炉水入口，34
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低压蒸汽出口；4
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汽液分离器，41
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汽液混合入口，42
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汽相出口，43
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纯水出口；5
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PSA
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1塔，51a
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汽相入口，52a
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净化气出口，53a
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解吸气出口；6
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PSA
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2塔，61a
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汽相入口，62a
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净化气出口，63a
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解吸气出口；7
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气体增压机，71
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气体入口，72
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气体出口。
具体实施方式：
[0021]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步具体说明。
[0022]实施例1
[0023]图1为有机固废、有机危废和放射性有机废物等污水的超临界水氧化处理尾气回收工艺流程图，如图所示，超临界水氧化处理尾气系统包括超临界水氧化反应器1、反应汽相
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有机污水原料换热器2、汽包3、汽液分离器4、PSA
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1塔5、PSA
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2塔6、气体增压机7及其所属管道和阀门。
[0024]超临界水氧化反应器1上分别设置有机污水入口11、氧气入口12、反应后汽相出口14、反应后排盐出口15和超温和超压的紧急排放口13；达到超临界条件的有机污水通过有机污水入口11进入反应器内，与通过氧气入口12进入的氧气在反应器1内完成均相、快速和完全的氧化反应，生成超临界水、盐、二氧化碳等。上述超临界水氧化反应的产物中，汽相(气态水和二氧化碳等气体)经汽相出口14排出反应器1，盐通过排盐出口15排出反应器1，紧急排放口13用来实现反应系统泄压和降温。
[0025]反应汽相
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有机污水原料换热器2，设置该换热器2的目的是回收高温反应汽相的热量作为原料有机污水的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超临界水氧化尾气回收方法，其特征在于，步骤a：将超临界的有机污水和氧气输送至超临界水氧化反应器内，有机污水在反应器内完全氧化反应生成水、二氧化碳和盐，排盐；步骤b：步骤a)所得高温高压反应汽相流入反应汽相
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有机污水原料换热器(2)中回收热量，得高压反应汽相；步骤c：将步骤b)所得高压反应汽相与锅炉水热交换后得气液混合物，气液混合物降压后气液分离，所得纯水过滤回收；步骤d：将步骤c)所得气液分离后的汽相进行吸附，解吸后所得CO2回收，其他净化气增压，进入反应系统以回用。2.根据权利要求1所述的超临界水氧化尾气回收方法，其特征在于，步骤d采用两个及以上PSA塔和程控阀控制实现频繁自动切换操作，完成吸附
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解吸
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再吸附
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再解吸的重复循环，以实现尾气连续吸附，净化气连续排出。3.根据权利要求1所述的超临界水氧化尾气回收方法，其特征在于，步骤d)具体为：将步骤c)所得反应汽相采用背压阀降压至PSA塔操作压力，进入PSA塔吸附，净化气至后续系统，解吸气去二氧化碳回收系统，生产副产品二氧化碳出厂。4.根据权利要求1所述的超临界水氧化尾气回收方法，其特征在于，步骤d)中增压至26～30MPa。5.采用权利要求1～4所述的超临界水氧化尾气回收方法的系统，其特征在于，包括顺次连接的超临界水氧化反应器(1)、反应汽相
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有机污水原料换热器(2)、汽包(3)、汽液分离器(4)、PSA
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1塔(5)、PSA
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2塔(6)、气体增压机(7)及其必要的管道和阀门。6.根据权利要求5所述的超临界水氧化尾气回收系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：金家琪，蒋攀峰，姜垠，朱文文，张洪伟，
申请(专利权)人：湖南汉华京电清洁能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：