一种处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统技术方案

一种处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统，包括水膜反应器，水膜反应器侧面连接有第一纯水支路，水膜反应器顶部设有同轴喷嘴，同轴喷嘴分别连接于氧气增压支路、第二纯水支路、燃料支路及废液支路，废液支路包括并联的第一废液增压罐和第二废液增压罐，通过并联增压系统实现含颗粒废料的持续进料，实现物料稳定的高压输送，通过增压纯水产生高压水，高压水通过增压柱塞驱动废液增压输送，由于高压水和废液间的压差极小，颗粒对高压柱塞和密封环的磨损非常小，选用常规密封环和柱塞即可满足要求，可适应高浓度且大颗粒废液的高压输送，因此，增压系统投入成本大大降低，稳定性和经济性大大提高。经济性大大提高。经济性大大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统


[0001]本专利技术涉及能源环境
，特别是涉及一种处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统。

技术介绍

[0002]超临界水氧化有机固体废弃物绿色高效，但需要将固体有机废弃物破碎制浆成废液。有机固体废弃物破碎能耗非常高，特别是对于一些软性有机废弃物，如橡胶、塑料、生物质等，其难以粉碎制浆至高压泵输送的颗粒尺寸要求。此外，废液中颗粒尺寸大、浓度高对系统的预热、反应、残渣分离、热回收及降压都要求非常高，致使工艺设计难度大，处理成本高昂。
[0003]超临界水(P>22.1MPa，T>374℃)具有类似液体的密度、溶解能力和良好的流动性，同时又具有类似气体的扩散系数和低黏度。在超临界水中，气液两相的界面消失，有机物和O2在超临界水中完全互溶，形成均一相体系，反应速度大大加快。水在液态时是一种极性溶剂，而在超临界状态时却变成了非极性溶剂，这样如非极性的有机物和气体如：氧气、氮气、二氧化碳等都极易溶解在超临界水中。因此，通过超临界水氧化工艺实现有机废液的资源化利用或无害化降解具有广泛的应用前景。
[0004]有机废液进行超临界水反应时，需要将废液增压输送到超临界水反应体系中，现有工艺一般通过高压柱塞泵、隔膜泵来实现废液的高压输送。但是，当有机废液中含有一定量的固体颗粒，这些颗粒对高压泵的泵体及密封圈都会造成极大的损害。此外，废液中颗粒尺寸大、浓度高对系统的预热、反应、残渣分离、热回收及降压都要求非常高，致使工艺设计难度大，处理成本高昂。
[0005]现有工艺只能通过物料预处理，将废液中的固体颗粒研磨细化来缓解高压泵的损坏问题，且随着颗粒尺寸进一步细化，破碎研磨的能耗会显著提升，进而大大增加系统的能耗。即便如此，高压泵损坏、系统压力不稳、物料输送不稳定等问题仍不可忽视。而对于一些软性固体废弃物，这类问题更严重。
[0006]此外，大尺寸和高浓度颗粒的存在使反应过程由于传质阻力大，反应效率低下，常规超临界氧化的条件下难以达到彻底去除的效果。且由于颗粒中含有一定量的无机灰渣成分，后续降温降压装置容易出现堵塞等问题，对系统安全可靠性造成极大的挑战。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种通过并联增压系统实现含颗粒废料持续高压输送，磨损小，可稳定输送的处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统，包括水膜反应器，所述水膜反应器侧面连接有第一纯水支路，所述第一纯水支路包括第一纯水罐及连接于所述第一纯水罐的第一纯水增压泵，所述水膜反应器顶部设有同轴喷嘴，所述同轴喷嘴分别连接于氧
气增压支路、第二纯水支路、燃料支路及废液支路，所述废液支路包括并联的第一废液增压罐和第二废液增压罐，所述第一废液增压罐和所述第二废液增压罐均连接于废液储罐，所述第一废液增压罐和所述第二废液增压罐的顶部设有废液入口、废液出口及上机械触点，底部设有纯水入口、纯水出口及下机械触点，所述废液储罐与所述第一废液增压罐之间设有第一废液入口阀和第一废液出口阀，所述废液储罐与所述第二废液增压罐之间设有第二废液入口阀和第二废液出口阀，所述第一废液出口阀和所述第二废液出口阀通过单向阀连接于所述同轴喷嘴，所述第二纯水支路包括第二纯水罐及连接于所述第二纯水罐的第二纯水增压泵，所述第二纯水增压泵的出口通过阀门连接于所述同轴喷嘴，所述第二纯水增压泵的出口通过第一纯水入口阀和第二纯水入口阀分别连接于所述第一废液增压罐和所述第二废液增压罐的纯水入口，所述第一废液增压罐和所述第二废液增压罐的纯水出口分别通过第一纯水出口阀和第二纯水出口阀连接于所述第二纯水罐，所述第一废液增压罐和所述第二废液增压罐内设有增压柱塞，所述增压柱塞与所述上机械触点、所述下机械触点接触时，联动控制所述第一废液入口阀和所述第一废液出口阀、所述第二废液入口阀和所述第二废液出口阀、所述第一纯水入口阀和所述第一纯水出口阀、所述第二纯水入口阀和所述第二纯水出口阀的开关状态，所述水膜反应器的底部连接有残渣分离罐。
[0010]进一步，所述水膜反应器包括同轴设置的承压外壳和多孔内壳，所述第一纯水支路的纯水由所述承压外壳进入后渗入所述多孔内壳内。
[0011]进一步，所述氧气增压支路包括依次连接的氧气罐和氧气增压泵，所述氧气增压泵连接于所述同轴喷嘴。
[0012]进一步，所述废液储罐内添加均质溶解剂和碱性中和剂，所述均质溶解剂包含烃类、醇类、酮类、苯环类等有机溶剂中的一种或多种，所述碱性中和剂包含无机碱及碱性盐中的一种或组合。
[0013]进一步，所述第一废液增压罐和第二废液增压罐包括外筒、设置于所述外筒顶部的顶盖及设置于所述外筒底部的底盖，所述增压柱塞顶部、所述外筒及所述顶盖之间形成废液空间，所述增压柱塞底部、所述外筒及所述底盖之间形成纯水空间。
[0014]进一步，所述增压柱塞与所述外筒之间设有密封环。
[0015]进一步，所述废液储罐、所述第一废液增压罐和所述第二废液增压罐、所述第二纯水罐在垂直高度上依次排开，所述第一废液增压罐和所述第二废液增压罐的废液出口位于所述同轴喷嘴上方。
[0016]进一步，所述第一纯水支路还包括连接于所述第一纯水增压泵的纯水预热器，所述燃料支路包括依次连接的燃料罐、燃料增压泵、燃料预热器及电加热器，所述电加热器出口连接于所述同轴喷嘴，所述燃料增压泵还连接有第三纯水罐。
[0017]进一步，所述残渣分离罐的顶部设有产物出口，所述产物出口连接于所述纯水预热器和所述燃料预热器，所述纯水预热器和所述燃料预热器连接于余热回收器，所述余热回收器连接于气液分离器，由所述残渣分离罐分离的反应产物分别进入所述燃料预热器和所述纯水预热器进行预热，降温后的反应产物进入所述余热回收器，冷却后进入所述气液分离器实现排放。
[0018]进一步，所述残渣分离罐底部并联连接有第一除渣罐和第二除渣罐，所述残渣分离罐、所述第一除渣罐及所述第二除渣罐上设有换热盘管，所述换热盘管内流体的流动方
向与灰渣排出方向相反。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]通过并联增压系统实现含颗粒废料的持续进料，实现物料稳定的高压输送，通过第二纯水增压泵增压纯水产生高压水，高压水通过增压柱塞驱动废液增压输送，由于高压水和废液间的压差极小，颗粒对高压柱塞和密封环的磨损非常小，选用常规密封环和柱塞即可满足要求，可适应高浓度且大颗粒废液的高压输送，因此，增压系统投入成本大大降低，稳定性和经济性大大提高。
附图说明
[0021]图1为本专利技术处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统的结构示意图；
[0022]图2为图1中第一废液增压罐的结构示意图；
[0023]图3为图1中水膜反应器的结构示意图；
[0024]图中，1—第一废液增压罐、101—外筒、102—顶盖、103—底盖、104本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统，其特征在于，包括：水膜反应器，所述水膜反应器侧面连接有第一纯水支路，所述第一纯水支路包括第一纯水罐及连接于所述第一纯水罐的第一纯水增压泵，所述水膜反应器顶部设有同轴喷嘴，所述同轴喷嘴分别连接于氧气增压支路、第二纯水支路、燃料支路及废液支路，所述废液支路包括并联的第一废液增压罐和第二废液增压罐，所述第一废液增压罐和所述第二废液增压罐均连接于废液储罐，所述第一废液增压罐和所述第二废液增压罐的顶部设有废液入口、废液出口及上机械触点，底部设有纯水入口、纯水出口及下机械触点，所述废液储罐与所述第一废液增压罐之间设有第一废液入口阀和第一废液出口阀，所述废液储罐与所述第二废液增压罐之间设有第二废液入口阀和第二废液出口阀，所述第一废液出口阀和所述第二废液出口阀通过单向阀连接于所述同轴喷嘴，所述第二纯水支路包括第二纯水罐及连接于所述第二纯水罐的第二纯水增压泵，所述第二纯水增压泵的出口通过阀门连接于所述同轴喷嘴，所述第二纯水增压泵的出口通过第一纯水入口阀和第二纯水入口阀分别连接于所述第一废液增压罐和所述第二废液增压罐的纯水入口，所述第一废液增压罐和所述第二废液增压罐的纯水出口分别通过第一纯水出口阀和第二纯水出口阀连接于所述第二纯水罐，所述第一废液增压罐和所述第二废液增压罐内设有增压柱塞，所述增压柱塞与所述上机械触点、所述下机械触点接触时，联动控制所述第一废液入口阀和所述第一废液出口阀、所述第二废液入口阀和所述第二废液出口阀、所述第一纯水入口阀和所述第一纯水出口阀、所述第二纯水入口阀和所述第二纯水出口阀的开关状态，所述水膜反应器的底部连接有残渣分离罐。2.根据权利要求1所述的处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统，其特征在于：所述水膜反应器包括同轴设置的承压外壳和多孔内壳，所述第一纯水支路的纯水由所述承压外壳进入后渗入所述多孔内壳内。3.根据权利要求1所述的处理含大颗粒有机废弃物的超临界水氧化系统，其特征在于：所述氧气增压支路包括依次连接的氧气罐和氧气增压泵，所述氧气增压泵连接于所述同轴喷嘴。4.根据权利要求1所述的处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少华，樊强明，张凤鸣，
申请(专利权)人：广州先进技术研究所，
类型：发明
国别省市：