一种用于热催化反应的加热辅助系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于热催化反应的加热辅助系统，包括：原水罐、一级热交换器、二级热交换器、三级热交换器、四级热交换器、反应器和热水罐；原水罐通过两路水管分别连接四级热交换器和三级热交换器，四级热交换器连接一级热交换器，一级热交换器和三级热交换器均连接二级热交换器；反应器连接热水罐，热水罐通过循环热水泵连接一级热交换器。本实用新型专利技术的有益效果是：构建了热量梯级高效利用的热交换系统，通过多级热交换器将能量梯级使用，并通过循环热水泵连接热水罐和一级热交换器实现了热水回用，使能量利用达到最大化，减少了处理过程中对新鲜蒸汽的需求。过程中对新鲜蒸汽的需求。过程中对新鲜蒸汽的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于热催化反应的加热辅助系统


[0001]本技术属于废水处理领域，尤其涉及一种用于热催化反应的加热辅助系统，可用于高盐高COD有机废水过硫酸盐热催化化学反应的前置预热系统。

技术介绍

[0002]伴随着当代社会经济的快速发展，工业废水排放量剧增，导致了严重的水污染问题。工业废水中有毒有害物质种类繁多，尤其是煤化工、印染、制药等废水因其含有高浓度的有机污染物，其废水的抗光解、抗生物降解、抗氧化能力增强，具有毒性强、可生化性差、污染物组分含量复杂等特点，是目前废水处理的难点。现有的高级氧化处理技术可以有效降解大部分的有机物，但对一些持久性的有机污染物(POPs)，如多环芳烃、全氟辛烷、六溴联苯、六氯苯、磺酸类等物质，需要更强的外部能量场与高级氧化协同进行处理和降解，才能达到预期效果。
[0003]从目前国内外研究现状来看，近几年来，过硫酸盐热催化高级氧化技术一直是环境催化领域研究的热点，然而由于该技术工艺复杂，且需要大量热源加热，所以一直没有走出实验室，国内未见有可以工程应用的实用技术、工艺、设备、材料。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种用于热催化反应的加热辅助系统。
[0005]这种用于热催化反应的加热辅助系统，包括：原水罐、一级热交换器、二级热交换器、三级热交换器、四级热交换器、反应器和热水罐；
[0006]原水罐通过两路水管分别连接四级热交换器和三级热交换器，四级热交换器连接一级热交换器，一级热交换器和三级热交换器均连接二级热交换器；二级热交换器的出口端设有温度传感器，二级热交换器的出口端分别通过循环阀、出口阀和蒸汽阀连接原水罐、反应器和蒸汽管道，二级热交换器的出口端还设有一个回水阀；所述循环阀、出口阀和蒸汽阀均连接二级热交换器出口端的温度传感器；
[0007]反应器连接热水罐，热水罐通过循环热水泵连接一级热交换器；热水罐连接也有温度传感器，热水罐还通过蒸汽阀连接蒸汽管道，蒸汽阀热水罐处的温度传感器；蒸汽的温度高于℃，热水罐内的热水温度为50～110℃。
[0008]作为优选：原水罐的出水口连接进料泵的进口，进料泵的出口分为主路和支路，主路连接四级热交换器，支路连接三级热交换器。
[0009]作为优选：热水罐内上部、中部和下部也分别设有温度传感器，热水罐内还设有加热用盘管。
[0010]作为优选：所述进料泵和蒸汽管道均设有流量传感器。
[0011]作为优选：所述一级热交换器、二级热交换器、三级热交换器和四级热交换器的换热效率均大于等于98.5％。
[0012]本技术的有益效果是：
[0013]1)本技术根据过硫酸盐热催化的化学反应热力学原理，构建了热量梯级高效利用的模块化配套的热交换系统，设置了多级热交换器，能够实现能量的梯级使用，并通过循环热水泵连接热水罐和一级热交换器实现了热水回用，使能量利用达到最大化，减少了对新鲜蒸汽的需求。
[0014]2)本技术在多级热交换器出口与反应器之间设有由温度传感器控制的循环阀和出口阀，可以根据多级热交换器出口处废水的温度进行调控，确保废水达到设定温度后再进入反应器，提升了废水处理质量，适用于有机废水过硫酸盐热催化反应的加热辅助。
[0015]3)本技术可处理含有高浓度的有机污染物煤化工废水、印染废水、制药废水等多种应用场景的产业化生产线，实现热能的高效利用，降低了过硫酸盐热催化高级氧化技术所需的能耗，在能源化工环保领域具有巨大的经济效益和社会效益。
附图说明
[0016]图1为本技术用于热催化反应的加热辅助系统的示意图。
[0017]附图标记说明：原水罐1、进料泵2、一级热交换器3、二级热交换器4、三级热交换器5、四级热交换器6、反应器7、热水罐8、循环热水泵9、温度传感器10。
具体实施方式
[0018]下面结合实施例对本技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本技术。应当指出，对于本
的普通人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。
[0019]作为一种实施例，如图1所示，这种用于热催化反应的加热辅助系统，被加热介质是高盐份的有机废水，并且加入了具有腐蚀性的氧化剂，包括：原水罐1、一级热交换器3、二级热交换器4、三级热交换器5、四级热交换器6、反应器7和热水罐8；所述一级热交换器3、二级热交换器4、三级热交换器5和四级热交换器6的换热效率均大于等于98.5％，且装置配有保温措施，保证系统散热损失不高于GB/T4272《设备及管道保温技术通则》规定的最大热损失允许值，能够有效保障加热的效率。
[0020]原水罐1中进水温度为10～25℃，原水罐1的出水口连接进料泵2的进口，进料泵2的出口分为主路和支路，主路连接四级热交换器6，支路连接三级热交换器5。四级热交换器6连接一级热交换器3，一级热交换器3和三级热交换器5均连接二级热交换器4。
[0021]二级热交换器4的出口端设有温度传感器10，二级热交换器4的出口端分别通过循环阀、出口阀和蒸汽阀连接原水罐1、反应器7和蒸汽管道，二级热交换器4的出口端还设有一个回水阀；所述循环阀、出口阀和蒸汽阀均连接二级热交换器4出口端的温度传感器10，在决定加热后的废水是否进入反应器7时，由温度传感器10控制循环阀和出口阀开关，具体为：
[0022]当二级热交换器4出口端的温度传感器10检测到二级热交换器4的出口端的废水温度达到50～110℃，出口阀打开让废水进入反应器7；否则打开循环阀，让废水回到原水罐1，重新进行多个阶段的加热，直至满足温度要求。
[0023]反应器7内的反应运行温度在50～110℃，，完成催化反应后的废水温度达到35～40℃，满足后续水处理对水温的要求；反应器7连接热水罐8。热水罐8通过循环热水泵9连接一级热交换器3，可以实现热水罐8中热水的回用，提升了热能的利用率；热水罐8连接也有温度传感器10，热水罐8还通过蒸汽阀连接蒸汽管道，蒸汽阀连接热水罐8处的温度传感器10，由热水罐8处的温度传感器10根据需要开关蒸汽阀；热水罐8内上部、中部和下部也分别设有温度传感器10，热水罐8内还设有加热用盘管；以加热用盘管和蒸汽管道输送来的蒸汽为热源，维持热水罐8内的热水温度始终在50～110℃，为一级热交换器3提供热源。
[0024]从进料泵2出口的主路流入四级热交换器6的废水，以一级热交换器3为热源进行加热；四级热交换器6出口端水温为35～40℃；当废水流入一级热交换器3时，以热水罐8中回用的热水作为热源；当废水流入二级热交换器4时，温度传感器10控制蒸汽阀打开，以蒸汽为热源进行加热；
[0025]从进料泵2出口的支路流入三级热交换器5的废水，以二级热交换器4为热源进行加热，然后三级热交换器5内的废水和一级热交换器3内的废水汇聚，再流入二级热交换器4，以蒸汽为热源进行加热。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于热催化反应的加热辅助系统，其特征在于，包括：原水罐(1)、一级热交换器(3)、二级热交换器(4)、三级热交换器(5)、四级热交换器(6)、反应器(7)和热水罐(8)；原水罐(1)通过两路水管分别连接四级热交换器(6)和三级热交换器(5)，四级热交换器(6)连接一级热交换器(3)，一级热交换器(3)和三级热交换器(5)均连接二级热交换器(4)；二级热交换器(4)的出口端设有温度传感器(10)，二级热交换器(4)的出口端分别通过循环阀、出口阀和蒸汽阀连接原水罐(1)、反应器(7)和蒸汽管道，二级热交换器(4)的出口端还设有一个回水阀；所述循环阀、出口阀和蒸汽阀均连接二级热交换器(4)出口端的温度传感器(10)；反应器(7)连接热水罐(8)，热水罐(8)通过循环热水泵(9)连接一级热交换器(3)；热水罐(8)连接也有温度传感器(10)，热水罐(8)还通过蒸汽阀连接蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅，高强生，冉令慧，刘春红，徐颜军，董莹，赵汉成，曹卫东，冯昌华，张成吉，
申请(专利权)人：浙江省白马湖实验室有限公司，
类型：新型
国别省市：