一种基于废弃物临界水循环处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于废弃物临界水循环处理系统，包括：依次设置的储料罐、高压泵、换热器、反应器、加热器、氧化剂装置和分离组件；所述高压泵设置于所述储料罐与所述换热器之间；所述换热器包括第一管道和第二管道；所述第一管道的两端分别与所述高压泵和所述反应器的顶部连接，所述反应器的底部与所述第二管道连接，所述第二管道的另一端与所述分离组件连接。本发明专利技术利用临界水的独特性质，将废弃物安全、有效且彻底的转化为无害物质，转化出的水部分循环应用于本发明专利技术中，并且反应器的特殊设计，能够将反应介质与反应器内壁隔绝，相对于现有技术，本发明专利技术避免了承压外壁受到反应介质的腐蚀和无机盐在承压外壁上沉淀。质的腐蚀和无机盐在承压外壁上沉淀。质的腐蚀和无机盐在承压外壁上沉淀。

【技术实现步骤摘要】
一种基于废弃物临界水循环处理系统


[0001]本专利技术涉及废弃物处理
，尤其涉及一种基于废弃物临界水循环处理系统。

技术介绍

[0002]超临界水，是指当气压和温度达到一定值时，因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同时的水。此时，水的液体和气体便没有区别，完全交融在一起，成为一种新的、呈现高压高温状态的流体。安德里亚指出，超临界水具有两个显著的特性。一是具有强的反应活性。将需要处理的物质放入超临界水中，充入氧和过氧化氢，这种物质就会被氧化和水解。
[0003]当水超过其临界条件时，形成超临界水状态。超临界水是一种具有高溶解性和良好传输性能的非极性物质，可与如N2、O2或空气等气体以任意比例互溶，而无机盐在超临界水中的离解常数与溶解度却较常温常压状态下小得多。利用超临界水的特殊性质，有机物就能被氧化剂(主要是O2)氧化成完全产物CO2和水，有机物中的杂原子Cl、S、P转化成相应的无机酸HCl、H2SO4或H3PO4，含氮有机物被氧化成N2及N2O。典型的超临界水氧化工艺的反应温度为500～700℃，压力为24～50MPa，其完全反应时间则不超过几分钟。
[0004]目前，现有的废弃物临界水处理技术仍存在以下问题：
[0005]1、含卤素、硫或磷的有机物在处理过程中形成的酸类造成了反应器的腐蚀；
[0006]2、大多数工业废水中含有较高浓度的盐，废水在超临界状态下所析出的无机盐在反应器璧上沉淀，引起了反应器的严重堵塞。
[0007]因此，有必要提供一种基于废弃物临界水循环处理系统，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种基于废弃物临界水循环处理系统。
[0009]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于废弃物临界水循环处理系统，包括：依次设置的储料罐、高压泵、换热器、反应器、加热器、氧化剂装置和分离组件；所述高压泵设置于所述储料罐与所述换热器之间；
[0010]所述换热器包括第一管道和第二管道；所述第一管道的两端分别与所述高压泵和所述反应器的顶部连接，所述反应器的底部与所述第二管道连接，所述第二管道的另一端与所述分离组件连接；
[0011]所述反应器包括：由外到内依次设置的承压外壁、反应内管和疏盐膜；所述反应内管与所述承压外壁之间留有水流道，所述疏盐膜呈筒状，且与所述反应内管的内壁贴合，所述第一管道和所述第二管道分别与所述反应内管的上下两端连接；
[0012]所述氧化剂装置与所述反应内管连接，向所述反应内管内输入氧化剂；
[0013]所述加热器分别通过两个管道与所述水流道的上下两端连接，用于向所述水流道内注入超临界水，所述超临界水径向渗透所述反应内管和所述疏盐膜进入反应区；
[0014]所述分离组件，用于将所述反应器排出的反应产物分离为气体、水和惰性灰渣，其中分离出的水通入加热器。
[0015]本专利技术一个较佳实施例中，所述储料罐的顶部设有废弃物浆液入口。
[0016]本专利技术一个较佳实施例中，所述高压泵将所述储料罐内部的废弃物浆液泵入所述换热器中，所述换热器对通过的废弃物浆液进行预热。
[0017]本专利技术一个较佳实施例中，所述反应器垂直设置，且所述反应内管与所述承压外壁同圆心设置，所述反应内管为：将亲水单体甲基丙烯酸、氟代烷基单体全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯及季戊四醇四巯基乙酸酯的丙酮溶液，搅拌并添加氨水反应制得的亲水规则多孔聚合物材料制成。
[0018]本专利技术一个较佳实施例中，所述疏盐膜的上下两端分别与所述反应内管可拆卸连接。
[0019]本专利技术一个较佳实施例中，所述第一管道和所述第二管道呈螺旋状相互缠绕。
[0020]本专利技术一个较佳实施例中，所述分离组件包括：气液分离器和渣水分离器；所述气液分离器，将经过换热器的反应产物分离为气体和液体，气体排放；
[0021]所述渣水分离器，用于将分离后的液体再次分离为水和惰性灰渣，所述惰性灰渣包括无机盐等固体物料。
[0022]基于上述任一项所述的一种基于废弃物临界水循环处理系统的使用方法，包括以下步骤：
[0023]S1、将废弃物原料制浆，灌注进入储料罐内部；
[0024]S2、使用高压泵将废弃物浆液从储料罐内部抽出，并将其送入换热器的第一管道，进行预热；
[0025]S3、预热完毕的废弃物浆液和氧化剂从反应器的顶部进入反应内管，同时加热器将水加热的超临界水注入水流道，超临界水渗透通过反应内管和疏盐膜，进入反应区，与废弃物浆液和氧化剂在反应器的内部发生氧化反应；
[0026]S4、产生的反应产物从反应器的底部进入第二管道，与第一管道内的废弃物浆液进行热交换，且送入分离器分离为气体、水和惰性灰渣；
[0027]S5、分离出的水再次流入加热器，加热形成超临界水。
[0028]本专利技术一个较佳实施例中，在所述S3中，水流道中的超临界水从水流道的底部再次进入加热器。
[0029]本专利技术一个较佳实施例中，在所述S3中，氧化反应中，无机盐的析出被阻拦在疏盐膜内，在高盐浓度下，疏盐膜会朝高浓度方向膨胀变形，进行若干次氧化反应后，疏盐膜与反应内管分离。
[0030]本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：
[0031](1)本专利技术提供了一种基于废弃物临界水循环处理系统，利用临界水的独特性质，将废弃物安全、有效且彻底的转化为无害物质，转化出的水部分循环应用于本专利技术中，并且反应器的特殊设计，能够将反应介质与反应器内壁隔绝，相对于现有技术，本专利技术避免了承压外壁受到反应介质的腐蚀和无机盐在承压外壁上沉淀。
[0032](2)本专利技术设置了反应器内的反应内管，反应内管为亲水规则多孔聚合物材料，并与承压外壁之间留有水流道，水流道中注入超临界水，该超临界水通过多孔管壁径向渗透
到反应内管内侧的疏盐膜内进行氧化反应，从而在水流道中形成了一个环形的水帘，隔绝了反应介质与承压外壁的直接接触，解决了承压外壁受到反应介质的腐蚀和无机盐在承压外壁上沉淀的问题，提高反应器的使用寿命，减少堵塞。
[0033](3)本专利技术在反应内管内侧设置了疏盐膜，疏盐膜为盐敏性膜材料，可以阻拦析出的无机盐，且具有良好的透水性，保证反应器正常使用的同时，将无机盐阻拦在疏盐膜内侧，避免其在反应内管上沉淀，影响超临界水的流通。
[0034](4)本专利技术通过反应内管和疏盐膜的配合设置，反应内管是做了亲水改性的多孔材料，能够吸引和与水分子相互作用，使水分子更容易在材料表面扩散和渗透，减小水分子与材料表面之间的表面张力，提高超临界水的透过性，规则的多孔结构，能够使超临界水透过疏盐膜表面，进一步提高超临界水的透过性。
[0035](5)本专利技术中的疏盐膜在高盐浓度下，疏盐膜会朝高浓度方向膨胀变形，进行若干次氧化反应后，疏盐膜与反应内管分离，保护反应内管，而且疏盐膜的上下两端分别与反应内管可拆卸连接，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于废弃物临界水循环处理系统，包括：依次设置的储料罐、高压泵、换热器、反应器、加热器、氧化剂装置和分离组件，其特征在于：所述高压泵设置于所述储料罐与所述换热器之间；所述换热器包括第一管道和第二管道；所述第一管道的两端分别与所述高压泵和所述反应器的顶部连接，所述反应器的底部与所述第二管道连接，所述第二管道的另一端与所述分离组件连接；所述反应器包括：由外到内依次设置的承压外壁、反应内管和疏盐膜；所述反应内管与所述承压外壁之间留有水流道，所述疏盐膜呈筒状，且与所述反应内管的内壁贴合，所述第一管道和所述第二管道分别与所述反应内管的上下两端连接；所述氧化剂装置与所述反应内管连接，向所述反应内管内输入氧化剂；所述加热器分别通过两个管道与所述水流道的上下两端连接，用于向所述水流道内注入超临界水，所述超临界水径向渗透所述反应内管和所述疏盐膜进入反应区；所述分离组件，用于将所述反应器排出的反应产物分离为气体、水和惰性灰渣，其中分离出的水部分通入加热器。2.根据权利要求1所述的一种基于废弃物临界水循环处理系统，其特征在于：所述储料罐的顶部设有废弃物浆液入口。3.根据权利要求1所述的一种基于废弃物临界水循环处理系统，其特征在于：所述高压泵将所述储料罐内部的废弃物浆液泵入所述换热器中，所述换热器对通过的废弃物浆液进行预热。4.根据权利要求1所述的一种基于废弃物临界水循环处理系统，其特征在于：所述反应器垂直设置，且所述反应内管与所述承压外壁同圆心设置，所述反应内管为：将亲水单体甲基丙烯酸、氟代烷基单体全氟己基乙基甲基丙烯酸酯、交联剂聚乙二醇二丙烯酸酯及季戊四醇四巯基乙酸酯的丙酮溶液，搅拌并添加氨水反应制得的亲水规则多孔聚合物材料制成。5.根据权利要求1所述的一种基于废弃物临界水循...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子维，丁增权，王冉，
申请(专利权)人：尚微生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：