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一种新型超临界氧化工艺的制作方法

2022-02-19 15:31:19 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及环保废水处理技术领域,尤其涉及一种新型超临界氧化工艺。


背景技术:

2.化工、电镀、染料、医药等行业的生产污水,普遍都有盐分高、cod高、有毒有害成分多的特点,对环境危害极大,处理难度很大。随着国家对环境保护要求的提高,此类污水的治理变得极为迫切。
3.超临界湿式氧化是一种新型、高效、适用性极广的新型氧化技术。相比于传统的湿式氧化技术,超临界湿式氧化的主要特点为将污水加热到374℃以上,压力在25

40mpa,使水进入超临界状态。此时通入氧气,几乎所有的有机物都能被彻底氧化为co2、h2o,s、p等杂元素氧化成相应的含氧酸,卤素元素氧化成相应的卤素离子,n氧元素被氧化成n2。
4.超临界氧化技术有效地解决了传统湿式氧化对于超高cod废水进行稀释的弊端,同时将降解率从45%

65%,提高到95%以上,而且超临界氧化反应时间很短,在几秒到十几秒之间就完全氧化,相对于湿式氧化15

60min的停留时间,极大的缩小了设备规模,节省了成本。相对于其它氧化技术,超临界氧化方法可以对高cod、高盐、含有毒有害成分多的污水直接处理。相比于焚烧以及其他方法,超临界氧化方法能耗要低得多,而且经过湿水氧化后,污水中的有毒有害物质被降解为低分子的有机盐,不会对环境造成二次污染,因此,超临界氧化技术已经被很多企业所接受。
5.目前国内超临界湿式氧化运用并不普遍,主要原因在于:(1)设备在长期的使用过程中易被污水腐蚀的问题无法解决,因此,普遍只能处理没有盐分或者盐分很低的污水。(2)设备、管道的堵塞问题无法解决,系统很难长期稳定运行。
6.申请人对系统进行了重新设计,有效地解决了上述的2个问题,使得超临界湿式氧化技术能够应用于工程实际。


技术实现要素:

7.本发明针对现有技术中存在的超临界湿式氧化工艺只能处理没有盐分或者盐分很低的废水、系统很难长期稳定运行等缺陷,提供了新的一种新型超临界氧化工艺。
8.为了解决上述技术问题,本发明通过以下技术方案实现:
9.一种新型超临界氧化工艺,采用的超临界氧化设备包括废水加压单元、氧化液出水单元、气体加压单元、透平单元、蒸汽单元、超临界氧化单元、气液分离单元,超临界氧化工艺具体包括如下步骤:
10.s1:废水加压工序:取经预处理的工业废水,工业废水中cod含量为150000

300000ppm、总盐含量不高于15%,将所述工业废水输入废水加压单元,进行过滤并加压至35mpa,形成高压废水;
11.s2:透平加压工序:所述透平单元吸入富氧气体,透平处理后富氧气体的压力上升至20~25mpa,气体再输入所述气体加压单元,进行加压得到高压气体,随后所述高压气体
与所述工业废水两相汇合形成两相流体并流入超临界氧化单元;
12.s3:超临界氧化工序:超临界氧化单元包括第一反应釜、第二反应釜,两相流体首先进入第一反应釜,所述第一反应釜快速加热至280℃后并停止加热,两相流体开始氧化,伴随着氧化的进行,所述第一反应釜内逐渐到达超临界温度,两相流体经超临界氧化后形成氧化液并结晶出沉淀盐份a;
13.s4:循环切换进料:所述第一反应釜内持续进料并持续氧化,氧化液进入蒸汽单元,所述蒸汽单元吸收所述氧化液的热量并传递回第一反应釜;
14.当所述沉淀盐份a的体积达到第一反应釜体积的1/3时,两相流体切换进入到第二反应釜中,所述第一反应釜停止进料、减压后排出沉淀盐份a,此时所述蒸汽单元切换至为所述第二反应釜供热;
15.当所述第二反应釜的温度达到280℃时,所述蒸汽单元切断供热,两相流体开始氧化,并逐渐形成氧化液,结晶出沉淀盐份b,氧化液进入蒸汽单元中;
16.当所述沉淀盐份b的体积达到第二反应釜体积的1/3,两相流体切换进入到第一反应釜中,所述第二反应釜停止进料、减压后排出沉淀盐份b,此时所述蒸汽单元切换至为所述第一反应釜供热,按照上述步骤,所述第一反应釜与第二反应釜之间循环切换进料;
17.s5:热能循环传递:所述蒸汽单元包括蒸汽发生器、软化水入口端、蒸汽排出端、饱和蒸汽出口,取软化水并从所述软化水入口端进入蒸汽发生器内,所述软化水经过所述氧化液的加热形成蒸汽,所述蒸汽通过饱和蒸汽出口输入所述第一反应釜或第二反应釜,所述蒸汽发生器与第一反应釜、第二反应釜之间形成热能循环传递,富余的蒸汽通过所述蒸汽排出端冷却后排出,随后所述氧化液继续流向所述气液分离单元;
18.s6:气液分离:所述气液分离单元将所述氧化液中的尾气、液体进行分离,所述尾气进入透平单元中,先降温至50℃

60℃,再将尾气的压力传递给富氧气体,所述液体流入氧化液出水单元;
19.s7:所述氧化液出水单元包括氧化液冷却器,所述液体经过氧化液冷却器后降温至50℃

60℃,随后自然冷却或风冷后排放;
20.在步骤s1中,工业废水进行过滤,能够去除杂质,避免废水加压单元被杂质卡住。废水加压单元给工业废水施加压力,增加工业废水的动力。
21.在步骤s2中,透平单元能将势能转换为富氧气体的压力,气体加压单元进行二次加压,通过上述的透平加压工序,能够显著节省电能。
22.在步骤s3中,第一反应釜先预加热至280℃,达到两相流体的亚临界温度,随着氧化反应的进行,第一反应釜内温度持续上升并达到超临界温度,因此每次进料时都有一个从亚临界温度到超临界温度的转换过程。
23.在步骤s5中,超临界氧化形成的氧化液作为热源进入蒸汽单元,蒸汽发生器通过软化水入口端进软化水,用于产生蒸汽。由于超临界氧化产生的热值太高,因此须通过产蒸汽来释放,且针对cod含量超过150000ppm的工业废水,氧化产生热量太多,超过了超临界氧化设备运行所需要的热量,富余蒸汽需要通过蒸汽排出端进行外放。
24.在步骤s6中,尾气冷却的目的是防止透平机被尾气腐蚀。透平单元将尾气的势能转化为富氧体的压力,达到能量再利用的目的,节省能量消耗。
25.其中,所述超临界氧化设备的处理能力为1m3/h,所述超临界氧化设备的连接管道
的材质均为ss31603钢材,所述气液分离单元的材质为ss31603/q345r复合板,所述第一反应釜、第二反应釜的材质均为c

276/q345r爆炸复合板。
26.超临界氧化设备的连接管道、气液分离单元、第一反应釜、第二反应釜采用上述材质既能满足强度的要求,也具有较强的防腐蚀能力。
27.相比于现有技术,本发明有效的解决了超高cod(150000

300000ppm)的工业废水的氧化的问题,且降解效率高,超临界氧化设备能够长期稳定运行,有效解决了设备、管道堵塞的问题,具有突出的实质性特点和显著的进步。
28.作为优选,上述所述的一种新型超临界氧化工艺,所述透平单元包括透平机,气体加压单元包括透平机储气罐、空气增压机、压缩机储气罐,所述透平机吸入富氧气体并加压至25mpa、储存至所述透平机储气罐中,所述空气增压机对富氧气体进行二次加压,得到高压气体,所述高压气体的压力为25~30mpa并储存至所述压缩机储气罐中。
29.透平机起到能量再利用的作用,空气增压机起到二次加压的作用,透平机储气罐、压缩机储气罐起到储存气体的作用。
30.作为优选,上述所述的一种新型超临界氧化工艺,所述透平单元还包括气体冷却器,所述气体冷却器的输入端与所述气液分离单元连接,所述气体冷却器的输出端与所述透平机连接。
31.气体冷却器用于冷却气液分离单元分离的尾气,由于尾气中含有未知的成分,冷却的目的为防止透平机被高温尾气腐蚀。
32.作为优选,上述所述的一种新型超临界氧化工艺,所述工业废水的预处理步骤如下:
33.a1:取待处理的工业废水,测定其中含有s元素、p元素和卤素的有机物的含量;
34.a2:当在工业废水中检测到xmol含有s元素、p元素和卤素的有机物时,加入2xmol的naoh进行中和。
35.有机物中s元素、p元素等杂元素氧化后形成相应的含氧酸,卤素元素氧化后形成相应的卤素离子,会对超临界氧化设备有严重的腐蚀,因此,加入naoh能够起到中和的作用。
36.作为优选,上述所述的一种新型超临界氧化工艺,所述第一反应釜、第二反应釜内进行超临界氧化反应时,氧化液的温度达到380~450℃,采用锚式搅拌,搅拌速度设为30r/min~45r/min。
37.第一反应釜、第二反应釜在每次进料时都有一个从亚临界温度到超临界温度的转换过程,采用具有上述搅拌速度的锚式搅拌方式,能够加速气液混合、加快氧化速度,加速亚临界温度向超临界温度转换。
38.作为优选,上述所述的一种新型超临界氧化工艺,所述第一反应釜、第二反应釜上均设有减压阀、出料阀,所述超临界氧化单元还包括控制单元,所述减压阀、出料阀均与所述控制单元电连接。
39.第一反应釜、第二反应釜内处于高压环境,因此,在出料之前通过减压阀泄压至常压状态,再通过出料阀将沉淀盐份a或沉淀盐份b排出。
40.作为优选,上述所述的一种新型超临界氧化工艺,所述第一反应釜、第二反应釜上还设有疏水阀,所述第一反应釜与蒸汽发生器之间设有蒸汽阀a,所述第二反应釜与蒸汽发
生器之间设有蒸汽阀b,所述蒸汽阀a、蒸汽阀b、疏水阀均与所述控制单元电连接,所述控制单元的控制的步骤如下:
41.b1:当所述第一反应釜内的温度低于280℃,所述控制单元开启蒸汽阀a,所述蒸汽发生器产生的蒸汽通过蒸汽阀a为第一反应釜加热,直至加热至280℃后所述控制单元关闭蒸汽阀a;
42.b2:当两相流体切换进入到第二反应釜中,所述控制单元开启蒸汽阀b,所述蒸汽发生器产生的蒸汽通过蒸汽阀b为第二反应釜加热,直至加热至280℃后所述控制单元关闭蒸汽阀b,同时所述控制单元开启第一反应釜上的减压阀、疏水阀、出料阀,第一反应釜通过减压阀卸去压力、通过疏水阀排出冷凝水、通过出料阀逐步排出沉淀盐份a;
43.b3:当第二反应釜内沉淀盐份b达到第二反应釜体积的1/3时,切换回第一反应釜进料,所述控制单元开启第二反应釜上的减压阀、疏水阀、出料阀,第二反应釜通过减压阀卸去压力、通过疏水阀排出冷凝水、通过出料阀逐步排出沉淀盐份b,同时所述控制单元开启蒸汽阀a,按照步骤b1~b3循环进行。
44.当第一反应釜或第二反应釜内堆积盐分超过体积的1/3时,气体含量不足,风险大,因此堆积盐分超过体积的1/3时便开始切换进料操作。操作者测定第一反应釜内沉淀盐分超过体积的1/3的开机时间,控制单元通过控制开机时间进行自动切换进料。
45.控制单元循环进行开关蒸汽阀a、蒸汽阀b、减压阀、疏水阀、出料阀的操作,从而精准的控制第一反应釜、第二反应釜循环进料,操作效率更高。
46.作为优选,上述所述的一种新型超临界氧化工艺,所述蒸汽的温度为280℃、压力为10mpa。
47.蒸汽达到8mpa压力以上的情况,才能达到280℃的温度,因此,本发明控制蒸汽的压力为10mpa,能够保证蒸汽的温度足够维持第一反应釜或第二反应釜内的反应温度。
48.作为优选,上述所述的一种新型超临界氧化工艺,所述废水加压单元包括依次连接的原水泵、原水过滤器、高压泵,所述第一反应釜、第二反应釜均与所述高压泵连接,所述高压泵的工作压力为35mpa。
49.高压泵的工作压力须大于第一反应釜、第二反应釜内的压力,因此设定为高压泵的工作压力为35mpa。原水过滤器用于滤去工业废水中的杂质,防止杂质堵塞高压泵。
50.作为优选,上述所述的一种新型超临界氧化工艺,所述气体冷却器、蒸汽发生器、氧化液冷却器均采用固定管板式换热器。
51.固定管板式换热器具有结构简单、制作难度小、成本小的优势。
52.针对现有技术中的缺陷,本发明通过以下几个方面进行改进:
53.1、对工业废水进行预处理(加入naoh中和)、过滤,显著降低超临界氧化设备被腐蚀的程度,降低超临界氧化设备被堵塞的可能,保证超临界氧化设备稳定运行;
54.2、本发明采用2个反应釜切换进料,避免了2个反应釜被盐分堵塞的问题,并利用氧化液作为蒸汽单元的热源,形成热能循环传递,从而保证超临界氧化设备始终稳定运行;
55.3、本发明采用气液分离单元、透平单元结合,将氧化液中的尾气进行冷却,降低了透平机被腐蚀的可能,再利用冷却后的尾气的势能进一步转化为富氧空气的压力,形成能量循环传递,节省了大量的能源,保证超临界氧化设备始终稳定运行;
56.4、本发明的工业废水的cod含量在15万ppm以上,在超临界氧化过程中会释放大量
热量,而设备运行又需要较大的热量,因此,本发明利用热量为软化水加热并产生蒸汽,若热量依旧有剩余,则将热量转为蒸汽排出,可供其他设备使用,从而保证超临界氧化设备始终稳定运行。
附图说明
57.图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
58.下面结合附图1和具体实施方式对本发明作进一步详细描述,但它们不是对本发明的限制:
59.实施例1
60.一种新型超临界氧化工艺,采用的超临界氧化设备包括废水加压单元1、氧化液出水单元2、气体加压单元3、透平单元4、蒸汽单元5、超临界氧化单元6、气液分离单元7,超临界氧化工艺具体包括如下步骤:
61.s1:废水加压工序:取经预处理的工业废水,工业废水中cod含量为150000ppm、总盐含量不高于15%,将所述工业废水输入废水加压单元1,进行过滤并加压至35mpa,形成高压废水;
62.s2:透平加压工序:所述透平单元4吸入富氧气体,透平处理后富氧气体的压力上升至20mpa,气体再输入所述气体加压单元3,进行加压得到高压气体,随后所述高压气体与所述工业废水两相汇合形成两相流体并流入超临界氧化单元6;
63.s3:超临界氧化工序:超临界氧化单元6包括第一反应釜61、第二反应釜62,两相流体首先进入第一反应釜61,所述第一反应釜61快速加热至280℃后并停止加热,两相流体开始氧化,伴随着氧化的进行,所述第一反应釜61内逐渐到达超临界温度,两相流体经超临界氧化后形成氧化液并结晶出沉淀盐份a;
64.s4:循环切换进料:所述第一反应釜61内持续进料并持续氧化,氧化液进入蒸汽单元5,所述蒸汽单元5吸收所述氧化液的热量并传递回第一反应釜61;
65.当所述沉淀盐份a的体积达到第一反应釜61体积的1/3时,两相流体切换进入到第二反应釜62中,所述第一反应釜61停止进料、减压后排出沉淀盐份a,此时所述蒸汽单元5切换至为所述第二反应釜62供热;
66.当所述第二反应釜62的温度达到280℃时,所述蒸汽单元5切断供热,两相流体开始氧化,并逐渐形成氧化液,结晶出沉淀盐份b,氧化液进入蒸汽单元5中;
67.当所述沉淀盐份b的体积达到第二反应釜62体积的1/3,两相流体切换进入到第一反应釜61中,所述第二反应釜62停止进料、减压后排出沉淀盐份b,此时所述蒸汽单元5切换至为所述第一反应釜61供热,按照上述步骤,所述第一反应釜61与第二反应釜62之间循环切换进料;
68.s5:热能循环传递:所述蒸汽单元5包括蒸汽发生器51、软化水入口端52、蒸汽排出端54、饱和蒸汽出口53,取软化水并从所述软化水入口端52进入蒸汽发生器51内,所述软化水经过所述氧化液的加热形成蒸汽,所述蒸汽通过饱和蒸汽出口53输入所述第一反应釜61或第二反应釜62,所述蒸汽发生器51与第一反应釜61、第二反应釜62之间形成热能循环传
递,富余的蒸汽通过所述蒸汽排出端54冷却后排出,随后所述氧化液继续流向所述气液分离单元7;
69.s6:气液分离:所述气液分离单元7将所述氧化液中的尾气、液体进行分离,所述尾气进入透平单元4中,先降温至50℃,再将尾气的压力传递给富氧气体,所述液体流入氧化液出水单元2;
70.s7:所述氧化液出水单元2包括氧化液冷却器21,所述液体经过氧化液冷却器21后降温至50℃,随后自然冷却或风冷后排放;
71.其中,所述超临界氧化设备的处理能力为1m3/h,所述超临界氧化设备的连接管道的材质均为ss31603钢材,所述气液分离单元7的材质为ss31603/q345r复合板,所述第一反应釜61、第二反应釜62的材质均为c

276/q345r爆炸复合板。
72.作为优选,所述透平单元4包括透平机41,气体加压单元3包括透平机储气罐32、空气增压机33、压缩机储气罐31,所述透平机41吸入富氧气体并加压至25mpa、储存至所述透平机储气罐32中,所述空气增压机33对富氧气体进行二次加压,得到高压气体,所述高压气体的压力为25mpa并储存至所述压缩机储气罐31中。
73.作为优选,所述透平单元4还包括气体冷却器42,所述气体冷却器42的输入端与所述气液分离单元7连接,所述气体冷却器42的输出端与所述透平机41连接。
74.作为优选,所述工业废水的预处理步骤如下:
75.a1:取待处理的工业废水,测定其中含有s元素、p元素和卤素的有机物的含量;
76.a2:当在工业废水中检测到xmol含有s元素、p元素和卤素的有机物时,加入2xmol的naoh进行中和。
77.作为优选,所述第一反应釜61、第二反应釜62内进行超临界氧化反应时,氧化液的温度达到380℃,采用锚式搅拌,搅拌速度设为30r/min。
78.作为优选,所述第一反应釜61、第二反应釜62上均设有减压阀、出料阀,所述超临界氧化单元6还包括控制单元,所述减压阀、出料阀均与所述控制单元电连接。
79.作为优选,所述第一反应釜61、第二反应釜62上还设有疏水阀,所述第一反应釜61与蒸汽发生器51之间设有蒸汽阀a,所述第二反应釜62与蒸汽发生器51之间设有蒸汽阀b,所述蒸汽阀a、蒸汽阀b、疏水阀均与所述控制单元电连接,所述控制单元的控制的步骤如下:
80.b1:当所述第一反应釜61内的温度低于280℃,所述控制单元开启蒸汽阀a,所述蒸汽发生器51产生的蒸汽通过蒸汽阀a为第一反应釜61加热,直至加热至280℃后所述控制单元关闭蒸汽阀a;
81.b2:当两相流体切换进入到第二反应釜62中,所述控制单元开启蒸汽阀b,所述蒸汽发生器51产生的蒸汽通过蒸汽阀b为第二反应釜62加热,直至加热至280℃后所述控制单元关闭蒸汽阀b,同时所述控制单元开启第一反应釜61上的减压阀、疏水阀、出料阀,第一反应釜61通过减压阀卸去压力、通过疏水阀排出冷凝水、通过出料阀逐步排出沉淀盐份a;
82.b3:当第二反应釜62内沉淀盐份b达到第二反应釜62体积的1/3时,切换回第一反应釜61进料,所述控制单元开启第二反应釜62上的减压阀、疏水阀、出料阀,第二反应釜62通过减压阀卸去压力、通过疏水阀排出冷凝水、通过出料阀逐步排出沉淀盐份b,同时所述控制单元开启蒸汽阀a,按照步骤b1~b3循环进行。
83.作为优选,所述蒸汽的温度为280℃、压力为10mpa。
84.作为优选,所述废水加压单元1包括依次连接的原水泵11、原水过滤器12、高压泵13,所述第一反应釜61、第二反应釜62均与所述高压泵13连接,所述高压泵13的工作压力为35mpa。
85.作为优选,所述气体冷却器42、蒸汽发生器51、氧化液冷却器21均采用固定管板式换热器。
86.实施例2
87.一种新型超临界氧化工艺,采用的超临界氧化设备包括废水加压单元1、氧化液出水单元2、气体加压单元3、透平单元4、蒸汽单元5、超临界氧化单元6、气液分离单元7,超临界氧化工艺具体包括如下步骤:
88.s1:废水加压工序:取经预处理的工业废水,工业废水中cod含量为300000ppm、总盐含量不高于15%,将所述工业废水输入废水加压单元1,进行过滤并加压至35mpa,形成高压废水;
89.s2:透平加压工序:所述透平单元4吸入富氧气体,透平处理后富氧气体的压力上升至25mpa,气体再输入所述气体加压单元3,进行加压得到高压气体,随后所述高压气体与所述工业废水两相汇合形成两相流体并流入超临界氧化单元6;
90.s3:超临界氧化工序:超临界氧化单元6包括第一反应釜61、第二反应釜62,两相流体首先进入第一反应釜61,所述第一反应釜61快速加热至280℃后并停止加热,两相流体开始氧化,伴随着氧化的进行,所述第一反应釜61内逐渐到达超临界温度,两相流体经超临界氧化后形成氧化液并结晶出沉淀盐份a;
91.s4:循环切换进料:所述第一反应釜61内持续进料并持续氧化,氧化液进入蒸汽单元5,所述蒸汽单元5吸收所述氧化液的热量并传递回第一反应釜61;
92.当所述沉淀盐份a的体积达到第一反应釜61体积的1/3时,两相流体切换进入到第二反应釜62中,所述第一反应釜61停止进料、减压后排出沉淀盐份a,此时所述蒸汽单元5切换至为所述第二反应釜62供热;
93.当所述第二反应釜62的温度达到280℃时,所述蒸汽单元5切断供热,两相流体开始氧化,并逐渐形成氧化液,结晶出沉淀盐份b,氧化液进入蒸汽单元5中;
94.当所述沉淀盐份b的体积达到第二反应釜62体积的1/3,两相流体切换进入到第一反应釜61中,所述第二反应釜62停止进料、减压后排出沉淀盐份b,此时所述蒸汽单元5切换至为所述第一反应釜61供热,按照上述步骤,所述第一反应釜61与第二反应釜62之间循环切换进料;
95.s5:热能循环传递:所述蒸汽单元5包括蒸汽发生器51、软化水入口端52、蒸汽排出端54、饱和蒸汽出口53,取软化水并从所述软化水入口端52进入蒸汽发生器51内,所述软化水经过所述氧化液的加热形成蒸汽,所述蒸汽通过饱和蒸汽出口53输入所述第一反应釜61或第二反应釜62,所述蒸汽发生器51与第一反应釜61、第二反应釜62之间形成热能循环传递,富余的蒸汽通过所述蒸汽排出端54冷却后排出,随后所述氧化液继续流向所述气液分离单元7;
96.s6:气液分离:所述气液分离单元7将所述氧化液中的尾气、液体进行分离,所述尾气进入透平单元4中,先降温至50℃

60℃,再将尾气的压力传递给富氧气体,所述液体流入
氧化液出水单元2;
97.s7:所述氧化液出水单元2包括氧化液冷却器21,所述液体经过氧化液冷却器21后降温至60℃,随后自然冷却或风冷后排放;
98.其中,所述超临界氧化设备的处理能力为1m3/h,所述超临界氧化设备的连接管道的材质均为ss31603钢材,所述气液分离单元7的材质为ss31603/q345r复合板,所述第一反应釜61、第二反应釜62的材质均为c

276/q345r爆炸复合板。
99.作为优选,所述透平单元4包括透平机41,气体加压单元3包括透平机储气罐32、空气增压机33、压缩机储气罐31,所述透平机41吸入富氧气体并加压至25mpa、储存至所述透平机储气罐32中,所述空气增压机33对富氧气体进行二次加压,得到高压气体,所述高压气体的压力为30mpa并储存至所述压缩机储气罐31中。
100.作为优选,所述透平单元4还包括气体冷却器42,所述气体冷却器42的输入端与所述气液分离单元7连接,所述气体冷却器42的输出端与所述透平机41连接。
101.作为优选,所述工业废水的预处理步骤如下:
102.a1:取待处理的工业废水,测定其中含有s元素、p元素和卤素的有机物的含量;
103.a2:当在工业废水中检测到xmol含有s元素、p元素和卤素的有机物时,加入2xmol的naoh进行中和。
104.作为优选,所述第一反应釜61、第二反应釜62内进行超临界氧化反应时,氧化液的温度达到450℃,采用锚式搅拌,搅拌速度设为45r/min。
105.作为优选,所述第一反应釜61、第二反应釜62上均设有减压阀、出料阀,所述超临界氧化单元6还包括控制单元,所述减压阀、出料阀均与所述控制单元电连接。
106.作为优选,所述第一反应釜61、第二反应釜62上还设有疏水阀,所述第一反应釜61与蒸汽发生器51之间设有蒸汽阀a,所述第二反应釜62与蒸汽发生器51之间设有蒸汽阀b,所述蒸汽阀a、蒸汽阀b、疏水阀均与所述控制单元电连接,所述控制单元的控制的步骤如下:
107.b1:当所述第一反应釜61内的温度低于280℃,所述控制单元开启蒸汽阀a,所述蒸汽发生器51产生的蒸汽通过蒸汽阀a为第一反应釜61加热,直至加热至280℃后所述控制单元关闭蒸汽阀a;
108.b2:当两相流体切换进入到第二反应釜62中,所述控制单元开启蒸汽阀b,所述蒸汽发生器51产生的蒸汽通过蒸汽阀b为第二反应釜62加热,直至加热至280℃后所述控制单元关闭蒸汽阀b,同时所述控制单元开启第一反应釜61上的减压阀、疏水阀、出料阀,第一反应釜61通过减压阀卸去压力、通过疏水阀排出冷凝水、通过出料阀逐步排出沉淀盐份a;
109.b3:当第二反应釜62内沉淀盐份b达到第二反应釜62体积的1/3时,切换回第一反应釜61进料,所述控制单元开启第二反应釜62上的减压阀、疏水阀、出料阀,第二反应釜62通过减压阀卸去压力、通过疏水阀排出冷凝水、通过出料阀逐步排出沉淀盐份b,同时所述控制单元开启蒸汽阀a,按照步骤b1~b3循环进行。
110.作为优选,所述蒸汽的温度为280℃、压力为10mpa。
111.作为优选,所述废水加压单元1包括依次连接的原水泵11、原水过滤器12、高压泵13,所述第一反应釜61、第二反应釜62均与所述高压泵13连接,所述高压泵13的工作压力为35mpa。
112.作为优选,所述气体冷却器42、蒸汽发生器51、氧化液冷却器21均采用固定管板式换热器。
113.实施例3
114.一种新型超临界氧化工艺,采用的超临界氧化设备包括废水加压单元1、氧化液出水单元2、气体加压单元3、透平单元4、蒸汽单元5、超临界氧化单元6、气液分离单元7,超临界氧化工艺具体包括如下步骤:
115.s1:废水加压工序:取经预处理的工业废水,工业废水中cod含量为200000ppm、总盐含量不高于15%,将所述工业废水输入废水加压单元1,进行过滤并加压至35mpa,形成高压废水;
116.s2:透平加压工序:所述透平单元4吸入富氧气体,透平处理后富氧气体的压力上升至23mpa,气体再输入所述气体加压单元3,进行加压得到高压气体,随后所述高压气体与所述工业废水两相汇合形成两相流体并流入超临界氧化单元6;
117.s3:超临界氧化工序:超临界氧化单元6包括第一反应釜61、第二反应釜62,两相流体首先进入第一反应釜61,所述第一反应釜61快速加热至280℃后并停止加热,两相流体开始氧化,伴随着氧化的进行,所述第一反应釜61内逐渐到达超临界温度,两相流体经超临界氧化后形成氧化液并结晶出沉淀盐份a;
118.s4:循环切换进料:所述第一反应釜61内持续进料并持续氧化,氧化液进入蒸汽单元5,所述蒸汽单元5吸收所述氧化液的热量并传递回第一反应釜61;
119.当所述沉淀盐份a的体积达到第一反应釜61体积的1/3时,两相流体切换进入到第二反应釜62中,所述第一反应釜61停止进料、减压后排出沉淀盐份a,此时所述蒸汽单元5切换至为所述第二反应釜62供热;
120.当所述第二反应釜62的温度达到280℃时,所述蒸汽单元5切断供热,两相流体开始氧化,并逐渐形成氧化液,结晶出沉淀盐份b,氧化液进入蒸汽单元5中;
121.当所述沉淀盐份b的体积达到第二反应釜62体积的1/3,两相流体切换进入到第一反应釜61中,所述第二反应釜62停止进料、减压后排出沉淀盐份b,此时所述蒸汽单元5切换至为所述第一反应釜61供热,按照上述步骤,所述第一反应釜61与第二反应釜62之间循环切换进料;
122.s5:热能循环传递:所述蒸汽单元5包括蒸汽发生器51、软化水入口端52、蒸汽排出端54、饱和蒸汽出口53,取软化水并从所述软化水入口端52进入蒸汽发生器51内,所述软化水经过所述氧化液的加热形成蒸汽,所述蒸汽通过饱和蒸汽出口53输入所述第一反应釜61或第二反应釜62,所述蒸汽发生器51与第一反应釜61、第二反应釜62之间形成热能循环传递,富余的蒸汽通过所述蒸汽排出端54冷却后排出,随后所述氧化液继续流向所述气液分离单元7;
123.s6:气液分离:所述气液分离单元7将所述氧化液中的尾气、液体进行分离,所述尾气进入透平单元4中,先降温至55℃,再将尾气的压力传递给富氧气体,所述液体流入氧化液出水单元2;
124.s7:所述氧化液出水单元2包括氧化液冷却器21,所述液体经过氧化液冷却器21后降温至55℃,随后自然冷却或风冷后排放;
125.其中,所述超临界氧化设备的处理能力为1m3/h,所述超临界氧化设备的连接管道
的材质均为ss31603钢材,所述气液分离单元7的材质为ss31603/q345r复合板,所述第一反应釜61、第二反应釜62的材质均为c

276/q345r爆炸复合板。
126.作为优选,所述透平单元4包括透平机41,气体加压单元3包括透平机储气罐32、空气增压机33、压缩机储气罐31,所述透平机41吸入富氧气体并加压至25mpa、储存至所述透平机储气罐32中,所述空气增压机33对富氧气体进行二次加压,得到高压气体,所述高压气体的压力为28mpa并储存至所述压缩机储气罐31中。
127.作为优选,所述透平单元4还包括气体冷却器42,所述气体冷却器42的输入端与所述气液分离单元7连接,所述气体冷却器42的输出端与所述透平机41连接。
128.作为优选,所述工业废水的预处理步骤如下:
129.a1:取待处理的工业废水,测定其中含有s元素、p元素和卤素的有机物的含量;
130.a2:当在工业废水中检测到xmol含有s元素、p元素和卤素的有机物时,加入2xmol的naoh进行中和。
131.作为优选,所述第一反应釜61、第二反应釜62内进行超临界氧化反应时,氧化液的温度达到400℃,采用锚式搅拌,搅拌速度设为38r/min。
132.作为优选,所述第一反应釜61、第二反应釜62上均设有减压阀、出料阀,所述超临界氧化单元6还包括控制单元,所述减压阀、出料阀均与所述控制单元电连接。
133.作为优选,所述第一反应釜61、第二反应釜62上还设有疏水阀,所述第一反应釜61与蒸汽发生器51之间设有蒸汽阀a,所述第二反应釜62与蒸汽发生器51之间设有蒸汽阀b,所述蒸汽阀a、蒸汽阀b、疏水阀均与所述控制单元电连接,所述控制单元的控制的步骤如下:
134.b1:当所述第一反应釜61内的温度低于280℃,所述控制单元开启蒸汽阀a,所述蒸汽发生器51产生的蒸汽通过蒸汽阀a为第一反应釜61加热,直至加热至280℃后所述控制单元关闭蒸汽阀a;
135.b2:当两相流体切换进入到第二反应釜62中,所述控制单元开启蒸汽阀b,所述蒸汽发生器51产生的蒸汽通过蒸汽阀b为第二反应釜62加热,直至加热至280℃后所述控制单元关闭蒸汽阀b,同时所述控制单元开启第一反应釜61上的减压阀、疏水阀、出料阀,第一反应釜61通过减压阀卸去压力、通过疏水阀排出冷凝水、通过出料阀逐步排出沉淀盐份a;
136.b3:当第二反应釜62内沉淀盐份b达到第二反应釜62体积的1/3时,切换回第一反应釜61进料,所述控制单元开启第二反应釜62上的减压阀、疏水阀、出料阀,第二反应釜62通过减压阀卸去压力、通过疏水阀排出冷凝水、通过出料阀逐步排出沉淀盐份b,同时所述控制单元开启蒸汽阀a,按照步骤b1~b3循环进行。
137.作为优选,所述蒸汽的温度为280℃、压力为10mpa。
138.作为优选,所述废水加压单元1包括依次连接的原水泵11、原水过滤器12、高压泵13,所述第一反应釜61、第二反应釜62均与所述高压泵13连接,所述高压泵13的工作压力为35mpa。
139.作为优选,所述气体冷却器42、蒸汽发生器51、氧化液冷却器21均采用固定管板式换热器。
140.总之,以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利的范围所作的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
再多了解一些

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