專利名稱：一種利用超臨界水氧化法處理堿渣廢水的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種廢水處理的方法，更具體地說是一種利用超臨界水氧化技術(shù)， 處理堿渣廢水的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
煉油化工廠堿渣主要來自常減壓、催化生產(chǎn)的初常頂油和催化汽油、催化柴 油等油品用堿液進(jìn)行堿洗后的廢液。煉油堿渣的特點是有機(jī)物含量高，其中含有的大量硫 醚、噻吩等有機(jī)硫化物是煉廠大氣惡臭的根源；COD含量高，催化汽油柴油堿渣的COD可高 達(dá)數(shù)十萬；游離NaOH含量高，有機(jī)酸鈉鹽多；可生化處理性差。這些特點也成為影響煉油廠 排污達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵因素。必須采用有效的堿渣除臭、脫油、除雜工藝技術(shù)進(jìn)行治理。目前國內(nèi) 處理方案可以分為中和法和氧化法兩大類。這些方法能回收堿渣中環(huán)烷酸和粗酚，但COD 去除率低，有嚴(yán)重的二次污染，難以推廣。超臨界水氧化技術(shù)(Supercritical Water Oxidation, SCW0)是一種新興的有機(jī) 廢物和廢水處理技術(shù)，這是一種能徹底破壞有機(jī)物結(jié)構(gòu)的深度氧化法，其對堿渣廢水中有 機(jī)物的去除率可達(dá)99. 9%以上?，F(xiàn)有的超臨界水氧化法處理污染水的系統(tǒng)如圖1所示，一種印染廢水的處理系 統(tǒng)，包括高壓柱塞泵1、輸送管道14、反應(yīng)器4和第一氣液分離器7，高壓柱塞泵1、反應(yīng)器4 和第一氣液分離器7通過輸送管道14依次連接，高壓貯罐通過輸送管道連接于高壓柱塞泵 1和反應(yīng)器4之間，在高壓貯罐3和反應(yīng)器4之間的管道14上設(shè)有閥門15，高壓貯罐3還設(shè) 有加熱器31。反應(yīng)器4采用管式反應(yīng)器，因為反應(yīng)器具有一定的長度，混合液在其內(nèi)流動， 產(chǎn)生一段的停留時間。在反應(yīng)器4和第一氣液分離器7之間連接有高壓旋液分離器5和第 一換熱器6，高壓旋液分離器的輸入口 51接反應(yīng)器的輸出口，高壓旋液分離器的輸出口 52 接第一換熱器的輸入口 61，第一換熱器的輸出口 62接第一氣液分離器7的輸入口。處理的 方法包括下列步驟(1)印染廢水加入氧化劑，充分混合后，通過高壓柱塞泵注入到高壓 貯罐中；(2)使高壓貯罐內(nèi)充滿廢水和氧化劑混合液體或廢水，關(guān)閉高壓柱塞泵，關(guān)閉高壓 貯罐與反應(yīng)器之間的閥門；用加熱器對高壓貯罐內(nèi)的液體進(jìn)行靜態(tài)加熱；(3)當(dāng)高壓貯罐 內(nèi)的壓力至22 35Mpa，溫度至38(T70(TC時，開啟高壓貯罐與反應(yīng)器之間的閥門；(4)啟動 高壓柱塞泵，高壓柱塞泵將泵內(nèi)廢水或廢水和氧化劑混合液加壓至22 35Mpa，持續(xù)注入高 壓貯罐，調(diào)節(jié)高壓柱塞泵的流量，使之緩慢上升至額定流量；(5)進(jìn)入反應(yīng)器的廢水和氧化 劑，停留一定的時間，使其中的有機(jī)物、氨氮和總磷與氧化劑進(jìn)行充分的反應(yīng)，廢水中的有 機(jī)物、氨氮及總磷有害物質(zhì)被降解成二氧化碳、氮氧化物及磷酸鹽；(6)對處理后的水進(jìn)行 冷卻，排出達(dá)到國家規(guī)定的相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)的水。上述現(xiàn)有的廢水處理系統(tǒng)中，設(shè)置了高壓儲罐和反應(yīng)器，通過在高壓儲罐中加熱 和加壓后，再將廢水輸入反應(yīng)器進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)器只能為管式反應(yīng)器。該廢水處理系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本也高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對高濃度堿渣廢水處理難的問題，提供一種對大量堿渣廢水 進(jìn)行處理的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法工藝簡單、成本較低、處理效果好。實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案是
一種利用超臨界水氧化法處理堿渣廢水的系統(tǒng)，包括廢水高壓柱塞泵、廢水預(yù)熱器、超 臨界反應(yīng)器、氧化劑高壓柱塞泵、氧化劑預(yù)熱器和氧化劑泵，廢水高壓柱塞泵、廢水預(yù)熱器、 超臨界反應(yīng)器通過輸送管道依次連接，氧化劑壓力泵通過氧化劑預(yù)熱器和超臨界反應(yīng)器連 接；所述超臨界反應(yīng)器為耐高壓的反應(yīng)器，內(nèi)裝有加熱器。所述的氧化劑泵可以是高壓氧化劑柱塞泵(對于液態(tài)氧化劑)或壓縮機(jī)(對于氣態(tài) 氧化劑)；所述的超臨界反應(yīng)器既可以是釜式反應(yīng)器，也可以是管式反應(yīng)器；處理過程既可 以是間歇式的，也可以是連續(xù)式的。上述技術(shù)方案中高壓廢水柱塞泵將堿渣廢水注入超臨界反應(yīng)器內(nèi)，待加溫加壓至 設(shè)定的操作壓力和溫度，與由氧化劑泵加壓輸送來的氧化劑在反應(yīng)器內(nèi)混合后，進(jìn)行反應(yīng)， 加熱裝置用于調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)溫度，用延長加熱時間的辦法減小所需的加熱功率。本發(fā)明通過采用耐高壓的超臨界反應(yīng)器，堿渣廢水的加熱、加壓和氧化反應(yīng)在超 臨界反應(yīng)器中完成，省卻了現(xiàn)有技術(shù)中的高壓儲罐，使處理系統(tǒng)和工藝更簡單，降低了成 本。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述超臨界反應(yīng)器后設(shè)有高壓旋液分離器，反應(yīng)過程 中生成的無機(jī)鹽通過高壓旋液分離器分離出來，開啟高壓旋液分離器底部閥門，可排放無 機(jī)鹽，避免對設(shè)備的損壞。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述廢水高壓柱塞泵和超臨界反應(yīng)器之間的輸送管 道上還設(shè)有廢水換熱器，高壓旋液分離器的蒸汽出口和廢水換熱器熱介質(zhì)入口連接，廢水 換熱器使作為熱介質(zhì)的從超臨界反應(yīng)器輸出的高溫高壓狀態(tài)的汽氣混合物和作為冷介質(zhì) 的由高壓廢水柱塞泵輸出的堿渣廢水及氧化劑進(jìn)行熱交換。此方法節(jié)約了加熱堿渣廢水至 超臨界狀態(tài)所需的能量。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述氧化劑高壓柱塞泵和超臨界反應(yīng)器之間的輸送管 道上還設(shè)有氧化劑換熱器，廢水換熱器的熱介質(zhì)出口和氧化劑換熱器熱介質(zhì)入口連接，從 廢水換熱器出來的高溫高壓狀態(tài)的汽液混合物和氧化劑進(jìn)行換熱，充分利用反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。實現(xiàn)本發(fā)明另一發(fā)明目的的技術(shù)方案是
一種利用超臨界水氧化法處理堿渣廢水的方法，包括以下步驟
(1)用高壓廢水柱塞泵將堿渣廢水經(jīng)廢水換熱器、廢水預(yù)熱器注入超臨界反應(yīng)器；
(2)待部分堿渣廢水進(jìn)入超臨界反應(yīng)器后，關(guān)閉高壓廢水柱塞泵和超臨界反應(yīng)器的出 口閥門，啟動超臨界反應(yīng)器內(nèi)的加熱裝置，將注入其中的堿渣廢水靜態(tài)加熱至40(Γ600 V ；
(3)啟動廢水預(yù)熱器和氧化劑預(yù)熱器，將預(yù)熱溫度設(shè)定在30(T35(rC；
(4)啟動高壓廢水柱塞泵，繼續(xù)向超臨界反應(yīng)器注入堿渣廢水，待超臨界反應(yīng)器內(nèi)的壓 力升至23飛0 MPa時，啟動氧化劑泵，將按氧化劑摩爾量為廢水中有機(jī)物完全氧化理論需氧 摩爾量的2飛倍的氧化劑經(jīng)氧化劑預(yù)熱器，注入超臨界反應(yīng)器；
(5)氧化劑與堿渣廢水在超臨界反應(yīng)器中充分反應(yīng)，廢水中的有機(jī)物反應(yīng)生成H20、CO2和無機(jī)鹽；
(6)開啟超臨界反應(yīng)器的出口閥門，調(diào)節(jié)高壓廢水柱塞泵和氧化劑泵的流量，控制超臨 界反應(yīng)器內(nèi)溫度為400 600 °C，壓力為23 50 MPa，停留時間為120 200秒；
(7)反應(yīng)完成后，從超臨界反應(yīng)器出來的超臨界水經(jīng)過冷凝器后減壓降溫進(jìn)入氣液分 離器，處理完成的水由氣液分離器排出。作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟(7)中進(jìn)一步包括下列步驟
(7. 1)為了回收系統(tǒng)能量，將從超臨界反應(yīng)器出來的超臨界水進(jìn)行分流(兩部分分流流 量可根據(jù)工藝過程需要進(jìn)行調(diào)整)，一部分超臨界水減壓后進(jìn)入廢水換熱器至氧化劑換熱 器，和堿渣廢水及氧化劑進(jìn)行換熱后經(jīng)冷卻，再進(jìn)入氣液分離，可有效減少預(yù)熱器的負(fù)荷， 另一部分超臨界水經(jīng)過冷凝器減壓降溫后直接進(jìn)行氣液分離。本發(fā)明可根據(jù)堿渣廢水的成分和濃度，調(diào)節(jié)操作過程的壓力、溫度和氧化劑的當(dāng) 量等工藝條件，并視情況需要與否決定是否添加催化劑。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)超臨界水氧化法處理廢水的系統(tǒng)流程示意圖2為本發(fā)明實施例超臨界水氧化法處理堿渣廢水的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中1-高壓柱塞泵；2-氧化劑泵；3-廢水換熱器；4-氧化劑換熱器；5_廢水 預(yù)熱器；6-氧化劑預(yù)熱器；7-第一冷凝器-M-氣液分離器；8B-氣液分離器；9-第二冷凝 器；10-超臨界反應(yīng)器；11-高壓旋液分離器；A-廢水儲罐；B-氧化劑儲罐。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例做進(jìn)一步說明。實施例1
如圖1所示，超臨界水氧化法處理堿渣廢水的系統(tǒng)，包括高壓廢水柱塞泵1、氧化劑泵 2、廢水換熱器3、氧化劑換熱器4、廢水預(yù)熱器5、氧化劑預(yù)熱器6、第一冷凝器7、氣液分離器 8A和8B、第二冷凝器9、超臨界反應(yīng)器10、高壓旋液分離器11、廢水儲罐A、氧化劑儲罐B。一種超臨界水部分氧化法處理堿渣廢水的方法，包括以下步驟
(1)用高壓廢水柱塞泵1將堿渣廢水經(jīng)廢水換熱器3、廢水預(yù)熱器5注入超臨界反應(yīng)器
10 ；
(2)待部分堿渣廢水進(jìn)入超臨界反應(yīng)器10后，關(guān)閉高壓廢水柱塞泵1和超臨界反應(yīng) 器10的出口閥門，啟動超臨界反應(yīng)器內(nèi)10的加熱器，將注入其中的堿渣廢水靜態(tài)加熱至 400 600 "C ；
(3)啟動廢水預(yù)熱器5和氧化劑預(yù)熱器6，將預(yù)熱溫度設(shè)定在30(T35(TC；
(4)啟動高壓廢水柱塞泵1，繼續(xù)向超臨界反應(yīng)器10注入堿渣廢水，待超臨界反應(yīng)器10 內(nèi)的壓力升至23飛0 MPa時，啟動氧化劑泵2，將雙氧水經(jīng)氧化劑換熱器4和氧化劑預(yù)熱器 6，注入超臨界反應(yīng)器10 ；
(5)雙氧水(按氧化劑摩爾量為廢水中有機(jī)物完全氧化理論需氧摩爾量的2飛倍)與堿 渣廢水在超臨界反應(yīng)器10中充分反應(yīng)，廢水中的有機(jī)物反應(yīng)生成H20、CO2和無機(jī)鹽；(6)開啟超臨界反應(yīng)器10的出口閥門，調(diào)節(jié)高壓廢水柱塞泵1和氧化劑泵2的流量，控 制超臨界反應(yīng)器10內(nèi)溫度為40(T600 °C，壓力為23 50 MPa，停留時間為120 200秒；
(7)反應(yīng)完成后，從超臨界反應(yīng)器10出來的超臨界水進(jìn)入高壓旋液分離器11，反應(yīng)生 成的無機(jī)鹽由高壓旋液分離器11底部的閥門排出；
(8)從高壓旋液分離器11流出的進(jìn)行分流，一部分經(jīng)過第二冷凝器的減壓降溫進(jìn)入氣 液分離器8A，處理完成的水由氣液分離器排出，另一部分進(jìn)入廢水換熱器3和氧化劑換熱 器4，對堿渣廢水和雙氧水進(jìn)行預(yù)熱；
(9)由氧化劑換熱器4流出的蒸氣經(jīng)第一冷凝器7進(jìn)入氣液分離器8B，處理完成的水 由氣液分離器排出。實施例2
如圖1所示，本例與實施例1不同的是，參與反應(yīng)的氧化劑為液氧，包括以下步驟
(1)用高壓廢水柱塞泵1將堿渣廢水經(jīng)廢水換熱器3、廢水預(yù)熱器5注入超臨界反應(yīng)器
10 ；
(2)待部分堿渣廢水進(jìn)入超臨界反應(yīng)器10后，關(guān)閉高壓廢水柱塞泵1和超臨界反應(yīng) 器10的出口閥門，啟動超臨界反應(yīng)器內(nèi)10的加熱器，將注入其中的堿渣廢水靜態(tài)加熱至 400 600 "C ；
(3)啟動廢水預(yù)熱器5和氧化劑預(yù)熱器6，將預(yù)熱溫度設(shè)定在30(T35(rC；
(4)啟動高壓廢水柱塞泵1，繼續(xù)向超臨界反應(yīng)器10注入堿渣廢水，待超臨界反應(yīng)器10 內(nèi)的壓力升至23飛0 MPa時，啟動氧化劑泵2，將液氧經(jīng)氧化劑換熱器4和氧化劑預(yù)熱器6， 注入超臨界反應(yīng)器10 ；
(5)液氧(按氧化劑摩爾量為廢水中有機(jī)物完全氧化理論需氧摩爾量的2飛倍)與堿渣 廢水在超臨界反應(yīng)器10中充分反應(yīng)，廢水中的有機(jī)物反應(yīng)生成H20、C02和無機(jī)鹽；
(6)開啟超臨界反應(yīng)器10的出口閥門，調(diào)節(jié)高壓廢水柱塞泵1和氧化劑泵2的流量，控 制超臨界反應(yīng)器10內(nèi)溫度為40(T600 °C，壓力為23 50 MPa，停留時間為120 200秒；
(7)反應(yīng)完成后，從超臨界反應(yīng)器10出來的超臨界水進(jìn)入高壓旋液分離器11，反應(yīng)生 成的無機(jī)鹽由高壓旋液分離器11底部的閥門排出；
(8)從高壓旋液分離器11流出的超臨界水進(jìn)行分流，一部分經(jīng)過第二冷凝器9的減壓 降溫進(jìn)入氣液分離器8A，處理完成的水由氣液分離器排出，另一部分進(jìn)入廢水換熱器3和 氧化劑換熱器4，對堿渣廢水和液氧進(jìn)行預(yù)熱；
(9)由氧化劑加熱器4流出的蒸氣經(jīng)第一冷凝器7進(jìn)入氣液分離器8B，處理完成的水 由氣液分離器排出。實施例3
如圖1所示，本例與實施例1不同的是，參與反應(yīng)的氧化劑為高錳酸鉀溶液，包括以下 步驟
(1)用高壓廢水柱塞泵1將堿渣廢水經(jīng)廢水換熱器3、廢水預(yù)熱器5注入超臨界反應(yīng)器
10 ；
(2)待部分堿渣廢水進(jìn)入超臨界反應(yīng)器10后，關(guān)閉高壓廢水柱塞泵1和超臨界反應(yīng) 器10的出口閥門，啟動超臨界反應(yīng)器內(nèi)10的加熱器，將注入其中的堿渣廢水靜態(tài)加熱至 400 600 "C ；(3)啟動廢水預(yù)熱器5和氧化劑預(yù)熱器6，將預(yù)熱溫度設(shè)定在30(T35(rC；
(4)啟動高壓廢水柱塞泵1，繼續(xù)向超臨界反應(yīng)器10注入堿渣廢水，待超臨界反應(yīng)器10 內(nèi)的壓力升至23飛0 MPa時，啟動氧化劑泵2，將高錳酸鉀溶液經(jīng)氧化劑換熱器4和氧化劑 預(yù)熱器6，注入超臨界反應(yīng)器10 ；
(5)高錳酸鉀溶液(按氧化劑摩爾量為廢水中有機(jī)物完全氧化理論需氧摩爾量的2飛 倍)與堿渣廢水在超臨界反應(yīng)器10中充分反應(yīng)，廢水中的有機(jī)物反應(yīng)生成H20、CO2和無機(jī)
鹽；
(6)開啟超臨界反應(yīng)器10的出口閥門，調(diào)節(jié)高壓廢水柱塞泵1和氧化劑泵2的流量，控 制超臨界反應(yīng)器10內(nèi)溫度為40(T600 °C，壓力為23 50 MPa，停留時間為120 200秒；
(7)反應(yīng)完成后，從超臨界反應(yīng)器10出來的超臨界水進(jìn)入高壓旋液分離器11，反應(yīng)生 成的無機(jī)鹽由高壓旋液分離器11底部的閥門排出；
(8)從高壓旋液分離器11流出的超臨界水進(jìn)行分流，一部分經(jīng)過第二冷凝器9的減壓 降溫進(jìn)入氣液分離器8A，處理完成的水由氣液分離器排出，另一部分進(jìn)入廢水換熱器3和 氧化劑換熱器4，對堿渣廢水和高錳酸鉀溶液進(jìn)行預(yù)熱；
(9)由氧化劑加熱器4流出的蒸氣經(jīng)第一冷凝器7進(jìn)入氣液分離器8B，處理完成的水 由氣液分離器排出。實施例4
如圖1所示，本例與實施例1不同的是，參與反應(yīng)的氧化劑為氣體氧化劑——空氣。氧 化劑泵2改為氣體壓縮機(jī)2，氧化劑預(yù)熱器6改為氣體緩沖罐6。一種利用超臨界水氧化法處理堿渣廢水的方法，包括以下步驟
(1)用高壓廢水柱塞泵1將堿渣廢水經(jīng)廢水換熱器3、廢水預(yù)熱器5注入超臨界反應(yīng)器
10 ；
(2)待部分堿渣廢水進(jìn)入超臨界反應(yīng)器10后，關(guān)閉高壓廢水柱塞泵1和超臨界反應(yīng) 器10的出口閥門，啟動超臨界反應(yīng)器內(nèi)10的加熱器，將注入其中的堿渣廢水靜態(tài)加熱至 400 600 "C ；
(3)啟動廢水預(yù)熱器5和氧化劑預(yù)熱器6，將預(yù)熱溫度設(shè)定在30(T35(rC；
(4)啟動高壓廢水柱塞泵1，繼續(xù)向超臨界反應(yīng)器10注入堿渣廢水，待超臨界反應(yīng)器10 內(nèi)的壓力升至23飛0 MPa時，啟動氣體壓縮機(jī)2，將空氣(氣體氧化劑還可以是富氧空氣、純 氧氣等)經(jīng)氧化劑換熱器4后打入氣體緩沖罐6，加壓至23飛0 MPa后，注入超臨界反應(yīng)器 10 ；
(5)空氣(按氧化劑摩爾量為廢水中有機(jī)物完全氧化理論需氧摩爾量的2飛倍)與堿渣 廢水在超臨界反應(yīng)器10中充分反應(yīng)，廢水中的有機(jī)物反應(yīng)生成H20、CO2和無機(jī)鹽；
(6)開啟超臨界反應(yīng)器10的出口閥門，調(diào)節(jié)高壓廢水柱塞泵1和氧化劑泵2的流量，控 制超臨界反應(yīng)器10內(nèi)溫度為40(T600 °C，壓力為23 50 MPa，停留時間為120 200秒；
(7)反應(yīng)完成后，從超臨界反應(yīng)器10出來的超臨界水進(jìn)入高壓旋液分離器11，反應(yīng)生 成的無機(jī)鹽由高壓旋液分離器11底部的閥門排出；
(8)從高壓旋液分離器11流出的超臨界水進(jìn)行分流，一部分經(jīng)過第二冷凝器9的減壓 降溫進(jìn)入氣液分離器8A，處理完成的水由氣液分離器排出，另一部分進(jìn)入廢水換熱器3和 氧化劑換熱器4，對堿渣廢水和空氣進(jìn)行預(yù)熱；
7(9)由氧化劑加熱器4流出的蒸氣經(jīng)第一冷凝器7進(jìn)入氣液分離器8B，處理完成的水 由氣液分離器排出。實施例5
本例與實施例4不同的是，參與反應(yīng)的氧化劑為富氧空氣。包括以下步驟
(1)用高壓廢水柱塞泵1將堿渣廢水經(jīng)廢水換熱器3、廢水預(yù)熱器5注入超臨界反應(yīng)器
10 ；
(2)待部分堿渣廢水進(jìn)入超臨界反應(yīng)器10后，關(guān)閉高壓廢水柱塞泵1和超臨界反應(yīng) 器10的出口閥門，啟動超臨界反應(yīng)器內(nèi)10的加熱器，將注入其中的堿渣廢水靜態(tài)加熱至 400 600 "C ；
(3)啟動廢水預(yù)熱器5和氧化劑預(yù)熱器5，將預(yù)熱溫度設(shè)定在30(T35(rC；
(4)啟動高壓廢水柱塞泵1，繼續(xù)向超臨界反應(yīng)器10注入堿渣廢水，待超臨界反應(yīng)器10 內(nèi)的壓力升至23飛0 MPa時，啟動氣體壓縮機(jī)2，將富氧空氣經(jīng)氧化劑換熱器4后打入氣體 緩沖罐6，加壓至23飛0 MPa后，注入超臨界反應(yīng)器10 ；
(5)富氧空氣(按氧化劑摩爾量為廢水中有機(jī)物完全氧化理論需氧摩爾量的2飛倍)與 堿渣廢水在超臨界反應(yīng)器10中充分反應(yīng)，廢水中的有機(jī)物反應(yīng)生成H20、CO2和無機(jī)鹽；
(6)開啟超臨界反應(yīng)器10的出口閥門，調(diào)節(jié)高壓廢水柱塞泵1和氧化劑泵2的流量，控 制超臨界反應(yīng)器10內(nèi)溫度為40(T600 °C，壓力為23 50 MPa，停留時間為120 200秒；
(7)反應(yīng)完成后，從超臨界反應(yīng)器10出來的超臨界水進(jìn)入高壓旋液分離器11，反應(yīng)生 成的無機(jī)鹽由高壓旋液分離器11底部的閥門排出；
(8)從高壓旋液分離器11流出的超臨界水進(jìn)行分流，一部分經(jīng)過第二冷凝器9的減壓 降溫進(jìn)入氣液分離器8A，處理完成的水由氣液分離器排出，另一部分進(jìn)入廢水換熱器3和 氧化劑換熱器4，對堿渣廢水和富氧空氣進(jìn)行預(yù)熱；
(9)由氧化劑加熱器4流出的蒸氣經(jīng)第一冷凝器7進(jìn)入氣液分離器8B，處理完成的水 由氣液分離器排出。實施例6
本例與實施例4不同的是，參與反應(yīng)的氧化劑為純氧氣。包括以下步驟
(1)用高壓廢水柱塞泵1將堿渣廢水經(jīng)廢水換熱器3、廢水預(yù)熱器5注入超臨界反應(yīng)器
10 ；
(2)待部分堿渣廢水進(jìn)入超臨界反應(yīng)器10后，關(guān)閉高壓廢水柱塞泵1和超臨界反應(yīng) 器10的出口閥門，啟動超臨界反應(yīng)器內(nèi)10的加熱器，將注入其中的堿渣廢水靜態(tài)加熱至 400 600 °C ；
(3)啟動廢水預(yù)熱器5和氧化劑預(yù)熱器5，將預(yù)熱溫度設(shè)定在300~350°C；
(4)啟動高壓廢水柱塞泵1，繼續(xù)向超臨界反應(yīng)器10注入堿渣廢水，待超臨界反應(yīng)器10 內(nèi)的壓力升至23飛0 MPa時，啟動氣體壓縮機(jī)2，將純氧氣經(jīng)氧化劑換熱器4后打入氣體緩 沖罐6，加壓至23飛0 MPa后，注入超臨界反應(yīng)器10 ；
(5)純氧氣(按氧化劑摩爾量為廢水中有機(jī)物完全氧化理論需氧摩爾量的2飛倍)與堿 渣廢水在超臨界反應(yīng)器10中充分反應(yīng)，廢水中的有機(jī)物反應(yīng)生成H20、CO2和無機(jī)鹽；
(6)開啟超臨界反應(yīng)器10的出口閥門，調(diào)節(jié)高壓廢水柱塞泵1和氧化劑泵2的流量，控 制超臨界反應(yīng)器10內(nèi)溫度為400 600 V，壓力為23 50 MPa，停留時間為120 200秒；(7)反應(yīng)完成后，從超臨界反應(yīng)器10出來的超臨界水進(jìn)入高壓旋液分離器11，反應(yīng)生 成的無機(jī)鹽由高壓旋液分離器11底部的閥門排出；
(8)從高壓旋液分離器11流出的超臨界水進(jìn)行分流，一部分經(jīng)過第二冷凝器9的減壓 降溫進(jìn)入氣液分離器8A，處理完成的水由氣液分離器排出，另一部分進(jìn)入廢水換熱器3和 氧化劑換熱器4，對堿渣廢水和純氧氣進(jìn)行預(yù)熱；
(9)由氧化劑加熱器4流出的蒸氣經(jīng)第一冷凝器7進(jìn)入氣液分離器8B，處理完成的水 由氣液分離器排出。
權(quán)利要求
一種利用超臨界水氧化法處理堿渣廢水的系統(tǒng)，包括廢水高壓柱塞泵、廢水預(yù)熱器、超臨界反應(yīng)器、氧化劑高壓柱塞泵、氧化劑預(yù)熱器和氧化劑壓力泵，廢水高壓柱塞泵、廢水預(yù)熱器、超臨界反應(yīng)器通過輸送管道依次連接，氧化劑壓力泵通過氧化劑預(yù)熱器和超臨界反應(yīng)器連接；其特征是，所述超臨界反應(yīng)器為耐高壓的反應(yīng)器，內(nèi)裝有加熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用超臨界水氧化法處理堿渣廢水的系統(tǒng)，其特征是，所述 的氧化劑泵是高壓氧化劑柱塞泵或壓縮機(jī)；所述的超臨界反應(yīng)器為釜式反應(yīng)器或管式反應(yīng)ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用超臨界水氧化法處理堿渣廢水的系統(tǒng)，其特征是，所述 超臨界反應(yīng)器后設(shè)有高壓旋液分離器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用超臨界水氧化法處理堿渣廢水的系統(tǒng)，其特征是，在所 述廢水高壓柱塞泵和超臨界反應(yīng)器之間的輸送管道上還設(shè)有廢水換熱器，高壓旋液分離器 的蒸汽出口和廢水換熱器熱介質(zhì)入口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用超臨界水氧化法處理堿渣廢水的系統(tǒng)，其特征是，所述 氧化劑高壓柱塞泵和超臨界反應(yīng)器之間的輸送管道上還設(shè)有氧化劑換熱器，廢水換熱器的 熱介質(zhì)出口和氧化劑換熱器熱介質(zhì)入口連接。
6. 一種利用超臨界水氧化法處理堿渣廢水的方法，其特征是，該方法包括以下步驟(1)用高壓廢水柱塞泵將堿渣廢水經(jīng)廢水換熱器、廢水預(yù)熱器注入超臨界反應(yīng)器；(2)待部分堿渣廢水進(jìn)入超臨界反應(yīng)器后，關(guān)閉高壓廢水柱塞泵和超臨界反應(yīng)器的出 口閥門，啟動超臨界反應(yīng)器內(nèi)的加熱裝置，將注入其中的堿渣廢水靜態(tài)加熱至40(Γ600 V ；(3)啟動廢水預(yù)熱器和氧化劑預(yù)熱器，將預(yù)熱溫度設(shè)定在30(T35(rC；(4)啟動高壓廢水柱塞泵，繼續(xù)向超臨界反應(yīng)器注入堿渣廢水，待超臨界反應(yīng)器內(nèi)的壓 力升至23飛0 MPa時，啟動氧化劑泵，將按氧化劑摩爾量為廢水中有機(jī)物完全氧化理論需氧 摩爾量的2飛倍的氧化劑經(jīng)氧化劑預(yù)熱器，注入超臨界反應(yīng)器；(5)氧化劑與堿渣廢水在超臨界反應(yīng)器中充分反應(yīng)，廢水中的有機(jī)物反應(yīng)生成H20、CO2 和無機(jī)鹽；(6)開啟超臨界反應(yīng)器的出口閥門，調(diào)節(jié)高壓廢水柱塞泵和氧化劑泵的流量，控制超臨 界反應(yīng)器內(nèi)溫度為400 600 °C，壓力為23 50 MPa，停留時間為120 200秒；(7)反應(yīng)完成后，從超臨界反應(yīng)器出來的超臨界水經(jīng)過冷凝器后減壓降溫進(jìn)入氣液分 離器，處理完成的水由氣液分離器排出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用超臨界水氧化法處理堿渣廢水的方法，其特征是，所述 步驟(7)中進(jìn)一步包括下列步驟將從超臨界反應(yīng)器出來的超臨界水進(jìn)行分流，一部分超 臨界水減壓后進(jìn)入廢水換熱器至氧化劑換熱器，和堿渣廢水及氧化劑進(jìn)行換熱后經(jīng)冷卻， 再進(jìn)入氣液分離，另一部分超臨界水經(jīng)過冷凝器后減壓降溫后直接進(jìn)行氣液分離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用超臨界水氧化法處理堿渣廢水的系統(tǒng)和方法，一種利用超臨界水氧化法處理堿渣廢水的系統(tǒng)，包括廢水高壓柱塞泵、廢水預(yù)熱器、超臨界反應(yīng)器、氧化劑高壓柱塞泵、氧化劑預(yù)熱器和氧化劑壓力泵，廢水高壓柱塞泵、廢水預(yù)熱器、超臨界反應(yīng)器通過輸送管道依次連接，氧化劑壓力泵通過氧化劑預(yù)熱器和超臨界反應(yīng)器連接；其特征是，所述超臨界反應(yīng)器為耐高壓的反應(yīng)器，內(nèi)裝有加熱器。
文檔編號C02F1/72GK101993143SQ20101052119
公開日2011年3月30日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者廖傳華, 方向, 朱廷風(fēng), 朱躍釗, 武一鳴, 王重慶, 馬雷 申請人:南京工業(yè)大學(xué)