申請(qǐng)日2013.09.30

　　公開(公告)日2014.01.15

　　IPC分類號(hào)C02F101/30; C02F1/72

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種高含鹽腐蝕性有機(jī)廢水超臨界水氧化反應(yīng)裝置，包括筒體、與該筒體上端部密封連接的頂蓋，筒體與頂蓋之間的密閉空間為反應(yīng)室，其特征在于，所述筒體內(nèi)側(cè)壁依次設(shè)置有耐壓隔熱填充材料、水冷壁、耐蝕內(nèi)襯，筒體底部、頂蓋下表面僅設(shè)置耐蝕內(nèi)襯;頂蓋上設(shè)置有與筒體內(nèi)反應(yīng)室連通的反應(yīng)流體進(jìn)口、熱水或蒸汽出口、壓力表和安全閥接口、氧氣進(jìn)口，并設(shè)置有若干測(cè)溫套管伸進(jìn)反應(yīng)室不同高度位置;筒體底部設(shè)置有與筒體內(nèi)反應(yīng)室連通的軟化水進(jìn)口、反應(yīng)流體出口。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種高含鹽腐蝕性有機(jī)廢水超臨界水氧化反應(yīng)裝置，包括筒體、與該 筒體上端部密封連接的頂蓋，筒體與頂蓋之間的密閉空間為反應(yīng)室，其特征 在于，所述筒體內(nèi)側(cè)壁依次設(shè)置有耐壓隔熱填充材料、水冷壁、耐蝕內(nèi)襯， 筒體底部、頂蓋下表面僅設(shè)置耐蝕內(nèi)襯;頂蓋上設(shè)置有與筒體內(nèi)反應(yīng)室連通 的反應(yīng)流體進(jìn)口、熱水或蒸汽出口、壓力表和安全閥接口、氧氣進(jìn)口，并設(shè) 置有若干測(cè)溫套管伸進(jìn)反應(yīng)室不同高度位置;筒體底部設(shè)置有與筒體內(nèi)反應(yīng) 室連通的軟化水進(jìn)口、反應(yīng)流體出口。

　　2.如權(quán)利要求1所述的高含鹽腐蝕性有機(jī)廢水超臨界水氧化反應(yīng)裝置， 其特征在于：在筒體耐蝕內(nèi)襯和水冷壁上沿反應(yīng)室豎直方向開設(shè)多個(gè)平衡孔。

　　3.如權(quán)利要求1所述的高含鹽腐蝕性有機(jī)廢水超臨界水氧化反應(yīng)裝置， 其特征在于：頂蓋上設(shè)置有三個(gè)測(cè)溫套管分別伸進(jìn)反應(yīng)室高、中、低的位置。

　　說(shuō)明書

　　高含鹽腐蝕性有機(jī)廢水超臨界水氧化反應(yīng)裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及廢水無(wú)害化處理技術(shù)，特別涉及一種利用超臨界水氧化法對(duì) 高含鹽(無(wú)機(jī)鹽含量5～10wt%)高腐蝕性(氯離子濃度1000～5000mg/L)有 機(jī)廢水進(jìn)行處理的反應(yīng)裝置。

　　背景技術(shù)

　　超臨界水是指溫度和壓力均高于其臨界點(diǎn)(Tc=374.15℃，Pc=22.12MPa) 的特殊狀態(tài)的水。超臨界水氧化技術(shù)(簡(jiǎn)稱SCWO)是利用水在超臨界狀態(tài) 下所具有的特殊性質(zhì)，使氧化劑和有機(jī)物完全溶解在超臨界水中并發(fā)生均相 氧化反應(yīng)，迅速、徹底地將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成無(wú)害化的CO2、N2、H2O等小分子 化合物，氯轉(zhuǎn)化成氯離子的金屬鹽，硝基物轉(zhuǎn)化成氮?dú)�，硫轉(zhuǎn)化成硫酸鹽， 磷轉(zhuǎn)化成磷酸鹽。與其它傳統(tǒng)的高含鹽難生化降解有機(jī)廢水處理技術(shù)相比， SCWO具有以下優(yōu)勢(shì)：氧化效率高，有機(jī)物去除率可達(dá)99.9%以上;有機(jī)物 質(zhì)量濃度達(dá)到3%以上時(shí)，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自熱;反應(yīng)空間密閉，不帶來(lái)二次污 染;反應(yīng)時(shí)間短，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小;微溶的無(wú)機(jī)鹽容易分離出來(lái)。 SCWO是一種更為實(shí)用的高含鹽難生化降解有機(jī)廢水處理技術(shù)。美國(guó)國(guó)家關(guān) 鍵技術(shù)所列的六大領(lǐng)域之一“能源與環(huán)境”中就指出，21世紀(jì)最有前途的有機(jī) 廢物處理技術(shù)之一是超臨界水氧化技術(shù)。

　　化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、軍工等領(lǐng)域通常會(huì)產(chǎn)生高含鹽高腐蝕性有機(jī)廢水， 這些有機(jī)廢水難以通過(guò)傳統(tǒng)的生化方法高效經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)處理達(dá)標(biāo)排放，利用 焚燒法處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生二次污染，且處理費(fèi)用高。而SCWO可以高效、經(jīng)濟(jì)地實(shí) 現(xiàn)這類有機(jī)廢水的無(wú)害化處理。然而，利用SCWO實(shí)現(xiàn)高含鹽高腐蝕性有機(jī)廢 水的無(wú)害化處理還存在需要解決以下問(wèn)題。首先，需要降低SCWO的投資和運(yùn) 行成本。需要充分回收高含鹽有機(jī)物在超臨界水氧化過(guò)程中放出的大量熱量， 回收的反應(yīng)熱用來(lái)產(chǎn)生熱水或蒸汽，同時(shí)通過(guò)合適的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)降低反應(yīng)裝 置承壓壁的溫度，從而有效降低SCWO的設(shè)備投資和運(yùn)行成本。其次，在超臨 界水氧化條件下，高溫、高壓及高含鹽溶解氧的反應(yīng)環(huán)境中產(chǎn)生的活性自由 基、強(qiáng)酸或某些鹽類物質(zhì)都會(huì)加劇反應(yīng)裝置腐蝕。反應(yīng)裝置腐蝕不僅引起了 反應(yīng)裝置安全問(wèn)題，降低了其使用壽命，而且腐蝕產(chǎn)物也會(huì)影響處理效果。 因此，有效解決反應(yīng)裝置的腐蝕問(wèn)題成為發(fā)展SCWO的關(guān)鍵問(wèn)題之一。再次， 因無(wú)機(jī)鹽在超臨界水中的溶解度極低，在超臨界水氧化過(guò)程中，無(wú)機(jī)鹽會(huì)析 出，粘性無(wú)機(jī)鹽會(huì)沉積到反應(yīng)裝置內(nèi)表面上，進(jìn)而可能引起反應(yīng)裝置堵塞， 造成非正常停機(jī)，從而嚴(yán)重影響整套超臨界水氧化反應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和 經(jīng)濟(jì)性。

　　鑒于上述因素制約了高含鹽高腐蝕性有機(jī)廢水超臨界水氧化技術(shù)的發(fā) 展，因此一些新型反應(yīng)裝置在不斷研發(fā)之中。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)現(xiàn)有的高含鹽高腐蝕性有機(jī)廢水超臨界水氧化反應(yīng)裝置在防腐蝕、 防鹽沉積引起的堵塞、高投資和運(yùn)行費(fèi)用方面存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在 于提供一種專用于處理高含鹽高腐蝕性有機(jī)廢水的超臨界水氧化反應(yīng)裝置。

　　為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的;

　　一種高含鹽腐蝕性有機(jī)廢水超臨界水氧化反應(yīng)裝置，包括筒體、與該筒 體上端部密封連接的頂蓋，筒體與頂蓋之間的密閉空間為反應(yīng)室，其特征在 于，所述筒體內(nèi)側(cè)壁依次設(shè)置有耐壓隔熱填充材料、水冷壁、耐蝕內(nèi)襯，筒 體底部、頂蓋下表面僅設(shè)置耐蝕內(nèi)襯;頂蓋上設(shè)置有與筒體內(nèi)反應(yīng)室連通的 反應(yīng)流體進(jìn)口、熱水或蒸汽出口、壓力表和安全閥接口、氧氣進(jìn)口，并設(shè)置 有若干測(cè)溫套管伸進(jìn)反應(yīng)室不同高度位置;筒體底部設(shè)置有與筒體內(nèi)反應(yīng)室 連通的軟化水進(jìn)口、反應(yīng)流體出口。

　　上述方案中，在筒體耐蝕內(nèi)襯和水冷壁上沿反應(yīng)室豎直方向可開設(shè)多個(gè) 平衡孔。頂蓋上設(shè)置有三個(gè)測(cè)溫套管分別伸進(jìn)反應(yīng)室高、中、低的位置。所 述軟化水進(jìn)口、熱水或蒸汽出口均通過(guò)套管進(jìn)行密封。所述耐蝕內(nèi)襯選用哈 氏合金C276材料堆焊形成。

　　本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

　　1、通過(guò)設(shè)置頂蓋耐蝕內(nèi)襯、筒體耐蝕內(nèi)襯和底部耐蝕內(nèi)襯，可使反應(yīng)裝 置承壓壁不受腐蝕，可以有效地克服反應(yīng)裝置的腐蝕問(wèn)題，且反應(yīng)裝置頂蓋 和反應(yīng)裝置筒體可以選用普通不銹鋼316即可，從而有效降低反應(yīng)裝置的造 價(jià)。

　　2、通過(guò)設(shè)置水冷壁，引入低溫軟化水，使反應(yīng)裝置筒體耐蝕內(nèi)襯的內(nèi)表 面溫度處于亞臨界溫度，在超臨界水氧化反應(yīng)條件下析出的無(wú)機(jī)鹽接觸到筒 體耐蝕內(nèi)襯時(shí)會(huì)再次溶解，從而避免了無(wú)機(jī)鹽沉積，可有效避免反應(yīng)裝置因 鹽沉積引起的堵塞問(wèn)題。此外，水冷壁回收反應(yīng)放熱，產(chǎn)生熱水或蒸汽出售， 獲取的收益可抵消設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用。

　　3、通過(guò)設(shè)置耐壓隔熱填充材料來(lái)降低反應(yīng)裝置筒體承壓壁的壓力，從而 保證反應(yīng)裝置的安全運(yùn)行。

　　4、在頂蓋設(shè)置多個(gè)測(cè)溫套管、壓力表和安全閥接口，通過(guò)安裝熱電偶、 壓力表(閥)來(lái)測(cè)量反應(yīng)裝置中不同位置的流體溫度，可監(jiān)控反應(yīng)裝置的工 作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)。