CN101987750A - 废有机物的超临界水处理用预脱盐器 - Google Patents

废有机物的超临界水处理用预脱盐器 Download PDF

Info

Publication number
CN101987750A
CN101987750A CN2010105168814A CN201010516881A CN101987750A CN 101987750 A CN101987750 A CN 101987750A CN 2010105168814 A CN2010105168814 A CN 2010105168814A CN 201010516881 A CN201010516881 A CN 201010516881A CN 101987750 A CN101987750 A CN 101987750A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylindrical shell
flat cover
supercritical water
demineralizer
inner chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010105168814A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101987750B (zh
Inventor
王树众
公彦猛
唐兴颖
马红和
张洁
周璐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Dexincheng Environmental Protection Technology Co ltd
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN2010105168814A priority Critical patent/CN101987750B/zh
Publication of CN101987750A publication Critical patent/CN101987750A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101987750B publication Critical patent/CN101987750B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种废有机物的超临界水处理用预脱盐器,包括连有下平盖的筒体、连有上平盖的筒体端部,筒体与筒体端部相连,其筒壁构成内腔,其特征在于,所述内腔中上部为加热区域;所述内腔上部侧壁设有脱盐后流体出口,所述内腔下部侧壁设有盐水出口,所述内腔底部设有排渣口,所述内腔顶部的上平盖底面设有中心管伸至加热区域,所述上平盖中心贯穿有入水口连通中心管,所述内腔底部的下平盖上设有换热装置,相对筒壁加热区域的筒体外侧设有电加热器。

Description

废有机物的超临界水处理用预脱盐器
技术领域
本发明涉及废有机物的超临界水处理装置,特别涉及一种废有机物的超临界水处理用预脱盐器。
背景技术
超临界状态水相当于非极性溶剂,能与空气、氧气和有机物以任意比例混溶,从而形成均相。此时,气液相界面消失了,也就消除了相间的传质阻力,溶于其中的物质的反应速度不再受传质的影响。同时,高的反应温度(约400~650℃)也使反应速度加快。
超临界水氧化技术(Supercritical Water Oxidation,简称SCWO)利用水在超临界状态下所具有的特殊性质(弱的氢键作用,介电常数近似于极性有机溶剂,高的扩散系数,低粘度等),使废有机物和氧化剂在超临界水中迅速发生氧化反应来彻底分解。SCWO反应完全、彻底,最终产物为水、N2、CO2等小分子的无机物,且符合全封闭的要求,产物清洁,不需要作进一步的处理。另外,无机盐在超临界水中的溶解度特别低,可以很容易地从中分离出来,处理后的废水可完全回收利用。
超临界水气化技术(Supercritical Water Gasification,简称SCWG)是利用超临界水独特的物理化学性质,在不加氧化剂的条件下,有机物在超临界水中发生水解、热解等反应,生成以氢气为主的可燃性气态产品。
超临界水部分氧化技术(Supercritical Water Partial Oxidation,简称SWPO)利用超临界水的独特物理化学性质,在提供部分氧化剂的前提下,即反应中氧化剂的量小于反应物中有机物完全氧化时所需的氧化剂的量,利用少量的氧化剂攻击有机物中的C-H健。该技术不仅大大减少了完全气化反应中焦油的产生量,而且改变了气体产物分布,提高了氢气和二氧化碳的纯度等级,同时实现了有机污染物的无害化处理和资源化利用。
在相关SCWO、SCWG、SWPO技术的超临界水处理装置中,无机盐等沉淀造成的设备及管道堵塞问题是影响超临界水处理技术工业化的最大障碍之一。常温常压下,大多数盐在水中的溶解度较大,一般在几十~100g/L左右。盐-水相平衡研究表明,在密度较低的超临界水中,无机盐在水中的溶解度显著降低,一般在(1~100)×10-6(质量分数),因此,无机盐很容易从超临界水中析出。析出的无机盐固体颗粒趋向接触反应器内表面,如果趋向沉积的吸引力超过趋向移除它们的水力剪切力,这些无机盐就会沉积停留在反应器内表面上。如果这种沉积不进行控制,就会会增加反应器压降,恶化传热,最后形成反应器堵塞,进而导致反应器的停机、清洗、装配、压力测试和重新启动。如果这种情况过于频繁发生,就会降低反应器运行的经济性,使反应器不能满足应用要求。
脱盐的主要目的在于防止反应器堵塞。此外,脱盐有助于降低反应器的腐蚀速率,一些盐(如硫酸盐是催化剂毒物)在催化剂床层前被脱除有助于延长催化剂的寿命,且分离出的高浓度的盐还可能被用作肥料。
发明内容
针对现有的超临界水处理系统在脱盐方面存在的缺陷或不足,本发明的目的在于提供一种废有机物的超临界水处理用预脱盐器。该装置在反应流体进入反应器以前,利用无机盐在超临界水中几乎不溶解的特性,用重力沉降的方法将析出的无机盐等沉淀物除去,防止无机盐沉淀造成的设备及管道堵塞。
为了达到上述目的,本发明是采取如下技术方案予以实现的;
一种废有机物的超临界水处理用预脱盐器,包括连有下平盖的筒体、连有上平盖的筒体端部,筒体与筒体端部相连,其筒壁构成内腔,其特征在于,所述内腔中上部为加热区域;所述内腔上部侧壁设有脱盐后流体出口,所述内腔下部侧壁设有盐水出口,所述内腔底部设有排渣口,所述内腔顶部的上平盖底面设有中心管伸至加热区域,所述上平盖中心贯穿有入水口连通中心管,所述内腔底部的下平盖上设有换热装置,相对筒壁加热区域的筒体外侧设有电加热器。
上述方案中,所述换热装置为螺旋冷却盘管,其进口和出口分别贯穿下平盖伸出内腔。所述脱盐后流体出口下方的内腔壁与中心管的外径之间设有多孔过滤挡板。
所述入水口直径小于中心管。相对于内腔加热区域及其上方、下方的筒体外侧设置有伸入内腔的热电偶。相对于内腔加热区域以下的筒体外壁面设有贴壁温度传感器。所述下平盖上设置有锥筒。
本发明预脱盐器入水口的流体为含无机盐的亚临界水,经过中心管管外换热及电加热的补充热量温度升高至超临界以上(温度>374.15℃、压力>22.05MPa),水中的无机盐等沉淀物析出,依靠重力沉降作用,实现超临界水与无机盐等沉淀物的分离。无机盐等沉淀物沉积在预脱盐器筒体的底部,预脱盐器底部的冷却盘管取热后温度又降到亚临界状态,此时析出的无机盐重新溶解。正常运行时连续脱盐,内腔上部侧壁出口的流体为除盐后相对干净的超临界流体,而后进入后续的超临界水反应器。内腔下部侧壁盐水出口的流体为高含盐量的亚临界流体,冷却降压后收集另作处理。
本发明结构中,入水口的直径小于中心管直径,有利于亚临界水的扩容和加热;中心管出口伸至内腔加热区域,便于亚临界水加热升温;筒体的侧壁设置伸入筒体的三个热电偶,便于检测筒体内水的温度,作为电加热功率调节、冷却水流量调节的控制点;筒体的侧壁设置贴壁温度传感器,便于监测筒体的外壁温;脱盐后流体出口下方的内腔壁与中心管的外径之间设有多孔过滤挡板,可对脱盐后的超临界水进行过滤;下平盖上焊接有锥筒,有利于收集沉积在预脱盐器底部的不溶解性无机盐。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明的预脱盐器的结构示意图。
图中:1、冷却盘管;2、套管;3、下平盖;4、筋板;5、筒体;6、贴壁温度传感器;7、电加热器;8、支撑环;9、中心管;10、接管;11、筒体端部;12、双头螺柱;13、螺母;14、球面垫片;15、入水接管;16、上平盖;17、八角密封垫圈;18、固定管;19、过滤挡板;20、加强管;21、支座;22、锥筒;a、安全阀接口;b、底部盐水出口;c、脱盐后流体出口;d1、冷却水进口;d2、冷却水出口;f、入水口;g、排渣口;h1~h3、热电偶接口。
具体实施方式
参照图1,废有机物的超临界水处理用预脱盐器,主要包括:带有电加热器7的筒体5,筒体5和筒体端部11组成的筒壁,设置在筒体中上部侧壁的脱盐后流体出口c,设置在筒体下部侧壁的盐水出口b,设置在筒体5的侧壁并伸入筒体的三个温度传感器h1、h2、h3,焊接固定在筒体下端的下平盖3,设置在筒体内并固定在下平盖的冷却盘管1,通过双头螺栓12固定在筒体端部的上平盖16,设置在筒体内并固定在上平盖16底面的中心管9,贯穿上平盖16并连通中心管9的入水口f。冷却盘管1螺旋盘旋,其进口和出口分别贯穿下平盖3伸出筒体形成冷却水进、出口d1、d2,冷却盘管1内通入常温常压的清水;中心管9的出口伸至筒体中下部的电加热区域。
本实施例中,预脱盐器位于超临界水反应器的上游,在进行超临界水反应前进行的预脱盐。含盐量较高的水经过预热至亚临界状态,经入水口f和中心管8流入筒体。筒体5中下部的外侧面上布置电加热器7,根据筒内流体温度(相应h2)和脱盐后出口流体出口温度(相应h1)自动调节电加热器7的功率,把筒体的亚临界水加热到超临界以上。水中的无机盐等沉淀物析出,依靠重力沉降作用,实现超临界水与无机盐等沉淀物的分离。脱盐后的超临界水经筒体中上部侧壁的出口c流出,进入下游的超临界水反应器;无机盐等沉淀物沉积在筒体的底部。筒体的底部设置有冷却盘管1。根据底部盐水出口的温度(相应h3),通入冷却水并控制水的流量,使预脱盐器底部的流体冷却至亚临界状态,析出的无机盐重新溶解。高含盐量的亚临界水经筒体下部侧壁的盐水出口流出,换热、过滤、降压后另作处理。
在本实施例中,预脱盐器停止运行的时候,间歇式的开启预脱盐器底部排渣口g的阀门,排泄不溶解性的无机盐等沉淀物。为了便于筒体的制造和保证筒体密封,将筒体分为焊接在一起的筒体5和筒体端部11,筒体端部11和上平盖16通过螺栓紧固,它们之间设置有截面为八边形的八角密封垫圈17;筒体5和下平盖3通过焊接连接,保证密封。
本实施例中,入水接管15的管径小于中心管9,有利于亚临界水的扩容和加热,控制中心管及筒体内的流体流速。
从筒体5的侧壁伸入筒体中的三个温度传感器h1、h2、h3,用于检测筒体内水的温度,作为电加热器7功率调节、冷却盘管1中水流量调节的控制点;筒体5的侧壁可设置有贴壁温度传感器6,便于监测筒体的外壁面温度,作为预脱盐器的超温保护控制。
上平盖16底面中心设有固定管18,中心管9与固定管18螺纹连接固定,可便于中心管9的更换。
中心管9的外壁面焊接过滤挡板19,可对脱盐后的超临界水进行过滤。脱盐后流体出口下方的筒体5内侧面焊接支撑环8,用于对过滤挡板19进行支撑及固定。其中过滤挡板19可以是烧结金属板、多孔金属板、多孔陶瓷等。
在筒体内下平盖3上焊接有锥筒22,可有利于收集沉积在预脱盐器底部的不溶解性无机盐。
本发明的工作原理:预脱盐器上部为超临界状态,为达到超临界状态可以用电加热器、加热炉、换热等手段;预脱盐器下部为亚临界,可以通过容器内盘管冷却或容器外换热实现;上部为超临界水,无机盐等析出。无机盐通过重力沉降等作用下降,并溶解在下部的亚临界水中。脱盐后的超临界水经上部出口流出,高含盐的亚临界水经下部出口流出。
温度控制:上部出口流体温度控制加热功率;下部出口流体温度控制冷却水流量;贴壁热电偶控制外壁温度,保证预脱盐器的安全;
中心管9长度设计要保证管内流体有一定的流速,保证管内流体与管外流体发生换热但管内又仍为亚临界状态,保证无机盐的沉降距离。

Claims (7)

1.一种废有机物的超临界水处理用预脱盐器,包括连有下平盖的筒体、连有上平盖的筒体端部,筒体与筒体端部相连,其筒壁构成内腔,其特征在于,所述内腔中上部为加热区域;所述内腔上部侧壁设有脱盐后流体出口,所述内腔下部侧壁设有盐水出口,所述内腔底部设有排渣口,所述内腔顶部的上平盖底面设有中心管伸至加热区域,所述上平盖中心贯穿有入水口连通中心管,所述内腔底部的下平盖上设有换热装置,相对筒壁加热区域的筒体外侧设有电加热器。
2.如权利要求1所述的废有机物的超临界水处理用预脱盐器,其特征在于,所述换热装置为螺旋冷却盘管,其进口和出口分别贯穿下平盖伸出内腔。
3.如权利要求1所述的废有机物的超临界水处理用预脱盐器,其特征在于,所述脱盐后流体出口下方的内腔壁与中心管的外径之间设有多孔过滤挡板。
4.如权利要求1所述的废有机物的超临界水处理用预脱盐器,其特征在于,所述入水口直径小于中心管。
5.如权利要求1所述的废有机物的超临界水处理用预脱盐器,其特征在于,相对于内腔加热区域及其上方、下方的筒体外侧设置有伸入内腔的热电偶。
6.如权利要求1所述的废有机物的超临界水处理用预脱盐器,其特征在于,相对于内腔加热区域以下的筒体外壁面设有贴壁温度传感器。
7.如权利要求1所述的废有机物的超临界水处理用预脱盐器,其特征在于,所述下平盖上设置有锥筒。
CN2010105168814A 2010-10-22 2010-10-22 废有机物的超临界水处理用预脱盐器 Expired - Fee Related CN101987750B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105168814A CN101987750B (zh) 2010-10-22 2010-10-22 废有机物的超临界水处理用预脱盐器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105168814A CN101987750B (zh) 2010-10-22 2010-10-22 废有机物的超临界水处理用预脱盐器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101987750A true CN101987750A (zh) 2011-03-23
CN101987750B CN101987750B (zh) 2012-03-28

Family

ID=43744570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105168814A Expired - Fee Related CN101987750B (zh) 2010-10-22 2010-10-22 废有机物的超临界水处理用预脱盐器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101987750B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102515295A (zh) * 2011-12-13 2012-06-27 西安交通大学 废有机物的超临界水处理用刮刀脱盐器
CN102642909A (zh) * 2012-04-23 2012-08-22 西安交通大学 废有机物超临界处理用水力旋流脱盐装置
CN102910690A (zh) * 2012-08-29 2013-02-06 新奥科技发展有限公司 一种废水提温和除盐的方法及设备
WO2013159535A1 (zh) * 2012-04-23 2013-10-31 西安交通大学 含盐废水处理用超临界析盐脱盐器
CN104478064A (zh) * 2014-12-05 2015-04-01 内蒙古天一环境技术有限公司 能直接分离盐和亚临界水的蒸发壁式超临界水氧化反应器
CN105692863A (zh) * 2016-04-20 2016-06-22 中国科学院上海应用物理研究所 一种防堵塞的超临界水氧化反应器
CN111499072A (zh) * 2020-04-30 2020-08-07 江苏水泽森环境治理有限公司 一种针对含盐废水中挥发酚的零排放处理系统及工艺
CN117209037A (zh) * 2023-09-27 2023-12-12 北京新风航天装备有限公司 一种卧式超临界水氧化反应器及反应方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107879529B (zh) * 2017-10-27 2020-08-18 西安理工大学 一种带脱盐功能的超临界水反应装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997048646A1 (fr) * 1996-06-19 1997-12-24 Ebara Corporation Appareil de dessalement et procede de mise en oeuvre de cet appareil
CN2412893Y (zh) * 1999-12-19 2001-01-03 乐清市虹桥机电控制设备厂 全封闭电渗析苦咸水脱盐器
CN1362375A (zh) * 2000-12-30 2002-08-07 深圳市宝利达实业有限公司 超临界水氧化法流动式污水处理及供能的方法及装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997048646A1 (fr) * 1996-06-19 1997-12-24 Ebara Corporation Appareil de dessalement et procede de mise en oeuvre de cet appareil
CN2412893Y (zh) * 1999-12-19 2001-01-03 乐清市虹桥机电控制设备厂 全封闭电渗析苦咸水脱盐器
CN1362375A (zh) * 2000-12-30 2002-08-07 深圳市宝利达实业有限公司 超临界水氧化法流动式污水处理及供能的方法及装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102515295A (zh) * 2011-12-13 2012-06-27 西安交通大学 废有机物的超临界水处理用刮刀脱盐器
CN102642909A (zh) * 2012-04-23 2012-08-22 西安交通大学 废有机物超临界处理用水力旋流脱盐装置
WO2013159535A1 (zh) * 2012-04-23 2013-10-31 西安交通大学 含盐废水处理用超临界析盐脱盐器
CN102642909B (zh) * 2012-04-23 2013-12-11 西安交通大学 废有机物超临界处理用水力旋流脱盐装置
CN102910690A (zh) * 2012-08-29 2013-02-06 新奥科技发展有限公司 一种废水提温和除盐的方法及设备
CN104478064A (zh) * 2014-12-05 2015-04-01 内蒙古天一环境技术有限公司 能直接分离盐和亚临界水的蒸发壁式超临界水氧化反应器
CN105692863A (zh) * 2016-04-20 2016-06-22 中国科学院上海应用物理研究所 一种防堵塞的超临界水氧化反应器
CN111499072A (zh) * 2020-04-30 2020-08-07 江苏水泽森环境治理有限公司 一种针对含盐废水中挥发酚的零排放处理系统及工艺
CN111499072B (zh) * 2020-04-30 2023-08-25 克拉玛依九工环保技术有限公司 一种针对含盐废水中挥发酚的零排放处理系统及工艺
CN117209037A (zh) * 2023-09-27 2023-12-12 北京新风航天装备有限公司 一种卧式超临界水氧化反应器及反应方法
CN117209037B (zh) * 2023-09-27 2024-05-28 北京新风航天装备有限公司 一种卧式超临界水氧化反应器及反应方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101987750B (zh) 2012-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101987750B (zh) 废有机物的超临界水处理用预脱盐器
CN103508589B (zh) 超临界水氧化或气化处理高含盐有机废水的反应器
CN102249461B (zh) 高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化处理系统
CN103130356B (zh) 废液处理装置和废液处理方法
CN102190362B (zh) 利用辅助燃料补给热量的超临界水氧化反应系统
CN103608099B (zh) 一种用于进行水热反应的系统和方法
CN105152509B (zh) 超临界反应器、超临界反应系统及污泥的超临界处理方法
CN103512034B (zh) 有机废水超临界水热燃烧反应器
CN101544373B (zh) 氯硅烷的精炼装置及氯硅烷制造方法
CN109851128B (zh) 超临界水氧化系统和废液处理方法
CN102241558B (zh) 一种苯选择性加氢制备环己烯反应装置及工艺
CA2810068A1 (en) Heat exchanger using non-pure water for steam generation
CN204939232U (zh) 超临界反应器及超临界反应系统
CN109851130B (zh) 超临界水氧化系统和有机废水处理方法
CN103157405A (zh) 液体废物处理装置
US20240189790A1 (en) Conversion of supercritical water energy into electrical power
CN101570357B (zh) 废有机物的超临界水处理用脱盐除渣装置
CN102503013A (zh) 废有机物的超临界水处理用反应器
CN114838369A (zh) 基于超临界水热燃烧处理的无机盐在线脱排系统及方法
CN108996868B (zh) 用于提高超临界水氧化系统运行可靠性的方法及系统
CN102515295B (zh) 废有机物的超临界水处理用刮刀脱盐器
DE102008010744A1 (de) Reduktion von Siliziumdioxid
CN102910690B (zh) 一种废水提温和除盐的方法及设备
CN205442756U (zh) 有机废液及污泥的间接换热型超临界水氧化系统
CN202580607U (zh) 一种液氯气化器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: TIANJIN DEXINCHENG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNO

Free format text: FORMER OWNER: XI'AN JIAOTONG UNIV.

Effective date: 20150528

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 710049 XI'AN, SHAANXI PROVINCE TO: 300270 BINHAI NEW DISTRICT, TIANJIN

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150528

Address after: 300270 No. 267, No. 1, safe harbor industrial park, Tianjin Binhai New Area

Patentee after: TIANJIN DEXINCHENG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO.,LTD.

Address before: 710049 Xianning West Road, Shaanxi, China, No. 28, No.

Patentee before: Xi'an Jiaotong University

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120328