CN102249461B - 高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化处理系统，通过第二换热器部分回收反应后流体的热量去预热进料，通过蒸汽发生器产生蒸汽回收反应器后流体的热量，有效降低系统投资和运行成本；通过设置水力旋流器、第一贮盐罐、第二贮盐罐、第一和第二管道过滤器、高压充水泵，可以保证处理系统的降压要求，降低第一管和第二管道过滤器的堵塞频率，能够连续脱出和排除非溶解性的盐，同时配合系统中流体流速控制在1～2m/s，进一步有效降低非溶解性的盐和超临界水条件下析出的溶解性无机盐的沉积和堵塞。此外，对系统中接触高含盐高含氯有机废水的设备和输运管路选用复合管制作，可以有效降低系统的腐蚀问题，同时降低设备投资成本。

Description

高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化处理系统

技术领域

本发明涉及一种利用超临界水作为反应介质对高含盐高含氯有机废水进行无害化处理的系统。

背景技术

超临界水(Supercritical Water，简称SCW)是指温度和压力均高于其临界点（Tc=374.15℃，Pc=22.12MPa）的特殊状态的水。水在超临界状态下具有特殊的性质，只含有少量的氢键，介电常数近似于有机溶剂，具有高的扩散系数和低的粘度，是一种良好的反应介质。SCW能与有机物、氧气、氮气等完全互溶，发生均相反应，消除了相界面间的传质阻力，加快了传质速率，大大缩短了反应时间。此外，无机盐类在SCW中的溶解度极低，很容易被分离出来。

超临界水氧化技术(Supercritical Water Oxidation，简称SCWO)是利用水在超临界状态下所具有的特殊性质，使有机物和氧化剂在SCW中迅速发生均相氧化反应来彻底分解有机物，生成CO₂、N₂、H₂O等无害化的小分子化合物和无机盐。SCWO特点表现在：在几秒至几分钟内有机物的分解率可达99%以上；无机盐类在SCW中的溶解度极低，容易被分离出来，处理后的液体为洁净的水；当有机废水中有机物质量浓度超过2%时，可以依靠反应放热维持系统热量平衡，无需外界补充热量；设备体积小、安全性好、符合封闭性要求。

虽然超临界水氧化技术已经取得了很大进步，但是当处理对象为高含盐高含氯有机废水水时（其中总盐量质量浓度高达6.5%，氯离子质量浓度高达3000mg/L），仍然存在几方面需要解决的问题，表现在：

1）SCWO中苛刻的反应条件（高反应温度、高反应压力、过量氧化剂、高浓度盐量和氯离子等）加剧了系统材料的腐蚀，腐蚀特别发生在反应器、换热器、加热炉等系统重要的设备中。目前，针对高含氯的有机废水，普通奥式体不锈钢316作为设备材料会遭受严重的腐蚀问题，出现严重的斑蚀和应力腐蚀裂纹，反应器制作材料选用不锈钢316时要求有机废水中氯离子浓度不能高于300mg/L。系统中反应器等重要设备的腐蚀不仅会降低设备的使用寿命，影响反应系统的安全可靠运行，而且腐蚀产物进入处理后的液体产物，会影响SCWO最终处理效果。现有的研究表明：双相不锈钢用在300℃以下的亚临界条件下具有良好的耐氯离子腐蚀性能，钛合金用在300℃以上的亚临界条件下具有良好的耐离子腐蚀性能，而镍基合金因康镍儿625、C276贵金属铂等贵金属在超临界水条件下具有良好的耐氯离子腐蚀性能，但这些材料价格相对昂贵。此外，现有的用于防腐蚀的蒸发壁式反应器结构和控制较为复杂。因此，针对高含盐高含氯有机废水SCWO系统需要解决腐蚀问题，并简化系统组成和反应器结构。

2）盐在SCW中的溶解度极低，通常小于100mg/L，盐在SCW中会析出、沉积在反应器的内壁面上。当高含盐流体在低流速条件下析出大颗粒度盐时，内径较小的管式反应器或过程输运管路特别容易堵塞。当由于盐沉积引起反应器、输运管路等部位堵塞时，必须停止系统，进行清洗，然后再启动运行，这将严重影响系统的可靠运行，增加了运行成本。此外，反应过程中生成或团聚的不溶解性盐经过背压阀时会使背压阀磨损、堵塞，尽管在背压阀前设置过滤器，但针对高含盐的有机废水，过滤器特别容易堵塞，进而影响系统的可靠运行。此外，盐沉积也会加快反应器、输运管路等部位的腐蚀速率，导致换热器中换热面的传热恶化。因此，有效避免盐沉积、脱除非溶解性的盐，是高含盐高含氯有机废水SCWO系统的连续可靠运行的保证。受复杂的进料特性和苛刻反应条件的限制，现有的除盐方法（电渗析、反渗透、离子交换、电吸附等）难以用在高含盐高含氯有机废水SCWO系统中，高含盐高含氯有机废水SCWO系统的可靠运行需要更为简单、高效、方便的除盐设备和脱盐方法。

SCWO过程是一个放热反应，当进料中有机物的质量分数超过2％时就能实现自热。但是进行高含盐高含氯有机废水超临界水氧化处理时，由于高温、高压、高含盐、高含氯条件下系统中设备和管路的腐蚀较为严重，需要采用价格昂贵的耐腐蚀材料，致使系统造价较高，且运行费用较高。因此，高含盐高含氯有机废水SCWO系统在解决腐蚀问题的基础上需要优化系统结构，有效降低系统的投资，并通过能量的回收及优化有效降低系统的运行成本。

因此，针对高含盐高含氯有机废水SCWO系统的开发，需要解决系统设备和管路的腐蚀和堵塞问题，并有效降低系统投资和运行成本。

发明内容

本发明的目的是解决背景技术中高含盐高含氯有机废水SCWO系统所涉及的设备和管路腐蚀及堵塞问题，提供一种适用于处理高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化系统，有效降低系统投资和运行成本。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化处理系统，其特征在于：包括低温液氧泵，低温液氧泵的入口与低温液体贮槽相连，出口与汽化器壳侧的入口端相连，汽化器壳侧的出口与缓冲罐的入口连通，缓冲罐的出口与氧气预热器壳侧的入口相连，氧气预热器壳侧的出口连接混合器的一个入口；该混合器的另一个入口连接第二加热炉的出口，第二加热炉的入口连接第一换热器管侧的出口，第一换热器管侧的入口与高压物料泵的出口相连，高压物料泵的入口与储料罐的出口相连，储料罐的入口与有机废水进料管路连接；

所述混合器的出口与管式反应器的入口相连，管式反应器的出口与氧气预热器管侧的入口相连，氧气预热器管侧的出口与蒸汽发生器管侧的入口连接，蒸汽发生器管侧的出口与水力旋流器的入口相连，水力旋流器底部的出口与第二换热器管侧的入口端相连，第二换热器管侧的出口分成两路，一路与第一贮盐罐入口相连，另一路与第二贮盐罐入口相连；

第一贮盐罐和第二贮盐罐的入口均与高压充水泵的出口相连，第一贮盐罐和第二贮盐罐的顶部出口均与第一管道过滤器的入口相连，第一管道过滤器的出口连接第一背压阀的入口，第一背压阀的出口与集液箱的入口相连，集液箱底部的出口与高压充水泵的入口相连，集液箱顶部的出口与无污染排放管道连接；

所述水力旋流器顶部的出口与第三换热器管侧的入口相连，第三换热器管侧的出口与第二管道过滤器的入口相连，第二管道过滤器的出口与第二背压阀的入口端连接，第二背压阀的出口与低压汽液分离器的入口连接，低压汽液分离器顶部的气体出口连接气体收集管道，低压汽液分离器底部的液体出口与汽化器管侧的入口相连，汽化器管侧的出口端与集液箱的入口端连接。

上述方案中，所述的第二加热炉的入口同时与一个第一加热炉的出口连接，第一加热炉的入口与第一换热器管侧的出口相连。

所述储料罐的出口与低压循环泵的入口相连，低压循环泵的出口与第二换热器壳侧的入口相连，第二换热器壳侧的出口连接储料罐的入口。

所述的第一换热器壳侧入口与第三换热器壳侧的出口相连，第一换热器壳侧的出口与一个导热油箱的入口连接，导热油箱出口与一个导热油泵的入口连接，导热油泵的出口连接第三换热器壳侧的入口。

所述的蒸汽发生器壳侧的出口连接蒸汽输出管道，蒸汽发生器的入口与一个清水泵的出口相连，清水泵的入口与一个清水储罐的出口相连，清水储罐的入口连接自来水管道。

所述的管式反应器采用复合管制作，外层金属为TP347H或316，内层金属为因康镍儿625或C276，管式反应器分节布置，节与节中间通过法兰安装。

本发明系统的优点是：

1、系统中通过设置水力旋流器利用其离心分离作用可以将反应后流体中的颗粒度5微米以上的大量固体盐颗粒分离出来，可以有效防止后续管道过滤器的堵塞频率，满足后续背压阀的降压需求，同时将反应过程生成或团聚的不溶解性盐在贮盐罐进行富集。从水力旋流器顶部流出的洁净流体进入第三换热器管侧，可有效降低第三换热器结垢堵塞的风险，减少盐沉积对换热器换热效率的影响，保证了系统长期运行的可靠性。从水力旋流器底部流出的含有大量固体盐颗粒的浓盐水进入第二换热器的管层，然后再进入第一贮盐罐或第二贮盐罐，通过设置第一贮盐罐、第二贮盐罐、高压充水泵、电动截止阀可以实现系统在连续运行过程的除盐操作，可以利用集液箱中最终处理后的液体稀释浓盐水，实现少量浓盐水的无害化排放。浓盐水在第一贮盐罐或第二贮盐罐进行沉淀后，不含或含有极少量固体微小颗粒的浓盐水从贮盐罐顶部出口流出进入第一管道过滤器，可以有效避免第一管道过滤器的堵塞频率，有效避免系统堵塞的风险。此外，管式反应器、输运管道等部位的流体流速设计为1~2m/s，通过高的流体流速可以携带和冲刷盐颗粒，有效避免盐沉积问题，进而有效防止堵塞，提高系统运行的可靠性。

2、为降低高含盐高含氯有机废水超临界水氧化处理系统的投资和运行成本，系统管式反应器、第二加热炉等设备和输运管道材料选用复合管。外层金属采用价格低廉的耐压耐温材料，内层金属采用防氯离子腐蚀的耐腐蚀金属材料。其次，设置两个加热炉，第一加热炉属于低温加热炉，只用在系统启动时，由于加热温度低，第一加热炉里面的换热盘管材料要求低，造价低，且系统正常运行时高含盐高含氯有机废水不经过第一加热炉，提高了系统运行可靠性和设备投资。再次，为了降低相对高价格的双相不锈钢用量，通过利用中间换热器介质导热油进行热量回收，设置导热油箱、导热油泵、第一换热器和第三换热器，第一换热器和第三换热器管侧材料采用双相不锈钢，壳侧材料可以选用价格低廉的15CrMo。这显著降低了利用一个材料全部为双相不锈钢换热器的设备投资。此外，通过第二换热器回收水力旋流器底部流体的热量去预热进料，通过蒸汽发生器回收系统反应热，产生179.14℃,1MPa，干度0.5的饱和蒸汽，出售获得收益，从而有效降低系统的运行成本。

附图说明

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明系统的结构示意图。

图中：1为低温液体贮槽、2为低温液氧泵、3为热水浴式汽化器、4为缓冲罐、5为氧气预热器、6为储料罐、7为低压循环泵、8为高压物料泵、9为第一换热器、10为第一加热炉、11为第二加热炉、12为混合器、13为管式反应器、14为蒸汽发生器、15为水力旋流器、16为第二换热器、17为高压充水泵、18为第一贮盐罐、19为第二贮盐罐、20为第一管道过滤器、21为第一背压阀、22为集液箱、23为第三换热器、24为第二管道过滤器、25为第二背压阀、26低压汽液分离器、27为导热油箱、28为导热油泵、29为清水储罐、30为清水泵。

图1中的图例和仪表代码含义见表1

表1

具体实施方式

参照图1所示，高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化处理系统中设备连接方式如下：

低温液体贮槽1的出口端与低温液氧泵2的入口端连接，低温液氧泵2出口端与热水浴式汽化器3壳侧的入口端连接，热水浴式汽化器3壳侧的出口端与缓冲罐4的入口端连接，缓冲罐4的出口端与氧气预热器5壳侧的入口端相连，氧气预热器5壳侧的出口端连接混合器12的一个入口端。储料罐6的入口端与有机废水进料管路连接，储料罐6的出口端与高压物料泵8的入口端连接,高压物料泵8的出口端与第一换热器9管侧的入口端相连，第一换热器9管侧的出口端分两路，一路与第一加热炉10的入口端连接，另一路与第二加热炉11的入口端连接，第一加热炉10的出口端与第二加热炉11的入口端相连，第二加热炉11的出口端与混合器12的另一个入口端连接。混合器12的出口端与管式反应器13的入口端相连，管式反应器13的出口端与氧气预热器5管侧的入口端相连。

氧气预热器5管侧的出口端与蒸汽发生器14管侧的入口端相连，蒸汽发生器14管侧的出口端与水力旋流器15的入口端相连，水力旋流器15底部的出口端与第二换热器16管侧的入口端连接，第二换热器16管侧的出口端分成两路，一路与第一贮盐罐18的入口端连接，另一路与第二贮盐罐19的入口端连接，第一贮盐罐18和第二贮盐罐19的入口端均与高压充水泵17的出口端连接，第一贮盐罐18和第二贮盐罐19顶部的出口端均与第一管道过滤器20的入口端连接，第一管道过滤器20的出口端与第一背压阀21的入口端连接，第一背压阀21的出口端与集液箱22的入口端相连，集液箱22底部的出口端与高压充水泵17的入口相连接，集液箱22顶部的出口端与无污染排放管道连接。

水力旋流器15顶部的出口端与第三换热器23管侧的入口端连接，第三换热器23管侧的出口端与第二管道过滤器24的入口端连接，第二管道过滤器24的出口端与第二背压阀25的入口端连接，第二背压阀25的出口端与低压汽液分离器26的入口端连接，低压汽液分离器26顶部的气体出口端与气体收集管道连接，低压汽液分离器26底部的液体出口端与热水浴式汽化器3管侧的入口端相连，热水浴式汽化器3管侧的出口端与集液箱22的入口端连接。

系统中进一步改进的具体方案如下：

储料罐6的出口端可同时与低压循环泵7的入口端连接，低压循环泵7的出口端与第二换热器16的壳侧入口端连接，第二换热器16壳侧的出口端连接储料罐6的入口端。

第一换热器9壳侧的入口端与第三换热器23壳侧的出口端相连，第一换热器9壳侧的出口端与导热油箱27的入口端连接，导热油箱27的出口端与导热油泵28的入口端连接，导热油泵28的出口端与第三换热器23壳侧的入口端连接。

蒸汽发生器14壳侧的出口端连接蒸汽输出管道，蒸汽发生器14壳侧的入口端与清水泵30的出口端连接，清水泵30的入口端与清水储罐29的出口端连接，清水储罐的入口端连接自来水管道。

图1所示高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化处理系统工作原理如下：

1）低温液体贮槽1中的液体氧气经过低温液氧泵2加压和流量调节后进入热水浴式汽化器3的壳侧，利用热水浴式汽化器3管侧60℃左右的反应后流体将液体氧气加热汽化成气体氧气，气体氧气再进入缓冲罐4进行缓冲以便降低有低温液氧泵2引起的氧气压力和流量的波动，然后再进入氧气预热器5的壳侧利用管侧反应后高温流体将氧气温度预热到500℃左右，再进入混合器12。

2）高含盐高含氯有机废水进入储料罐6，利用储料罐6上设置的搅拌器对进料进行均匀化处理，再通过储料罐6下部出口处的过滤网（过滤精度0.5mm）将废水中的固体颗粒过滤出来，避免大的固体颗粒进入反应系统，当固体盐颗粒需要去除时，可以通过储料罐6下部的排污口排出。从储料罐6下部流出的有机废水进入高压物料泵8被加压和流量调节后，再进入第一换热器9的管侧，正常运行时，利用壳侧反应后的热流体将其预热到300℃左右，然后再通过第二加热炉11将有机废水加热到500℃左右，再进入混合器12与氧气充分混合。当系统启动时，则先关闭电动截止阀V9，打开电动截止阀V10和V11，从第一换热器9管侧流出的有机废水先进入第一加热炉10进行加热，利用第一加热炉10先将有机废水预热到300℃左右，再逐步减少第一加热炉10的加热功率，当第一换热器9管侧出口流体达到300℃时，则完全停止第一电加热炉10，打开电动截止阀V9，关闭电动截止阀V10和V11。

3）混合器12中的流体进入管式反应器13在超临界水条件下进行均相氧化反应，迅速彻底地将高含盐高含氯有机废水无害化处理，其中的有机物转化成无害化的CO₂、N₂、H₂O等小分子化合物和无机盐。管式反应器13采用复合管制作，外层材料选择满足耐压和耐温要求的廉价金属，内层材料选择在超临界水氧化条件下耐氯离子腐蚀的金属材料，可以有效降低管式反应器13的腐蚀速率，同时有效降低管式反应器13的投资成本。例如，复合管外层金属为TP347H或316，内层金属为因康镍儿625或C276。管式反应器13管内流体的流速选择为1~2m/s，通过较高的流体流速，有效携带和冲刷超临界水条件下析出的无机盐，避免了无机盐在超临界水中析出、沉积、堵塞反应器，影响系统的正常运行。管式反应器13分成多节布置，节与节之间通过法兰连接，方便进行清洗、维修和更换。

4）从管式反应器13流出的处理后的反应流体，进入氧气预热器5的管侧被来自壳侧的低温氧气冷却后，再进入蒸汽发生器14的管侧被壳侧的低温清水冷却至350℃左右，再进入水力旋流器15，利用离心分离作用将反应后流体中生成或团聚的固体颗粒分离出来，其中水力旋流器的底流口附近加碳化硅或氮化硅的内衬以便提高耐磨性。从水力旋流器15分离出的相对洁净的流体经过第三换热器23，可预热第一换热器管侧的高含盐高含氯有机废水，自身被冷却到60℃左右，然后进入第二管道过滤器24进一步过滤出水力旋流器15未分离出的固体微颗粒，水力旋流器15的设置有效避免了第一管道过滤器25的堵塞频率，经过水力旋流器15和第二管道过滤24脱除非溶解性无机盐后的液体进入背压阀25，满足了背压阀25的降压要求，将反应后的流体压力降低的常压后再进入低压汽液分离器26进行气液分离，分离出来的气体从低压汽液分离器26的顶部出口流出，后续可以进行收集出售。分离出的液体从低压汽液分离器26的底部出口流出，然后进入热水浴式汽化器3的管侧，预热壳侧的低温液体氧气使其汽化成气体氧气，然后从热水浴式汽化器3的管侧的出口流出进入集液箱22。

5）利用水力旋流器15分离出来的高含非溶解性无机盐的浓盐水从水力旋流器15的底部出口流出，进入第二换热器的管侧被来自壳侧的低温有机废水冷却至30℃左右，再通过重力作用进入第一贮盐罐18，非溶解性的无机盐沉降到第一贮盐罐18的底部，富含溶解性盐的浓盐水和非溶解性无机盐在第一贮盐罐18中实现液固分层，上层含固率非常低的浓盐水进入后续第一管道过滤器20进一步进行过滤，再进入第一背压阀21将浓盐水的压力降低到常压后，再进入集液箱22，与来自热水浴式汽化器3管侧的流体混合后达标排放。当第一贮盐罐18下部的不溶解性盐需要脱除时，利用高压充水泵17以来自集液箱22中处理后达标排放的液体为水源，将这些少量的不溶解性的盐稀释后进行无污染排放。

6）为保证高含盐高含氯有机废水超临界水氧化处理系统脱盐的连续进行，并联了一个第二贮盐罐19。系统运行一段时间后，需要除盐操作时，关闭第一贮盐罐18顶部进口的电动截止阀V1，打开第一贮盐罐18底部出口的电动截止阀V2，依靠重力作用富含非溶解性固体的浓盐水排入地沟，然后开启高压充水泵17进一步冲洗稀释第一贮盐罐18中的脏流体，排放洁净后，关闭第一贮盐罐18底部的电动截止阀V2，关闭第一贮盐罐18上部出口的电动截止阀V4，开启第一贮盐罐18顶部排气用的电动截止阀V3，然后再利用处理后的液体，通过高压充水泵17将第一贮盐罐18充满水，直到电动截止阀V3的出口有液体流出时再关闭电动截止阀V3，当高压充水泵17出口流体压力达到系统工作压力后再停止高压充水泵17。在关闭电动截止阀V1的同时，开启电动截止阀V5、V7，启用第二贮盐罐19，保证系统脱盐的连续运行同时，进行第一贮盐罐18的系统除盐。当第二贮盐罐19需要除盐时，除盐操作为关闭第二贮盐罐19顶部入口和上部出口的电动截止阀V5、V7，开启第一贮盐罐18顶部入口和上部出口的电动截止阀V1、V4，开启第二贮盐罐19底部的电动截止阀V8，利用重力作用排出第二贮盐罐19中的脏流体，然后关闭电动截止阀V8，开启电动截止阀V6，启动高压充水泵17将第二贮盐罐19充满水，直到电动截止阀V6有液体流体，然后关闭电动截止阀V6，当高压充水泵17出口流体压力达到系统工作压力后再停止高压充水泵17。同时设置第一贮盐罐18、第二贮盐罐19、高压充水泵17、电动截止阀V1~V8可以保证系统连续脱盐和除盐操作过程。

7）为了充分回收高含盐高含氯有机废水超临界水氧化处理系的热量，降低运行成本和设备投资，从储料罐6底部部分流出的有机废水先进入第二换热器16的壳侧，被管侧来自水力旋流器15底部的高温流体预热后再进入储料罐6，提升了进入高压物料泵8的流体温度，充分回收了系统热量，有助于降低运行成本。此外，清水储罐29中自来水进入蒸汽发生器14的壳侧被管侧的高温反应后流体预热，产生179.14℃、1MPa、干度0.5的饱和蒸汽，出售可以获得收益，从而有效降低系统的运行成本。此外，蒸汽发生器14的壳侧材料耐腐蚀要求低，可以采用普通的材料15CrMo，可以有效降低蒸汽发生器14的设备投资。此外，为了降低相对高价的双相不锈钢用量，通过利用中间换热器介质导热油进行热量回收，设置导热油箱27、导热油泵28、第一换热器9和第三换热器23，导热油从导热油箱27流出进入导热油泵28，然后被输运进入第三换热器23的壳侧被管侧来自水力旋流器15顶部的高温流体预热后，再进入第一换热器9的壳侧预热管侧的低温有机废水，被冷却后再进入导热油箱，作为中间换热介质完成了整个换热循环。第一换热器9和第三换热器23管侧材料采用双相不锈钢，壳侧材料可以选用价格低廉的15CrMo，可以显著降低利用一个材料全部为双相不锈钢换热器的设备投资。

本系统设置水力旋流器15、第一管道过滤器20、第二管道过滤器24、第一贮盐罐18、第二贮盐罐19、高压充水泵17、电动截止阀V1~V8，可以有效去除进入第一背压阀21和第二背压阀25的流体中的固体颗粒，满足第一背压阀21和第二背压阀25的降压要求，显著降低第一管道过滤器20和第二管道过滤器24的堵塞频率，系统可以在运行过程中连续分离并去除非溶解性的盐，实现系统的排盐操作。系统中接触高含盐高含氯有机废水的设备和输运管路中流体的流速为1~2m/s，通过高流速流体的携带和冲刷作用可以避免盐沉积，防止设备和输运管路的堵塞。因此，系统具有防沉积、连续脱盐和排盐功能，有效解决了高含盐高含氯有机废水超临界水氧化处理系统的堵塞问题。

本系统中超临界条件下接触高含盐高含氯有机废水的设备和输运管路采用复合管制作，复合管外层金属为TP347H或316，内层金属为因康镍儿625或C276。例如，管式反应器13、第二加热炉11的换热盘管、氧气预热器5的管侧、蒸汽发生器14的管侧可以采用上述复合管，其中蒸汽发生器14的壳层可以选择15CrMo。接触高含盐高含氯有机废水处于温度300℃以下的部分设备和输运管路采用超级双相不锈钢或复合管，复合管外层金属为316，内层金属为双相不锈钢。接触高含盐高含氯有机废水在300℃~380℃的温度范围内设备或输运管路可以选用复合管，复合管外层金属为316，内层金属为钛合金；氧化剂设备和输运管路采用不锈钢316。通过上述材料组合，系统可以有效降低设备和输运管路的腐蚀问题。

为降低高含盐高含氯有机废水超临界水氧化处理系统的投资和运行成本，系统中接触高含盐高含氯有机废水的设备和输运管路可以选用复合管制作，复合管外层金属采用价格低廉的耐压耐温材料，内层金属采用防氯离子腐蚀金属材料。其次，设置第一加热炉10和第二加热炉11，第一加热炉10属于低温加热炉，只用在系统启动时，将有机废水预热到300℃左右，由于加热温度低，第一加热炉内的换热盘管材料要求低，造价低。系统正常运行时有机废水不经过第一加热炉10，仅经过第二加热炉11，提高了系统运行可靠性，降低了热量补充设备的投资。再次，为了降低价格相对较高的双相不锈钢用量，通过利用中间换热器介质导热油进行热量回收，设计导热油箱27、导热油泵28、第一换热器9和第三换热器23，第一换热器9和第三换热器23管侧材料采用双相不锈钢，壳侧材料可以选用价格低廉的15CrMo。显著降低了利用一个材料全部为双相不锈钢的换热器的投资费用。此外，通过第二换热器16回收水力旋流器15底部流体的热量去预热进料，进行热量充分回收。通过蒸汽发生器14回收系统反应热，产生179.14℃,1MPa，干度0.5的饱和蒸汽，出售获得收益。从而有效降低高含盐高含氯有机废水超临界水氧化处理系统的投资和运行成本。

Claims (6)

1.一种高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化处理系统，其特征在于：包括低温液氧泵，低温液氧泵的入口与低温液体贮槽相连，出口与汽化器壳侧的入口端相连，汽化器壳侧的出口与缓冲罐的入口连通，缓冲罐的出口与氧气预热器壳侧的入口相连，氧气预热器壳侧的出口连接混合器的一个入口；该混合器的另一个入口连接一加热炉的出口，该加热炉的入口连接第一换热器管侧的出口，第一换热器管侧的入口与高压物料泵的出口相连，高压物料泵的入口与储料罐的出口相连，储料罐的入口与有机废水进料管路连接；所述混合器的出口与管式反应器的入口相连，管式反应器的出口与氧气预热器管侧的入口相连，氧气预热器管侧的出口与蒸汽发生器管侧的入口连接，蒸汽发生器管侧的出口与水力旋流器的入口相连，水力旋流器底部的出口与第二换热器管侧的入口相连，第二换热器管侧的出口分成两路，一路与第一贮盐罐入口相连，另一路与第二贮盐罐入口相连；第一贮盐罐和第二贮盐罐的入口均与高压充水泵的出口相连，第一贮盐罐和第二贮盐罐的顶部出口均与第一管道过滤器的入口相连，第一管道过滤器的出口连接第一背压阀的入口，第一背压阀的出口与集液箱的入口相连，集液箱底部的出口与高压充水泵的入口相连，集液箱顶部的出口与无污染排放管道连接；所述水力旋流器顶部的出口与第三换热器管侧的入口相连，第三换热器管侧的出口与第二管道过滤器的入口相连，第二管道过滤器的出口与第二背压阀的入口端连接，第二背压阀的出口与低压汽液分离器的入口连接，低压汽液分离器顶部的气体出口连接气体收集管道，低压汽液分离器底部的液体出口与汽化器管侧的入口相连，汽化器管侧的出口与集液箱的入口连接。

2.如权利要求1所述的高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化处理系统，其特征在于：所述加热炉的入口同时与另一加热炉的出口连接，该另一加热炉的入口与第一换热器管侧的出口相连。

3.如权利要求1所述的高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化处理系统，其特征在于：所述储料罐的出口与一个低压循环泵的入口相连，低压循环泵的出口与第二换热器壳侧的入口相连，第二换热器壳侧的出口连接储料罐的入口。

4.如权利要求1所述的高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化处理系统，其特征在于：所述的第一换热器壳侧入口与第三换热器壳侧的出口相连，第一换热器壳侧的出口与一个导热油箱的入口连接，导热油箱出口与一个导热油泵的入口连接，导热油泵的出口连接第三换热器壳侧的入口。

5.如权利要求1所述的高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化处理系统，其特征在于：所述的蒸汽发生器壳侧的出口连接蒸汽输出管道，蒸汽发生器的入口与一个清水泵的出口相连，清水泵的入口与一个清水储罐的出口相连，清水储罐的入口连接自来水管道。

6.如权利要求1所述的高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化处理系统，其特征在于：所述的管式反应器采用复合管制作，外层金属为TP347H或316，内层金属为因康镍儿625或C276，管式反应器分节布置，节与节中间通过法兰安装。

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