CN102515295B - 废有机物的超临界水处理用刮刀脱盐器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废有机物的超临界水处理用刮刀脱盐器，包括筒体，其特征在于，筒体由上端部和直筒体组成，上端部连接上端盖，直筒体下端连接带有固体盐份出口的锥形封头，端盖上设置脱盐后流体出口，端盖上面中心通过支座固定搅拌电机，直筒体侧壁设置含盐流体入口和伸入筒体内的热电偶，筒体上端部位置的内壁设上内腔测压口，筒体直筒体位置的内壁设下内腔测压口，筒体内壁设置耐腐蚀内衬，筒体内腔被过滤板分隔为上内腔和下内腔，连接搅拌电机的搅拌转轴穿过端盖后再穿过过滤板伸入筒体下内腔，伸入筒体下内腔的搅拌转轴上设置紧贴过滤板下面的过滤板刮刀、紧贴筒壁的刷式筒壁刮刀。

Description

废有机物的超临界水处理用刮刀脱盐器

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脱盐器。

背景技术

有机物超临界水处理技术包括超临界水氧化技术、超临界水部分氧化技术和超临界水气化技术，超临界水氧化技术主要是针对废有机物进行无害化处理，而超临界水部分氧化技术和超临界水气化技术则主要是通过制取氢气来实现废有机物的资源化利用。

超临界水氧化技术(Supercritical Water Oxidation，简称SCWO)广泛应用于有机废物的处理，具有反应迅速、彻底，无二次污染且符合全封闭的要求。超临界水是指温度和压力均高于其临界点(T＝374.15℃，P＝22.12MPa)的水，此时的水具有特殊的性质，如：氢键作用弱，介电常数近似于非极性有机溶剂，扩散系数高，粘度低等。上述特性致使其能与空气、氧气和有机物以任意比例混溶，相界面消失，传质阻力被消除，导致有机物和氧在超临界水中迅速发生氧化反应而彻底分解。

超临界水部分氧化技术(Supercritical Water Partial Oxidation，简称SWPO)在反应中提供的氧化剂的量小于有机物完全氧化所需要的量，该技术能在氧化分解难气化的物质的同时产生氢气，实现了有机污染物的无害化处理和资源化利用。还有效抑制了气化反应中焦油的产生，提高氢气和二氧化碳的纯度等级。

超临界水气化技术(Supercritical Water Gasification，简称SCWG)是有机物在无氧化剂的超临界水环境中进行分解、气化，生成以氢气为主的可燃性气体的过程。SCWG过程制取氢气，不仅反应效率高，能有效回收热量，而且产生便于输送的高压气体。

但在超临界水中无机盐的溶解度显著降低，如NaCl溶解在25MPa，450℃的超临界水中的质量浓度仅为0.01％。因此，在超临界水处理高含盐物料(无机盐的质量浓度大于2.0％)的装置中，利用无机盐在超临界水中溶解度低，易析出的特性，脱除无机盐，能有效防止由于盐沉积所造成的管道和设备的堵塞和传热恶化，能回收有价值的盐，同时还能降低盐分对后续管道和设备的腐蚀作用。

脱盐的目的在于防堵塞、降低超临界流体的腐蚀性以及回收有价值的盐分，另外，随着超临界流体的腐蚀性降低，能有效降低后续管道和设备的投资成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废有机物的超临界水处理用脱盐器。该装置设置在超临界水处理系统的超临界区域，利用无机盐在超临界水中不溶解析出的特性，设置过滤板、刮刀等脱盐装置将析出的无机盐等固体沉积物除去，防止无机盐沉淀造成的后续设备及管道堵塞和腐蚀。

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刮刀脱盐器，包括筒体，其特征在于，筒体由上端部和直筒体组成，上端部连接上端盖，直筒体下端连接带有固体盐份出口的锥形封头，端盖上设置脱盐后流体出口，端盖上面中心通过支座固定搅拌电机，直筒体侧壁设置含盐流体入口和伸入筒体内的热电偶，筒体上端部位置的内壁设上内腔测压口，筒体直筒体位置的内壁设下内腔测压口，筒体内壁设置耐腐蚀内衬，筒体内腔被过滤板分隔为上内腔和下内腔，连接搅拌电机的搅拌转轴穿过端盖后再穿过过滤板伸入筒体下内腔，伸入筒体下内腔的搅拌转轴上设置紧贴过滤板下面的过滤板刮刀、紧贴筒壁的刷式筒壁刮刀。

上述方案中，所述搅拌电机和支座间设置冷却水套。所述端盖上设置反冲洗水入口。所述热电偶与含盐流体入口相对。所述过滤板由设置在上端部内壁的固定套固定，过滤板为烧结金属板、多孔金属板、或多孔陶瓷。所述筒壁刮刀通过筒壁刮刀固定装置与搅拌转轴相连。

脱盐器的含盐流体入口的流体为超临界的含盐流体，水平切向进入脱盐器，入口流体处于超临界点(温度＝374.15℃、压力＝22.05MPa)以上，水中的无机盐大量析出，流体自下而上穿过过滤板，无机盐颗粒被过滤板截留，干净流体穿过过滤板后，经端盖上的脱盐流体出口离开脱盐器。一部分无机盐在含盐流体自下而上流动时，依靠重力沉降至脱盐器底部，另一部分无机盐附着在过滤板和筒壁上，然后被旋转刮刀刮落至脱盐器底部。由压差计监测上下内腔的压差，当压差达到一定值时，搅拌电机带动紧贴多孔过滤挡板和筒壁的刮刀旋转刮盐，被刮刀刮落至筒底部的固体盐份经底部出口离开脱盐器。正常运行时连续脱盐，除盐后相对干净的超临界流体从端盖的脱盐出口流出，而后降压外排，固体盐份降压冷却后外排。

本发明结构的优点是：含盐流体贴壁切向进入脱盐器，有利于超临界水中盐份附着于筒壁和沉降；刮刀设置筒壁刮刀和过滤板刮刀，分别刮落附着于筒壁和过滤板的盐份；过滤板下端设置伸入筒体的热电偶，便于检测筒体内部超临界水流体脱盐的温度；含盐流体入口和脱盐流体出口间设有多孔过滤板，对含盐超临界水进行过滤；端盖设有反冲洗水入口，便于冲洗脱盐器。

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是本发明的刮刀脱盐器的结构示意图。

图中：1、搅拌电机；2、支座；3、脱盐流体出口；4、过滤板；5、过滤板刮刀；6、筒壁刮刀；7、筒壁刮刀固定装置；8、热电偶；9、耐蚀内衬；10、固体盐份出口；11、冷却水套；12、反冲洗水入口；13、螺杆；14、固定套；15、上内腔测压口；16、下内腔测压口；17、电机转轴；18、含盐流体入口。

具体实施方式

参照图1，本发明废有机物的超临界水处理用刮刀脱盐器主要包括：带有搅拌电机1的筒体，筒体由上端部和直筒体组成，上端部连接上端盖，直筒体下端连接锥形封头，端盖用螺杆13与上端部相连，为了便于筒体的制造和保证筒体密封，上端部与上端盖之间设置有密封垫圈。其余连接部分采用焊接连接，保证密封。端盖上设置脱盐后流体出口3、反冲洗水入口12，端盖上面中心通过支座2固定搅拌电机1，搅拌电机和支座间设置冷却水套11，可保证电机的正常运行，不因超温而停机。直筒体侧壁设置含盐流体入口1和伸入筒体内的热电偶8，热电偶与含盐流体入口相对，热电偶8用于监测含盐流体进入刮刀脱盐器的温度，并通过上端压力表监测流体压力，保证流体处于超临界状态，利于固体盐份的脱除。含盐流体入口18要保证切向进入脱盐器，使流体形成一定旋流，有利于盐份和流体的分离。筒体内壁上端部位置设上内腔测压口15，筒体内壁直筒体位置设下内腔测压口16，通过测量压差控制搅拌电机带动刮刀旋转，保证脱盐器安全有效地运行。筒体内壁设置耐腐蚀内衬9，筒体内腔被过滤板4分隔为上内腔和下内腔，连接搅拌电机的搅拌转轴17穿过端盖后再穿过过滤板4伸入筒体下内腔，过滤板4由设置在上端部内壁的固定套14固定，过滤板4用材可以是烧结金属板、多孔金属板、多孔陶瓷等，形式可以是平板式、楔式、槽式等。在本实施例中，刮刀脱盐器归于超临界水系统的脱盐部分，位于反应器之前，在超临界流体进入反应器前进行脱盐，避免反应器及后续管路的腐蚀和盐沉积。含盐量较高的水经过加热至超临界状态，经含盐流体入口18切向流入筒体。进行脱盐操作时，含盐流体自下而上穿过过滤板4，固体盐份被过滤在下内腔，脱盐后的干净流体进入上内腔后经脱盐流体出口3流出。通过设置上内腔和下内腔的压力测点进行压差监测，通过压差值来控制搅拌电机进行动作，搅拌电机带动过滤板刮刀5和筒壁刮刀6进行旋转，被截留的固体盐份被刮落至筒体的下端锥形封头内，通过固体盐份出口10离开刮刀脱盐器。固体盐份经筒体下部排出后，降温、降压后另作处理，脱盐后的超临界流体流出刮刀脱盐器后进入反应器。当经过刮刀作用，压差仍无法降低时，脱盐器进入停机清洗程序，反冲洗水由反冲洗水入口12进入脱盐器，对过滤板和筒壁进行清洗。

Claims (4)

1.一种废有机物的超临界水处理用刮刀脱盐器，包括筒体，其特征在于，筒体由上端部和直筒体组成，上端部连接上端盖，直筒体下端连接带有固体盐份出口的锥形封头，端盖上设置脱盐后流体出口，端盖上面中心通过支座固定搅拌电机，直筒体侧壁设置含盐流体入口和伸入筒体内的热电偶，筒体上端部位置的内壁设上内腔测压口，筒体直筒体位置的内壁设下内腔测压口，筒体内壁设置耐腐蚀内衬，筒体内腔被过滤板分隔为上内腔和下内腔，连接搅拌电机的搅拌转轴穿过端盖后再穿过过滤板伸入筒体下内腔，伸入筒体下内腔的搅拌转轴上设置紧贴过滤板下面的过滤板刮刀、紧贴筒壁的刷式筒壁刮刀；所述搅拌电机和支座间设置冷却水套；所述端盖上设置反冲洗水入口；所述过滤板由设置在上端部内壁的固定套固定。

2.如权利要求1所述的废有机物的超临界水处理用刮刀脱盐器，其特征在于，热电偶与含盐流体入口相对。

3.如权利要求1所述的废有机物的超临界水处理用刮刀脱盐器，其特征在于，过滤板为烧结金属板、多孔金属板、或多孔陶瓷。

4.如权利要求1所述的废有机物的超临界水处理用刮刀脱盐器，其特征在于，所述筒壁刮刀通过筒壁刮刀固定装置与搅拌转轴相连。

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