CN106830274A - 一种爆炸法超临界水氧化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型的超临界水氧化工艺，特别是一种不需要高压泵的制备工艺。经爆炸法将反应釜内物料温度压力达到超临界水氧化范围，氧化剂作用下处理污水（泥）的工艺。

Description

一种爆炸法超临界水氧化工艺
技术领域
本发明涉及一种超临界水氧化处理污水（泥）的新工艺，特别是依靠爆炸法达到超临界水氧化处理污水（泥）的工艺。属化工和环保领域。
背景技术
超临界水氧化工艺是目前世界上处理高难度有机废物的最佳方式，但一般需要在600℃左右和25MPa左右压强下进行。目前工艺不论是待氧化的物料还是氧化剂、催化剂等，都需要用高压泵打进反应器，甚至需要高温高压泵。一般来说，采用超临界水氧化处理污水（泥），很容易产生燃烧爆炸等安全事故，同时投资成本很高，设备腐蚀快，物料选择性差。
发明内容
本发明的目的是通过开发一种新型超临界水氧化工艺，从而克服现有技术的不足。该工艺不需要高温高压泵注入即可达到超临界水氧化状态，简单易行，成本较低，尤其适合企业自建污水（泥）处理系统，特别是中小规模、日班集中处理的系统。
本发明其工艺原理是：
（1）用中低压泵将待处理物料（污水或泥水混合物）、氧气（或者过氧化氢、空气等其它氧化剂）、引爆剂（可引爆物质，气态、液态、固态均可）注入到超临界水氧化反应器中。
（2）经引爆剂与氧气（或其他氧化剂）反应，发生爆炸，释放大量热能，使得反应器内达到水超临界状态，最终剩余氧气（或其他氧化剂）将物料中的有害物质氧化。
（3）随后将反应后的物料放出，可以用水降温同时产生大量蒸汽或产生电能。再用部分蒸汽及其冷凝水清洗放料后的反应器，随后开始下一步超临界水氧化工艺。
本发明优点和有益效果为：
（1）本发明不再使用成本很高的高压泵或高温高压泵，大大降低投资成本。
（2）本发明不再使用复杂的专用反应器，能耐受高压的管式或球形反应器即可，大大降低反应器制造成本。
（3）每次反应结束后装置得到清洗，可以大大延长反应器寿命，特备适合腐蚀性较强（例如氯离子、磷酸根含量较高）的物料。
（4）该工艺很适合波动较大的物料，也适合来源极其复杂的多种类、小批量物料。
（5）该工艺很适合只在日班（白班）集中处理的要求，大大增加了安全性，节约人工、管理、安全等成本。
（6）反应结束后产生的蒸汽可进行发电，也可用来供热，大大节省能源和成本。
具体实施方式：
实施例1
超临界水氧化工艺，其步骤为：
（1）用低压泵将待处理的物料（难降解有机废水或其与污泥混合物，COD150000左右）1m3，打入进2.5 m3的球形或直管型反应器中。
（2） 将包有可溶解性外壳（明胶、纸等，在物料酸性或碱性条件下也可用铝箔）的157公斤电石打入到反应器中。
（3） 用中压泵将300公斤氧气打入到反应器中，为减少氧气用量也可适量加入双氧水（30%浓度）；为降低成本也可采用空气。
（4） 氧化剂进入反应器后，所有阀门关闭，此时电石外壳在适当时间溶解放热，产生大量乙炔气体，同时发生爆炸，使得容器内温度达到600℃左右，压强达到25MPa左右。
（5） 5分钟后，反应结束，打开出料阀门，高温物料经降压部件进入换热器与软水交换热量降温，产生大量蒸汽。该蒸汽可外售、供热或发电。同时部分蒸汽重新进入反应器，清洗内壁及反应器附属阀门。物料余热也可用来发电等。
（6） 用高温液态水（蒸汽冷凝后产水）清洗内壁及反应器附属阀门，其余冷凝水用于供热。
（7） 反应后的物料经降压、过滤等过程后可经过除盐等处理或回用。
实施例2
超临界水氧化工艺，其步骤为：
（1） 用低压泵将待处理的物料（难降解有机废水或其与污泥混合物，COD50000左右）1m3，打入进2.5 m3的球形反应器中。
（2） 将25公斤工业级氢气注入到反应器中。
（3） 用中压泵将280公斤氧气打入到反应器中，为减少氧气用量也可适量加入双氧水（30%浓度）；为降低成本也可采用空气。
（4） 氧化剂进入反应器后，所有阀门关闭，通过电极使氢气与氧气反应发生爆炸，使得容器内温度达到600℃左右，压强达到25MPa左右。
（5） 5分钟后，反应结束，打开出料阀门，高温物料经降压部件进入换热器与软水交换热量降温，产生大量蒸汽。该蒸汽可外售、供热或发电。同时部分蒸汽重新进入反应器，清洗内壁及反应器附属阀门。
（6） 用高温液态水（蒸汽冷凝后产水）清洗内壁及反应器附属阀门，其余冷凝水用于供热。
（7） 反应后的物料经降压、过滤等过程后可经过除盐等处理或回用。
实施例3
超临界水氧化工艺，其步骤为：
（1） 用低压泵将待处理的物料（难降解有机废水或其与污泥混合物，COD50000左右）1m3，打入进2.5 m3的球形反应器中。
（2） 用常压泵将86公斤液态苯注入到反应器中。
（3） 用中压泵将330公斤氧气打入到反应器中，为减少氧气用量也可适量加入双氧水（30%浓度）；为降低成本也可采用空气。
（4） 氧化剂进入反应器后，所有阀门关闭，通过电极使苯蒸汽与氧气反应发生爆炸，使得容器内温度达到600℃左右，压强达到25MPa左右。
（5） 5分钟后，反应结束，打开出料阀门，高温物料经降压部件进入换热器与软水交换热量降温，产生大量蒸汽。该蒸汽可外售、供热或发电。同时部分蒸汽重新进入反应器，清洗内壁及反应器附属阀门。
（6） 用高温液态水（蒸汽冷凝后产水）清洗内壁及反应器附属阀门，其余冷凝水用于供热。
反应后的物料经降压、过滤等过程后可经过除盐等处理或回用。

Claims (2)

1.爆炸法超临界水氧化工艺，其特征在于，其工艺步骤为：
用中低压泵将待处理物料（污水或泥水混合物）、氧气（或者过氧化氢、空气等其它氧化剂）、引爆剂（可引爆物质，气态、液态、固态均可）注入到超临界水氧化反应器中。
经引爆剂与氧气（或其他氧化剂）反应，发生爆炸，释放大量热能，使得反应器内达到水超临界状态，最终剩余氧气（或其他氧化剂）将物料中的有害物质氧化。
随后将反应后的物料放出，可以用水降温同时产生大量蒸汽。
再用部分蒸汽及其冷凝水清洗放料后的反应器，随后开始下一步超临界水氧化工艺。
2.根据权利要求1所述的超临界水氧化工艺，其特征在于，所述步骤（1）（2）中用氧化剂与引爆剂反应，在密闭容器内产生爆炸，达到温度600℃左右、压强25MPa左右的水超临界状态。
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