CN111533351B - 一种含盐及难氧化有机物分质处理系统及工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含盐及难氧化有机物分质处理系统，多股流换热器一号物料出口通过一号管道和超临界反应器上部进料口连通，清水管道连通预热换热器二号物料入口，预热换热器二号物料出口和多股流换热介质二号物料入口连通，多股流换热介质二号物料出口和一号管道连通；超临界反应器排盐水口和预热换热器介质入口连通，预热换热器介质出口和浓缩设备物料加热介质入口连通；超临界反应器反应流体出口和多股流换热器介质入口连通，多股流换热器介质出口和超临界反应器下部进料口连通。本发明还公开了一种含盐及难氧化有机物分质处理工艺。本发明中的超临界反应器不易堵塞。

Description

一种含盐及难氧化有机物分质处理系统及工艺
技术领域
本发明涉及含盐含酚废水处理领域，尤其涉及含盐及难氧化有机物分质处理系统及工艺。
背景技术
化工厂、农药厂、印染厂排出的高有机物、高氨氮、高毒性含盐含酚废水，很难处理，目前通常是先稀释，再处理。处理费用高，处理不彻底。有些有毒物质，仅仅是稀释后达到了排放标准，并未真正转化为无害物质，毒物总量未变。
对高有机物、高氨氮、高毒性废含盐含酚水的处理，现有技术中多采用超临界氧化工艺，但常规超临界处理面临二个瓶颈难以解决，其一超临界状态盐的析出导致反应器堵塞，其次受反应器压力温度以强氧化腐蚀影响，限制了反应器的尺寸，亦即限制了尺寸规模。
发明内容
本发明的目的是提供一种含盐及难氧化有机物分质处理系统。
本发明还提供了一种含盐及难氧化有机物分质处理工艺。
本发明的创新点在于本发明中通过多效蒸发器将含酚含盐废水中的大部分酚分离出去，将含盐并含少量酚的水单独处理，通过在超临界反应器设置上下进料口，上部进水超过水的超临界温度，下部进水为水的亚临界温度，上下形成温度梯度，上部盐从水中析出，下部为亚临界温度有极强的溶盐性使得盐不易析出，保证底部不易堵塞；上部盐从含有机物于水中析出，下部溶于不含有机物的水中。上下部分有温度梯度，下部有部分水向上，这部分流体一是保证稳定的温度场，二是隔绝了上部有机物向下扩散。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种含盐及难氧化有机物分质处理系统，包括多效蒸发器、预热换热器、超临界反应器、多股流换热器、焚烧火炬，超临界反应器设有超临界反应器上部进料口和超临界反应器下部进料口，所述超临界反应器下部进料口位于超临界反应器侧壁中下部，多效蒸发器不凝气出口和焚烧火炬连通，多效蒸发器浓缩液出口和浓缩设备物料入口连通，浓缩设备浓缩液出口和预热换热器一号物料入口连通，预热换热器一号出口和多股流换热器一号物料入口连通，多股流换热器一号物料出口通过一号管道和超临界反应器上部进料口连通，清水管道连通预热换热器二号物料入口，预热换热器二号物料出口和多股流换热介质二号物料入口连通，多股流换热介质二号物料出口和一号管道连通；超临界反应器排盐水口和预热换热器介质入口连通，预热换热器介质出口和浓缩设备物料加热介质入口连通；超临界反应器反应流体出口和多股流换热器介质入口连通，多股流换热器介质出口和超临界反应器下部进料口连通；所述浓缩设备排气口和焚烧火炬连通，浓缩设备加热介质出口和外排管道连通，浓缩设备上还设有浓缩设备蒸汽排放口。
进一步地，所述超临界反应器和多股流换热器之间还设有自预热恒温管道反应器，所述超临界反应器反应流体出口和自预热恒温管道反应器物料入口通过二号管道连通，自预热恒温管道反应器物料出口和多股流换热器介质入口连通；所述超临界反应器上部进料口和超临界反应器下部进料口前端的管道上设有除氧装置，二号管道上设有注氧装置。在超临界反应器内不发生氧化反应，先除盐，后在自预热恒温管道反应器内氧化，将废水内含有的少量酚氧化掉，分别以超临界反应器为除盐器，以自预热恒温管道反应器为氧化器。即克服了以容器做为氧化反应器带来的对材料的苛刻要求、时间上反应不足以及不能全焊接制造等问题，同时，也解决了自预热恒温管道反应器因超临界氧化过程中盐析出而堵塞的危险。
进一步地，所述自预热恒温管道反应器包括反应管道和位于反应管道两端的封头，自预热恒温管道反应器内设有物料盘管，物料盘管两端伸出自预热恒温管道反应器且两端分别为自预热恒温管道反应器物料入口和自预热恒温管道反应器物料出口，自预热恒温反应器上还设有自预热恒温反应器介质入口和自预热恒温反应器介质出口。管道式结构，相对于超临界反应器焊缝少，耐腐蚀性更强。
进一步地，所述二号管道上还设有有机物加药装置。用于调节COD。
一种含盐及难氧化有机物分质处理工艺，包括以下步骤：
（1）含盐含酚废水经多效蒸发器蒸发，多效蒸发器的废气去焚烧火炬焚烧，多效蒸发后的浓缩废水经过进入浓缩设备浓缩，浓缩设备浓缩后产生的废气去焚烧火炬焚烧，浓缩设备浓缩后的蒸汽外排，浓缩设备浓缩后的浓缩液经过预热换热器加热后再经过多股流换热器进一步加热并和依次经预热换热器、多股流换热器加热后的清水混合至高于水的超临界温度后进入超临界反应器上部进料口；
（2）超临界反应器的反应流体作为加热介质进入多股流换热器热交换后至温度为水的亚临界温度时进入超临界反应器下部进料口；
（3）超临界反应器的含盐废水用于预热换热器的换热，含盐废水和预热换热器热交换后再作为浓缩设备的热源，作为热源使用后排放。
进一步地，废水进入超临界反应器之前先进行除氧，对超临界反应器的反应流体加氧后进入自预热恒温管道反应器进行氧化反应，自预热恒温管道反应器内通过调节循环水量保持恒温，超临界反应器的反应流体氧化反应后排出自预热恒温管道反应器用于多股流换热器的加热。由于在自预热恒温管道反应器前端一部分的废水已经从超临界反应器反应排出，所以在满足相同处理量的情况下，进入自预热恒温管道反应器的废水流量相对减少，自预热恒温管道反应器的设备可以制作的相对较小，材料用料成本大大降低，在进入超临界反应器前先进行除氧，可以避免在超临界反应器内发生氧化反应，对超临界反应器的材料使用上可以放宽要求，再在自预热恒温管道反应器内发生氧化反应，由于自预热恒温管道反应器是管道式结构，相对于超临界反应器焊缝少，用料好，耐腐蚀性更强，将氧化反应放置自预热恒温管道反应器内反应，不易损坏，所以分别以超临界反应器为除盐器，以自预热恒温管道反应器为氧化器。即克服了以容器做为氧化反应器带来的对材料的苛刻要求、时间上反应不足以及不能全焊接制造等问题，同时，也解决了自预热恒温管道反应器因超临界氧化过程中盐析出而堵塞的危险。
进一步地，超临界反应器的反应流体通过加入有机物调节COD后进入自预热恒温管道反应器反应。由于自预热恒温管道反应器内的氧化反应是放热反应，通过调节COD含量并匹配一定比例的氧量，使反应热足以维持自预热恒温管道反应器内的温度不会逐渐下降，维持在500℃左右。通过自动控制调节循环水量，除散热外多余热量由软化清水循环系统带走。
本发明的有益效果是 ：
1、本发明中通过在超临界反应器设置上下进料口，上部进水超过水的超临界温度，下部进水为水的亚临界温度，上下形成温度梯度，上部盐从水中析出，下部为亚临界温度有极强的溶盐性使得盐不易析出，保证底部不易堵塞；上部盐从含有机物于水中析出，下部溶于不含有机物的水中。上下部分有温度梯度，下部有部分水向上，这部分流体一是保证稳定的温度场，二是隔绝了上部有机物向下扩散。
2、本发明中由于在自预热恒温管道反应器前端一部分的废水已经从超临界反应器反应排出，所以在满足相同处理量的情况下，进入自预热恒温管道反应器的废水流量相对减少，自预热恒温管道反应器的设备可以制作的相对较小，材料用料成本大大降低，在进入超临界反应器前先进行除氧，可以避免在超临界反应器内发生氧化反应，对超临界反应器的材料使用上可以放宽要求，再在自预热恒温管道反应器内发生氧化反应，由于自预热恒温管道反应器是管道式结构，相对于超临界反应器焊缝少，用料好，耐腐蚀性更强，将氧化反应放置自预热恒温管道反应器内反应，不易损坏，所以分别以超临界反应器为除盐器，以自预热恒温管道反应器为氧化器。即克服了以容器做为氧化反应器带来的对材料的苛刻要求、时间上反应不足以及不能全焊接制造等问题，同时，也解决了自预热恒温管道反应器因超临界氧化过程中盐析出而堵塞的危险。
3、本发明中将除盐与氧化分开，大幅度除低了本套装置的材料成本和制造费用，在技术上，也使超临界氧化应用于较大处理量规模成为可能。
附图说明
图1为实施例1、3的结构示意图；
图2为实施例2、4、5的结构示意图；
图3为自预热恒温管道反应器的结构示意图。
实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：如图1所示，一种含盐及难氧化有机物分质处理系统，包括多效蒸发器1、预热换热器2、超临界反应器3、多股流换热器4、焚烧火炬5、浓缩设备6，超临界反应器3设有超临界反应器上部进料口3.1和超临界反应器下部进料口3.2，超临界反应器下部进料口3.2位于超临界反应器3侧壁中下部，多效蒸发器1通过循环水冷凝，多效蒸发器不凝气出口1.1和焚烧火炬5连通，多效蒸发器浓缩液出口1.2和浓缩设备物料入口6.1连通，浓缩设备浓缩液出口6.2和预热换热器一号物料入口2.1连通，预热换热器一号出口2.2和多股流换热器一号物料入口4.1连通，多股流换热器一号物料出口4.2通过一号管道7和超临界反应器上部进料口3.1连通，清水管道8连通预热换热器二号物料入口2.3，预热换热器二号物料出口2.4和多股流换热介质二号物料入口4.3连通，多股流换热介质二号物料出口4.4和一号管道7连通；超临界反应器排盐水口3.3和预热换热器介质入口2.5连通，预热换热器介质出口2.6和浓缩设备物料加热介质入口6.3连通；超临界反应器反应流体出口3.4和多股流换热器介质入口4.5连通，多股流换热器介质出口4.6和超临界反应器下部进料口3.2连通；浓缩设备排气口6.4和焚烧火炬5连通，浓缩设备加热介质出口6.5和外排管道9连通，浓缩设备6上还设有浓缩设备蒸汽排放口6.6。
实施例2：如图2所示，一种含盐及难氧化有机物分质处理系统，包括多效蒸发器1、预热换热器2、超临界反应器3、多股流换热器4、焚烧火炬5、浓缩设备6，超临界反应器2设有超临界反应器上部进料口3.1和超临界反应器下部进料口3.2，超临界反应器下部进料口3.2位于超临界反应器3侧壁中下部，多效蒸发器4通过循环水冷凝，多效蒸发器不凝气出口1.1和焚烧火炬5连通，多效蒸发器浓缩液出口1.2和浓缩设备物料入口6.1连通，浓缩设备浓缩液出口6.2和预热换热器一号物料入口2.1连通，预热换热器一号出口2.2和多股流换热器一号物料入口4.1连通，多股流换热器一号物料出口4.2通过一号管道7和超临界反应器上部进料口3.1连通，清水管道8连通预热换热器二号物料入口2.3，预热换热器二号物料出口2.4和多股流换热介质二号物料入口4.3连通，多股流换热介质二号物料出口4.4和一号管道7连通；超临界反应器排盐水口3.3和预热换热器介质入口2.5连通，预热换热器介质出口2.6和浓缩设备物料加热介质入口6.3连通；超临界反应器3和多股流换热器4之间还设有自预热恒温管道反应器10，自预热恒温管道反应器10包括反应管道10.3和位于反应管道10.3两端的封头10.4，自预热恒温管道反应器10内设有物料盘管10.5，物料盘管10.5两端伸出自预热恒温管道反应器10且两端分别为自预热恒温管道反应器物料入口10.1和自预热恒温管道反应器物料出口10.2，自预热恒温反应器10上还设有自预热恒温反应器介质入口10.6和自预热恒温反应器介质出口10.7，超临界反应器反应流体出口3.4和自预热恒温管道反应器物料入口10.1通过二号管道11连通，自预热恒温管道反应器物料出口10.2和多股流换热器介质入口4.5连通；超临界反应器上部进料口2.1和超临界反应器下部进料口2.2前端的管道上设有除氧装置12，二号管道11上设有注氧装置13，二号管道11上还设有有机物加药装置14；多股流换热器介质出口4.6和超临界反应器下部进料口3.2连通；浓缩设备排气口6.4和焚烧火炬5连通，浓缩设备加热介质出口6.5和外排管道9连通，浓缩设备6上还设有浓缩设备蒸汽排放口6.6。
实施例3：如图1所示，一种含盐及难氧化有机物分质处理工艺，包括以下步骤：含盐含酚废水经多效蒸发器1蒸发，多效蒸发器1的废气去焚烧火炬5焚烧，多效蒸发后的浓缩废水经过进入浓缩设备6浓缩，浓缩设备6浓缩后产生的废气去焚烧火炬5焚烧，浓缩设备6浓缩后的蒸汽外排，浓缩设备6浓缩后的浓缩液经过预热换热器2加热后再经过多股流换热器4进一步加热并和依次经预热换热器2、多股流换热器4加热后的清水混合至高于水的超临界温度后进入超临界反应器上部进料口3.1；超临界反应器3的反应流体作为加热介质进入多股流换热器4热交换后至温度为水的亚临界温度时进入超临界反应器下部进料口3.2；超临界反应器3的含盐废水用于预热换热器2的换热，含盐废水和预热换热器2热交换后再作为浓缩设备6的热源，作为热源使用后排放。
实施例4：如图2所示，一种含盐及难氧化有机物分质处理工艺，包括以下步骤：含盐含酚废水经多效蒸发器1蒸发，多效蒸发器1的废气去焚烧火炬5焚烧，多效蒸发后的浓缩废水经过进入浓缩设备6浓缩，浓缩设备6浓缩后产生的废气去焚烧火炬5焚烧，浓缩设备6浓缩后的蒸汽外排，浓缩设备6浓缩后的浓缩液进行除氧后经过预热换热器2加热后再经过多股流换热器4进一步加热并和依次经预热换热器2、多股流换热器4加热后的清水混合至高于水的超临界温度后进入超临界反应器上部进料口3.1；超临界反应器3的反应流体加氧和调节COD后进入自预热恒温管道反应器10进行氧化反应，自预热恒温管道反应器10内通过调节循环水量保持恒温，超临界反应器3的反应流体氧化反应后排出自预热恒温管道反应器10用于多股流换热器4的加热，经多股流换热器4热交换后至控制温度为水的亚临界温度时进入超临界反应器下部进料口3.2；超临界反应器3的含盐废水用于预热换热器2的换热，含盐废水和预热换热器2热交换后再作为浓缩设备6的热源，作为热源使用后排放。
实施例5：如图2所示，一种含盐及难氧化有机物分质处理工艺，包括以下步骤：含盐含酚废水经多效蒸发器1蒸发，多效蒸发器1的废气去焚烧火炬5焚烧，多效蒸发后的浓缩废水经过进入浓缩设备6浓缩，浓缩设备6浓缩后产生的废气去焚烧火炬5焚烧，浓缩设备6浓缩后的蒸汽外排，浓缩设备6浓缩后的浓缩液进行除氧后经过预热换热器2加热后再经过多股流换热器4进一步加热并和依次经预热换热器2、多股流换热器4加热后的清水混合至水温为390℃时进入超临界反应器上部进料口3.1；超临界反应器3的反应流体加氧和调节COD后进入自预热恒温管道反应器10进行氧化反应，自预热恒温管道反应器10内通过调节循环水量保持温度为500℃，超临界反应器3的反应流体氧化反应后排出自预热恒温管道反应器10用于多股流换热器4的加热，经多股流换热器4热交换后至控制为365℃时进入超临界反应器下部进料口3.2；超临界反应器3的含盐废水用于预热换热器2的换热，含盐废水和预热换热器2热交换后再作为浓缩设备6的热源，作为热源使用后排放。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种含盐及难氧化有机物分质处理系统，其特征在于，包括多效蒸发器、预热换热器、超临界反应器、多股流换热器、焚烧火炬，超临界反应器设有超临界反应器上部进料口和超临界反应器下部进料口，所述超临界反应器下部进料口位于超临界反应器侧壁中下部，多效蒸发器不凝气出口和焚烧火炬连通，多效蒸发器浓缩液出口和浓缩设备物料入口连通，浓缩设备浓缩液出口和预热换热器一号物料入口连通，预热换热器一号出口和多股流换热器一号物料入口连通，多股流换热器一号物料出口通过一号管道和超临界反应器上部进料口连通，清水管道连通预热换热器二号物料入口，预热换热器二号物料出口和多股流换热介质二号物料入口连通，多股流换热介质二号物料出口和一号管道连通；超临界反应器排盐水口和预热换热器介质入口连通，预热换热器介质出口和浓缩设备物料加热介质入口连通；超临界反应器反应流体出口和多股流换热器介质入口连通，多股流换热器介质出口和超临界反应器下部进料口连通；所述浓缩设备排气口和焚烧火炬连通，浓缩设备加热介质出口和外排管道连通，浓缩设备上还设有浓缩设备蒸汽排放口；所述超临界反应器和多股流换热器之间还设有自预热恒温管道反应器，所述超临界反应器反应流体出口和自预热恒温管道反应器物料入口通过二号管道连通，自预热恒温管道反应器物料出口和多股流换热器介质入口连通；所述超临界反应器上部进料口和超临界反应器下部进料口前端的管道上设有除氧装置，二号管道上设有注氧装置。
2.根据权利要求1所述的含盐及难氧化有机物分质处理系统，其特征在于，所述自预热恒温管道反应器包括反应管道和位于反应管道两端的封头，自预热恒温管道反应器内设有物料盘管，物料盘管两端伸出自预热恒温管道反应器且两端分别为自预热恒温管道反应器物料入口和自预热恒温管道反应器物料出口，自预热恒温反应器上还设有自预热恒温反应器介质入口和自预热恒温反应器介质出口。
3.根据权利要求1所述的含盐及难氧化有机物分质处理系统，其特征在于，所述二号管道上还设有有机物加药装置。
4.一种含盐及难氧化有机物分质处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）含盐含酚废水经多效蒸发器蒸发，多效蒸发器的废气去焚烧火炬焚烧，多效蒸发后的浓缩废水经过进入浓缩设备浓缩，浓缩设备浓缩后产生的废气去焚烧火炬焚烧，浓缩设备浓缩后的蒸汽外排，浓缩设备浓缩后的浓缩液经过预热换热器加热后再经过多股流换热器进一步加热并和依次经预热换热器、多股流换热器加热后的清水混合至高于水的超临界温度后进入超临界反应器上部进料口；
（2）超临界反应器的反应流体作为加热介质进入多股流换热器热交换后至温度为水的亚临界温度时进入超临界反应器下部进料口；
（3）超临界反应器的含盐废水用于预热换热器的换热，含盐废水和预热换热器热交换后再作为浓缩设备的热源，作为热源使用后排放；废水进入超临界反应器之前先进行除氧，对超临界反应器的反应流体加氧后进入自预热恒温管道反应器进行氧化反应，自预热恒温管道反应器内通过调节循环水量保持恒温，超临界反应器的反应流体氧化反应后排出自预热恒温管道反应器用于多股流换热器的加热。
5.根据权利要求4所述的含盐及难氧化有机物分质处理工艺，其特征在于，超临界反应器的反应流体通过加入有机物调节COD后进入自预热恒温管道反应器反应。
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