CN210176655U

CN210176655U - 一种基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统

Info

Publication number: CN210176655U
Application number: CN201920306556.1U
Authority: CN
Inventors: Shipeng Wang; 王世朋; Yurong Xie; 谢玉荣; Yuhao Zhou; 周宇昊; jiongming Ruan; 阮炯明; Dongdong Ke; 柯冬冬; Jing Liang; 梁晶; Dazhou Zhao; 赵大周; Tong Chen; 陈曈
Original assignee: Huadian Electric Power Research Institute Co Ltd
Current assignee: Huadian Electric Power Research Institute Co Ltd
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2020-03-24
Anticipated expiration: 2029-03-12

Abstract

本实用新型涉及一种基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统，属于分布式能源领域。系统包括分布式能源站、有机废水池、超临界水氧化反应器、高压气液分离器、常压气液分离器、气体分离器、液氧储罐和二氧化碳储罐。本实用新型系统可以将分布式能源站生产与有机废水处理相结合，实现有机废水资源的循环再利用，同时提高分布式能源站综合能源利用效率，使分布式能源站实现增值，创建综合能源服务新模式。

Description

一种基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统

技术领域

本实用新型属于分布式能源领域，涉及一种基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统。

背景技术

随着国内经济的发展，分布式能源以方便灵活、高效环保、临近用户等优点得到广泛发展。分布式能源的主要应用场景包括工业园区，为工业园区企业提供冷、热、电服务。

工业园区生产企业生产过程中易产生一些工业废水，其中有机废水难以通过传统的水处理方法（物理法、化学法和生物法）处置，可考虑新兴的超临界水氧化技术。超临界水氧化技术具有反应速度快，氧化分解彻底，有机物去除率高等优点，且反应产物为二氧化碳、水等。

超临界水氧化技术处理有机废水，虽然会使废水排放达到要求，但是耗能成本高，影响企业生产产品的竞争力，如申请号为201810909915.2的中国专利。可利用分布式能源自身特性，结合超临界水氧化技术，利用分布式能源站为园区企业处理有机废水，实现有机废水资源的循环再利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统，该系统可以将分布式能源站生产与有机废水处理相结合，实现有机废水资源的循环再利用，同时提高分布式能源站综合能源利用效率，使分布式能源站实现增值，创建综合能源服务新模式。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统，其特征在于，包括分布式能源站、有机废水池、超临界水氧化反应器、高压气液分离器、常压气液分离器、气体分离器、液氧储罐和二氧化碳储罐；所述分布式能源站的供热管道与负荷用户端连接，所述负荷用户端的有机废水出口与有机废水池连通；所述有机废水池的出口与第一回热器的冷侧入口连接，所述第一回热器的冷侧出口与第二回热器的冷侧入口连接，所述第二回热器的冷侧出口和分布式能源站的供热管道均与第一热源连通，且第一热源与超临界水氧化反应器的热水入口连通；所述第一回热器的热侧入口与分布式能源站的烟气排放管道连接，所述第一回热器的热侧出口连接至分布式能源站；所述液氧储罐的出口与第三回热器的冷侧入口连接，所述第三回热器的冷侧出口和高压气液分离器的气体出口均通过第二热源与超临界水氧化反应器的入口连通；所述超临界水氧化反应器的出口与第二回热器的热侧入口连接，所述第二回热器的热侧出口与第三回热器的热侧入口连接，所述第三回热器的热侧出口与高压气液分离器的入口连接；所述高压气液分离器的液体出口与常压气液分离器的入口连接，所述常压气液分离器的液体出口与分布式能源站的储水系统以及负荷用户端的厂内储水系统连接，所述常压气液分离器的气体出口与气体分离器的入口连接；所述气体分离器的二氧化碳出口与二氧化碳储罐的入口连接，且在二氧化碳储罐上设置有排气阀。

分布式能源站的生产产品主要包括电、热（蒸汽或热水），蒸汽温度一般不低于150℃，热水温度一般不低于80℃，其中电主要通过电网消纳或者电负荷用户消纳，热主要供热负荷用户使用。

进一步而言，所述有机废水池与第一回热器之间设置有水泵，所述有机废水池与水泵之间设置有第一止回阀，所述第一止回阀的入口与有机废水池相连，所述第一止回阀出口与水泵相连；所述液氧储罐与第三回热器之间设置有液氧泵。

进一步而言，所述分布式能源站的供热管道与第一热源之间设置有第二止回阀，所述第二止回阀的入口与分布式能源站的供热管道连通，所述第二止回阀的出口与第一热源的入口连通。

进一步而言，所述高压气液分离器与第二热源之间设置有第四止回阀，所述第四止回阀的入口与高压气液分离器的气体出口相连，所述第四止回阀的出口与第二热源的入口相连。

进一步而言，所述第三回热器与第二热源之间设置有第六止回阀，所述第六止回阀的入口与第三回热器的冷侧出口相连，所述第六止回阀的出口与第四止回阀的出口并管后与第二热源的入口相连。

进一步而言，所述第二回热器与第一热源之间设置有第五止回阀，所述第五止回阀的入口与第二回热器的冷侧出口相连，所述第五止回阀的出口与第一热源的入口相连。

进一步而言，所述第二热源与超临界水氧化反应器之间设置有第三止回阀，所述第三止回阀的入口与第二热源的出口相连，所述第三止回阀的出口与超临界水氧化反应器的入口相连。

进一步而言，所述高压气液分离器与常压气液分离器之间设置有减压阀，所述减压阀的入口与高压气液分离器的液体出口相连，所述减压阀的出口与常压气液分离器的入口相连。

进一步而言，所述超临界水氧化反应器的入口设置有一号温压感应显示器，所述超临界水氧化反应器的出口设置有二号温压感应显示器，所述一号温压感应显示器和二号温压感应显示器用于分别显示所在区域的温度及压力。

当整个系统工作时，分布式能源站发出电力供给负荷用户端或电网使用，分布式能源站通过供热管道提供蒸汽或热水给热负荷用户端使用；负荷用户端将有机废水通过管道排放至有机废水池，水泵将有机废水池内的有机废水抽出，并通过第一回热器和第二回热器，之后，与来自分布式能源站供热母管上的蒸汽或热水并管后通过第一热源将温度加热到400~500℃，然后再进入到超临界水氧化反应器内，使超临界水氧化反应器的内部压力稳定在22~25Mpa；通过液氧泵将液氧储罐内的液氧抽出并加压到系统压力，然后通过第三回热器，与来自高压气液分离器中分离的高压气体并管混合，之后通过第二热源，将气体温度加热到300~350℃，再通入超临界水氧化反应器内，使有机废水与氧气在超临界水氧化反应器内发生反应，生产以二氧化碳为主的气体产物；气体产物经过第二回热器和第三回热器9换热，之后进入高压气液分离器进行气液分离，经减压阀减压，之后进入常压气液分离器，分离出的液体主要是水，送至负荷用户端及分布式能源站实现有机废水资源的回收利用，分离出的气体主要是二氧化碳，送至二氧化碳储罐存储；二氧化碳储罐内压力达到预设值后，抽出液化可作为工业产品使用。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：本实用新型可以进一步挖掘利用分布式能源站尾部排烟的余热，提高分布式能源站的综合能源利用效率，同时为分布式能源站开拓新的服务功能—有机废水处理，处理过程中利用能源站自身生产的蒸汽/热水，提高了能源站生产的稳定性，同时降低超临界水氧化处理有机废水的能源成本。有机废水处理后产品主要为水和二氧化碳，其中水可用于分布式能源站及负荷用户端的再生产，实现水资源的回收再利用；二氧化碳通过二氧化碳储罐收集后可作为生产产品进行销售利用。

附图说明

图1是本实用新型实施例中系统的整体结构示意图。

图中：分布式能源站1、负荷用户端2、有机废水池3、水泵4、第一回热器5、第二回热器6、第一热源7、超临界水氧化反应器8、第三回热器9、第二热源10、高压气液分离器11、减压阀12、常压气液分离器13、气体分离器14、液氧泵15、液氧储罐16、二氧化碳储罐17、第一止回阀18、第二止回阀19、第三止回阀20、第四止回阀21、第五止回阀22、第六止回阀23、一号温压感应显示器24、二号温压感应显示器25、排气阀26。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1，本实施例中的基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统，包括分布式能源站1、有机废水池3、超临界水氧化反应器8、高压气液分离器11、常压气液分离器13、气体分离器14、液氧储罐16和二氧化碳储罐17。

分布式能源站1的供热管道与负荷用户端2连接，负荷用户端2的有机废水出口与有机废水池3连通；有机废水池3的出口与第一回热器5的冷侧入口连接，第一回热器5的冷侧出口与第二回热器6的冷侧入口连接，第二回热器6的冷侧出口和分布式能源站1的供热管道均与第一热源7连通，且第一热源7与超临界水氧化反应器8的热水入口连通；第一回热器5的热侧入口与分布式能源站1的烟气排放管道连接，第一回热器5的热侧出口连接至分布式能源站1；液氧储罐16的出口与第三回热器9的冷侧入口连接，第三回热器9的冷侧出口和高压气液分离器11的气体出口均通过第二热源10与超临界水氧化反应器8的入口连通；超临界水氧化反应器8的出口与第二回热器6的热侧入口连接，第二回热器6的热侧出口与第三回热器9的热侧入口连接，第三回热器9的热侧出口与高压气液分离器11的入口连接；高压气液分离器11的液体出口与常压气液分离器13的入口连接，常压气液分离器13的液体出口与分布式能源站1的储水系统以及负荷用户端2的厂内储水系统连接，常压气液分离器13的气体出口与气体分离器14的入口连接；气体分离器14的二氧化碳出口与二氧化碳储罐17的入口连接，且在二氧化碳储罐17上设置有排气阀26。

分布式能源站1的生产产品主要包括电、热蒸汽或热水，蒸汽温度一般不低于150℃，热水温度一般不低于80℃，其中电主要通过电网消纳或者电负荷用户消纳，热主要供热负荷用户使用。

有机废水池3与第一回热器5之间设置有水泵4，有机废水池3与水泵4之间设置有第一止回阀18，第一止回阀18的入口与有机废水池3相连，第一止回阀18出口与水泵4相连；液氧储罐16与第三回热器9之间设置有液氧泵15。

分布式能源站1的供热管道与第一热源7之间设置有第二止回阀19，第二止回阀19的入口与分布式能源站1的供热管道连通，第二止回阀19的出口与第一热源7的入口连通。

高压气液分离器11与第二热源10之间设置有第四止回阀21，第四止回阀21的入口与高压气液分离器11的气体出口相连，第四止回阀21的出口与第二热源10的入口相连。

第三回热器9与第二热源10之间设置有第六止回阀23，第六止回阀23的入口与第三回热器9的冷侧出口相连，第六止回阀23的出口与第四止回阀21的出口并管后与第二热源10的入口相连。

第二回热器6与第一热源7之间设置有第五止回阀22，第五止回阀22的入口与第二回热器6的冷侧出口相连，第五止回阀22的出口与第一热源7的入口相连。

第二热源10与超临界水氧化反应器8之间设置有第三止回阀20，第三止回阀20的入口与第二热源10的出口相连，第三止回阀20的出口与超临界水氧化反应器8的入口相连。

高压气液分离器11与常压气液分离器13之间设置有减压阀12，减压阀12的入口与高压气液分离器11的液体出口相连，减压阀12的出口与常压气液分离器13的入口相连。

超临界水氧化反应器8的入口设置有一号温压感应显示器24，超临界水氧化反应器8的出口设置有二号温压感应显示器25，一号温压感应显示器24和二号温压感应显示器25用于分别显示所在区域的温度及压力。

当整个系统工作时，分布式能源站1发出电力供给负荷用户端2或电网使用，分布式能源站1通过供热管道提供蒸汽或热水给热负荷用户端2使用；负荷用户端2将有机废水通过管道排放至有机废水池3，水泵4将有机废水池3内的有机废水抽出，并通过第一回热器5和第二回热器6，之后，与来自分布式能源站1供热母管上的蒸汽（200℃左右）/热水（90℃左右）并管后通过第一热源7将温度加热到400~500℃，然后再进入到超临界水氧化反应器8内，使超临界水氧化反应器8的内部压力稳定在22~25Mpa；通过液氧泵15将液氧储罐16内的液氧抽出并加压到系统压力，然后通过第三回热器9，与来自高压气液分离器11中分离的高压气体并管混合，之后通过第二热源10，将气体温度加热到300~350℃，再通入超临界水氧化反应器8内，使有机废水与氧气在超临界水氧化反应器8内发生反应，生产以二氧化碳为主的气体产物；气体产物经过第二回热器6和第三回热器9换热，之后进入高压气液分离器11进行气液分离，经减压阀12减压，之后进入常压气液分离器13，分离出的液体主要是水，送至负荷用户端2及分布式能源站1实现有机废水资源的回收利用，分离出的气体主要是二氧化碳，送至二氧化碳储罐17存储；二氧化碳储罐17内压力达到预设值后，抽出液化可作为工业产品使用。

虽然本实用新型以实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统，其特征在于，包括分布式能源站（1）、有机废水池（3）、超临界水氧化反应器（8）、高压气液分离器（11）、常压气液分离器（13）、气体分离器（14）、液氧储罐（16）和二氧化碳储罐（17）；所述分布式能源站（1）的供热管道与负荷用户端（2）连接，所述负荷用户端（2）的有机废水出口与有机废水池（3）连通；所述有机废水池（3）的出口与第一回热器（5）的冷侧入口连接，所述第一回热器（5）的冷侧出口与第二回热器（6）的冷侧入口连接，所述第二回热器（6）的冷侧出口和分布式能源站（1）的供热管道均与第一热源（7）连通，且第一热源（7）与超临界水氧化反应器（8）的热水入口连通；所述第一回热器（5）的热侧入口与分布式能源站（1）的烟气排放管道连接，所述第一回热器（5）的热侧出口连接至分布式能源站（1）；所述液氧储罐（16）的出口与第三回热器（9）的冷侧入口连接，所述第三回热器（9）的冷侧出口和高压气液分离器（11）的气体出口均通过第二热源（10）与超临界水氧化反应器（8）的入口连通；所述超临界水氧化反应器（8）的出口与第二回热器（6）的热侧入口连接，所述第二回热器（6）的热侧出口与第三回热器（9）的热侧入口连接，所述第三回热器（9）的热侧出口与高压气液分离器（11）的入口连接；所述高压气液分离器（11）的液体出口与常压气液分离器（13）的入口连接，所述常压气液分离器（13）的液体出口与分布式能源站（1）的储水系统以及负荷用户端（2）的厂内储水系统连接，所述常压气液分离器（13）的气体出口与气体分离器（14）的入口连接；所述气体分离器（14）的二氧化碳出口与二氧化碳储罐（17）的入口连接，且在二氧化碳储罐（17）上设置有排气阀（26）。

2.根据权利要求1所述的基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统，其特征在于，所述有机废水池（3）与第一回热器（5）之间设置有水泵（4），所述有机废水池（3）与水泵（4）之间设置有第一止回阀（18），所述第一止回阀（18）的入口与有机废水池（3）相连，所述第一止回阀（18）出口与水泵（4）相连；所述液氧储罐（16）与第三回热器（9）之间设置有液氧泵（15）。

3.根据权利要求1所述的基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统，其特征在于，所述分布式能源站（1）的供热管道与第一热源（7）之间设置有第二止回阀（19），所述第二止回阀（19）的入口与分布式能源站（1）的供热管道连通，所述第二止回阀（19）的出口与第一热源（7）的入口连通。

4.根据权利要求1所述的基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统，其特征在于，所述高压气液分离器（11）与第二热源（10）之间设置有第四止回阀（21），所述第四止回阀（21）的入口与高压气液分离器（11）的气体出口相连，所述第四止回阀（21）的出口与第二热源（10）的入口相连。

5.根据权利要求4所述的基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统，其特征在于，所述第三回热器（9）与第二热源（10）之间设置有第六止回阀（23），所述第六止回阀（23）的入口与第三回热器（9）的冷侧出口相连，所述第六止回阀（23）的出口与第四止回阀（21）的出口并管后与第二热源（10）的入口相连。

6.根据权利要求1所述的基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统，其特征在于，所述第二回热器（6）与第一热源（7）之间设置有第五止回阀（22），所述第五止回阀（22）的入口与第二回热器（6）的冷侧出口相连，所述第五止回阀（22）的出口与第一热源（7）的入口相连。

7.根据权利要求1所述的基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统，其特征在于，所述第二热源（10）与超临界水氧化反应器（8）之间设置有第三止回阀（20），所述第三止回阀（20）的入口与第二热源（10）的出口相连，所述第三止回阀（20）的出口与超临界水氧化反应器（8）的入口相连。

8.根据权利要求1所述的基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统，其特征在于，所述高压气液分离器（11）与常压气液分离器（13）之间设置有减压阀（12），所述减压阀（12）的入口与高压气液分离器（11）的液体出口相连，所述减压阀（12）的出口与常压气液分离器（13）的入口相连。

9.根据权利要求1所述的基于分布式能源的有机废水资源循环利用系统，其特征在于，所述超临界水氧化反应器（8）的入口设置有一号温压感应显示器（24），所述超临界水氧化反应器（8）的出口设置有二号温压感应显示器（25），所述一号温压感应显示器（24）和二号温压感应显示器（25）用于分别显示所在区域的温度及压力。