CN210419401U - 一种富余热量可回收的催化湿式氧化系统 - Google Patents

Abstract

一种富余热量可回收的催化湿式氧化系统，包括反应塔、冷料加热换热器、管混器、气液分离罐和吸收塔，还包括汽包和余热回收换热器；其中，汽包安装在反应塔外，余热回收换热器安装在反应塔中，汽包与换热器管接接通；冷料加热换热器安装在反应塔外，冷料加热换热器与反应塔管接接通，冷料加热换热器与管混器管接接通，冷料加热换热器与气液分离罐管接接通，气液分离罐与吸收塔管接接通；其中，余热回收换热器有两种，分别是U型管换热器和盘管换热器，均满足CWAO技术高温高压腐蚀性强的工况条件。本实用新型针对进水COD高于35000mg/L的催化湿式氧化系统，配套热量回收装置，将富余热量取走，拓宽了催化湿式氧化技术的应用范围，具有很高的实用性。

Description

一种富余热量可回收的催化湿式氧化系统

技术领域

本实用新型涉及一种催化湿式氧化系统，具体涉及一种富余热量可回收的催化湿式氧化系统。

背景技术

随着环境形势的严峻，高浓度难降解有机废水的治理日趋重要。高浓度难降解有机废水具有污染物含量高、毒性大、排放点分散、水量少等特点，会引发水体重度污染，是水污染防治的重点和难点。

催化湿式氧化（简称“CWAO”）技术可以在适中的温度和压力条件下，在高效催化剂作用下，将废水中的有机污染物有效降解，在中高浓度难降解有机废水处理领域有着不可替代的优势。与传统方法相比，CWAO具有处理效率高、装置占地面积小、适用范围广及二次污染低等优势；与超临界氧化法相比，CWAO技术具有反应条件温和、设备投资小、能耗低等优势；与焚烧法相比，由于运行时CWAO能够实现自热，无需额外提供能量，其成本优势十分明显。对于常规中高浓度难降解有机废水处理，催化湿式氧化技术已比较成熟。

但该技术在高浓度有机废水处理领域的应用推广仍存在一些阻力。CWAO系统运行时，废水中有机污染物氧化放热，这部分热量可用于给进入系统的冷态废水加热，以维持反应温度，因此，CWAO用于中高浓度废水处理时运行能耗较低。但是，受放热量限制，实际应用时无法直接处理COD高于3.5万mg/L的废水。例如，使用CWAO技术处理高COD废水时（COD＞35000 mg/L），进水COD高，反应放出的热量多，除维持系统自身所需外，还有富余。但是，目前还没有成熟的取热方法将热量取走。

因此，有必要设计一种富余热量可回收的催化湿式氧化系统，将富余热量回收利用，拓宽催化湿式氧化技术的应用范围。

发明内容

为克服上述现有技术中的不足，本实用新型目的在于提供一种富余热量可回收的催化湿式氧化系统。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供的技术方案是：一种富余热量可回收的催化湿式氧化系统，包括反应塔、冷料加热换热器、管混器、气液分离罐和吸收塔，其特征在于：还包括汽包和余热回收换热器；所述冷料加热换热器上设有第一进水口、第二进水口、第一出水口和第二出水口；所述反应塔上设有反应塔进水口和反应塔出水口；所述余热回收换热器上设有余热回收进水口和余热回收出水口；所述汽包上设有汽包进水口、汽包出水口、软化水进水口和蒸汽出口；所述管混器与所述第一进水口管接，所述第一出水口与所述反应塔进水口管接，所述反应塔出水口与所述第二进水口管接，所述第二出水口与所述气液分离罐管接，所述气液分离罐与所述吸收塔管接；所述余热回收换热器安装在所述反应塔中，所述汽包安装在所述反应塔外，其中，所述汽包出水口和所述余热回收进水口管接，所述余热回收出水口和所述汽包进水口管接。

优选的技术方案为：所述余热回收换热器为U型管换热器或盘管换热器，所述盘管式换热器为沉浸式盘管换热器。

优选的技术方案为：所述管混器与一废水储罐管接。

优选的技术方案为：所述管混器与一空压机连接。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：

现有技术中，使用CWAO技术处理高COD废水时（COD＞35000 mg/L），进水COD高，反应放出的热量多，除维持系统自身所需外，还有富余。但是，目前还没有成熟的取热方法将热量取走。而本实用新型中在反应塔中增加的余热回收换热器与反应塔外的汽包，通过将冷态水输入余热回收换热器中与反应中产生富余热量的废水进行换热，换热后输出带有大量热能的水，配合汽包产生蒸汽，从而达到回收反应塔中富余热量的目的，拓宽了催化湿式氧化技术的应用范围。此外，余热回收换热器有两种选择，其中盘管式换热器造价低，但抗CWAO反应塔中气水冲击能力小；U型管式换热器增加了管板、法兰及封头，造价较高，但其抗CWAO反应塔中气水冲击能力强。两种选择符合不同使用需求。

附图说明

图1为本实用新型示意图。

以上附图中，1、汽包；2、余热回收换热器；3、反应塔；4、冷料加热换热器；5、管混器；6、废水储罐；7、气液分离罐；8、吸收塔；9、第一进水口；10、第二出水口；11、第一出水口；12、第二进水口；13、反应塔出水口；14、反应塔进水口；15、余热回收进水口；16、余热回收出水口；17、汽包出水口；18、汽包进水口；19、软化水进水口；20、蒸汽出口。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“反应塔”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

当使用CWAO技术处理高COD废水时（COD＞35000 mg/L）

实施例1：如图1所示，一种富余热量可回收的催化湿式氧化系统，包括反应塔3、冷料加热换热器4、管混器5、气液分离罐7和吸收塔8，还包括汽包1和余热回收换热器2；其中，在冷料加热换热器4上设有第一进水口9、第二进水口12、第一出水口11和第二出水口10；在反应塔3上设有反应塔进水口14和反应塔出水口13；在余热回收换热器2上设有余热回收进水口15和余热回收出水口16；在汽包1上设有汽包进水口18、汽包出水口17、软化水进水口19和蒸汽出口20；管混器5与第一进水口9管接，第一出水口11与反应塔进水口14管接，反应塔出水口13与第二进水口12管接，第二出水口10与气液分离罐7管接，气液分离罐7与吸收塔8管接；余热回收换热器2安装在反应塔3中，汽包1安装在反应塔3外，以便通过将冷态水输入余热回收换热器2中与反应中产生富余热量的废水进行换热，换热后输出带有大量热能的水，配合汽包1产生蒸汽，从而达到回收反应塔3中富余热量的目的；其中，汽包出水口17和余热回收进水口15管接，余热回收出水口16和汽包进水口18管接。

优选的实施方式为：余热回收换热器2为U型管换热器或盘管换热器，U型管换热器或盘管换热器都具有耐高温，耐高压以及抗腐蚀性强的特点，便于处理高COD废水。

优选的实施方式为：管混器5与一废水储罐6通过输送泵管接，以便实现废水处理自动化。

优选的实施方式为：管混器5与一空压机连接，以便提供反应所需的压力条件。

U型管换热器：其特点是管束可以自由伸缩，不会因管壳之间的温差而产生热应力，热补偿性能好；管程为双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好；承压能力强；管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。宜用于管壳壁温相差较大，或壳程介质易结垢而管程介质清洁及不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的情形。

盘管换热器：包括沉浸式盘管换热器，沉浸式盘管换热器，盘管多以金属管子弯绕而成，或由弯头、管件和直管连接组成，也可制成适合不同设备形状要求的盘管。使用时沉浸在盛有被加热或被冷却介质的容器中，两种流体分别在管内、外进行换热。它的特点：结构简单，造价低廉，操作敏感性较小，管子可承受较大的流体介质压力。但是，由于管外流体的流速很小，因而传热系数小，传热效率低，需要的传热面积大，设备显得笨重。沉浸式盘管换热器常用于高压流体的冷却，以及反应器的传热元件。

CWAO：催化湿式氧化的简称，该技术可以在适中的温度和压力条件下，在高效催化剂作用下，将废水中的有机污染物有效降解，在中高浓度难降解有机废水处理领域有着不可替代的优势。

COD：化学需氧量的简称，是指在一定严格的条件下，水中的还原性物质在外加的强氧化剂的作用下，被氧化分解时所消耗氧化剂的数量，以氧的mg/L表示。

本实用新型原理：

COD高于35000mg/L的废水从废水储罐6中经过输送泵输入管混器5中，管混器5配合输入的压缩空气，再将废水经第一进水口9输入冷料加热换热器4，废水从冷料加热换热器4中从第一出水口11输出，经反应塔进水口14输入反应塔3中；废水输进反应塔3后配合高效催化器进行反应，废水中有机污染物氧化放出大量的热，一部分热量通过处理后的废水经反应塔出水口13输出，再经第二进水口12输入冷料加热换热器4中，用于给进入反应塔3的冷态废水加热；然后处理后的废水再从冷料加热换热器4中经第二出水口10，输出到气液分离罐7中，气液分离罐7将处理后的废水分离成液态水以及废气，废气再输出进入吸收塔8中，最后排出无毒无污染的尾气。

废水在反应塔3中经高效催化器进行反应时，废水中有机污染物氧化放出大量的热，除维持系统自身所需外，还有富余。因此在反应塔3中设有余热回收换热器2。冷态水经汽包1上的汽包出水口17输出，再经余热回收进水口15输入到余热回收换热器2中，冷态水吸收了大量热能从余热回收出水口16输出，经汽包进水口18输入到汽包1中形成循环，带有大量热能的水在汽包1中与软化水（软化水从汽包1上的软化水进水口19输入）反应产生大量蒸汽从蒸汽出口20输入到外部蒸汽管网得以利用。此过程可将反应塔3中富余的热量回收利用。

所以，本实用新型相较于现有技术具有以下优点：

现有技术中，使用CWAO技术处理高COD废水时（COD＞35000 mg/L），进水COD高，反应放出的热量多，除维持系统自身所需外，还有富余。但是，目前还没有成熟的取热方法将富余热量取走。而本实用新型中通过在反应塔中增加的余热回收换热器配合装置在反应塔外的汽包来回收富余热量，可以解决这一问题，本实用新型拓宽了催化湿式氧化技术的应用范围，具有很高的实用性。且余热回收换热器有两种选择，其中盘管式换热器造价低，但抗气水冲击能力小；U型管式换热器增加了管板、法兰及封头，造价较高，但其抗CWAO反应塔中气水冲击能力强，且单根U型管出现泄漏等问题时，更换或将进出口堵死可继续使用，维修维护较方便。可以满足不同的使用需求。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种富余热量可回收的催化湿式氧化系统，包括反应塔、冷料加热换热器、管混器、气液分离罐和吸收塔，其特征在于：还包括汽包和余热回收换热器；所述冷料加热换热器上设有第一进水口、第二进水口、第一出水口和第二出水口；所述反应塔上设有反应塔进水口和反应塔出水口；所述余热回收换热器上设有余热回收进水口和余热回收出水口；所述汽包上设有汽包进水口、汽包出水口、软化水进水口和蒸汽出口；所述管混器与所述第一进水口管接，所述第一出水口与所述反应塔进水口管接，所述反应塔出水口与所述第二进水口管接，所述第二出水口与所述气液分离罐管接，所述气液分离罐与所述吸收塔管接；所述余热回收换热器安装在所述反应塔中，所述汽包安装在所述反应塔外，其中，所述汽包出水口和所述余热回收进水口管接，所述余热回收出水口和所述汽包进水口管接。

2.根据权利要求1所述的一种富余热量可回收的催化湿式氧化系统，其特征在于：所述余热回收换热器为U型管换热器或盘管换热器，所述盘管式换热器为沉浸式盘管换热器。

3.根据权利要求1所述的一种富余热量可回收的催化湿式氧化系统，其特征在于：所述管混器与一废水储罐管接。

4.根据权利要求1所述的一种富余热量可回收的催化湿式氧化系统，其特征在于：所述管混器与一空压机连接。

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