[发明专利]一种有机废水超临界水氧化的除盐方法及系统

说明书

本发明属于有机废水处理领域，涉及利用液液分层萃取的方法解决超临界水氧化过程中反应器盐沉积堵塞的问题，提出了解决反应器底部盐沉积堵塞以及盐的回收利用技术与工艺、反应器侧壁沉积盐去除技术与工艺，将此两种工艺有机耦合在一起，公开了一种用于解决超临界水氧化过程盐沉积问题的技术及其工艺。该工艺过程集资源化利用、能源回收于一体，有效解决了超临界水氧化过程中反应器盐沉积堵塞的问题。

技术领域

本发明属于有机废水领域，具体涉及一种基于超临界水氧化处理所述的有机废水所产生的盐沉积的方法以及处理系统。

技术背景

超临界水(Supercritical Water，简称SCW)是指温度和压力在高于其临界点(T＝374℃，P＝22MPa)时所具有特殊性质状态的水。超临界水具有高扩散性和低粘度，能按任意比例与有机物、氧气互溶，在超临界水氧化过程中，实现了在均相条件下反应，大大减小了传质、传热的阻力，从而在极短的时间内实现对有机物的完全氧化。

将超临界水氧化技术应用于废水处理领域，具有及其广阔的前景，但目前仍面临两个工业化难题，一个是盐沉积堵塞，二个是设备腐蚀。针对盐沉积堵塞问题，因为超临界水极低的介电常数，致使盐类在超临界水中溶解度极低，容易析出而沉积在反应器底部和侧壁，沉积在反应器上的盐，一方面会堵塞设备与管道，另一方面，会严重影响设备传热，导致传热效率降低，甚至影响设备的正常使用。为了解决盐沉积堵塞问题，国内外对其进行了广泛的研究，提出了不同的技术解决方案，包括反应器设计、机械刷、高流速、添加剂、极端压力操作等，虽在一定程度上有减缓沉积堵塞的效果，但并未在根本上解决这个问题取得良好的效果。以蒸发壁反应器为例，尽管能够极大的缓解反应器内盐沉积问题，但仍存在一些诸如多孔管机械性能差、反应器内局部存在盐沉积等问题亟待解决。

有效解决反应器内盐沉积堵塞的问题，成为超临界水氧化工业化应用中的关键一环。

发明内容

为解决有机废水特别是高盐有机废水采用超临界水氧化处理方法中容易存在盐沉淀、堵塞反应器的技术难题，本发明提供了一种有机废水超临界水氧化的除盐方法，旨在有效处理沉积在超临界水反应器上的沉积盐。

本发明另一目的在于，提供一种有机废水超临界水氧化的除盐系统，旨在通过所述的系统，实现盐的高效去除。

一种有机废水超临界水氧化的除盐方法，向有机废水超临界水氧化的反应器中投加离子液体，将超临界水氧化处理过程的盐富集至离子液体相中。

本发明人独创性地采用离子液体，用于溶解超临界水氧化过程的盐，使反应器中的盐富集在离子液体中；再通过将富集有盐的离子液体转移出反应器中，实现盐的去除。

在水的超临界状态下，离子液体与超临界水氧化过程中物质性质差异性较大，不与超临界水氧化过程中物质相溶，且密度较超临界水氧化过程中物质大，实现两相液液分层。除此之外，离子液体还具有对盐类溶解能力强、不被氧化剂氧化的特点。不溶于超临界水氧化系统中的盐类物质在重力的作用下，进入下层离子液体相中，实现再溶解，从而有效避免超临界水氧化过程中析出的盐沉积堵塞在反应器底部。

本发明中，所述的离子液体优选在超临界水氧化处理前添加，独创性地实现在超临界水氧化反应过程中，同步将反应过程中的盐富集至离子液体中，再及时转移出富集有盐的离子液体，从而，达到在线、同步去除有机废水超临界水氧化过程的盐沉淀。

本发明所述的离子液体可为现有熟知的离子液体；例如，咪唑类离子液体。

作为优选，所述的离子液体为[emim]BF₄、[C4min]FeBr₄、[Bmim]Br、[Bmim]BF₆、[Bmim]FeCl₄中的至少一种。