[发明专利]一种超临界反应装置

说明书

本发明涉及一种超临界反应装置，包括压力容器、设置于压力容器内的至少一个反应器、压力温度传感器和压力控制系统，压力控制系统根据压力温度传感器采集的压力信号数据，控制压力容器和反应器中压力一致。本发明的装置采用内置反应器和外压保护装置，大大改善了内反应器的受力特性，使得采用非金属材料作为内置反应器成为可能，克服了现有超临界反应装置反应器的腐蚀问题，大大节约了设备成本。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种超临界反应装置。

背景技术

随着我国经济的发展，化工工业、皮革业、食品制药、造纸等行业高速发展，企业生产产生的高浓度有机废水体量非常大，现有的技术存在处理周期长、处理成本高、设备占地面积大、处理过程中常伴有二次污染、处理效果不佳、处理效率低等问题，给企业带来诸多困扰，制约了行业的发展。

高浓度有机废水指COD在2000mg/L以上的废水。有些工业废水COD达到几万甚至几十万mg/L，相对而言，BOD较低，很多废水的BOD与COD的比值小于0.3，这些废水往往有一定的酸碱性或有毒物质，这些条件使得生物法等传统工艺处理很难达到处理效果，超临界水氧化法（SCWO）主要利用超临界水（T=374℃，P=22.1MPa）为介质来氧化分解有机物，这是一种能彻底破坏有机物结构的深度氧化法。其对废水中一般有机物去除率可达99.9%以上。为使反应过程达到超临界状态，必须将混合液加热至380~700℃，对于处理量较大的情况，这将需要耐压高的反应器，以及功率非常大的加热器，实际中几乎无法实现。

现有的超临界反应装置，包括通过输送管道依次连接的高压柱塞泵、高压贮罐和反应器，在高压贮罐和反应器之间的管道上设有阀门，高压贮罐还设有加热器。该装置采用高压贮罐对废水进行静态加温加压后，输入反应器进行反应，处理过程时间长，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效超临界反应装置，对高浓度生物难降解有机废水实现快速高效低成本的处理。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超临界污水处理装置，其特征在于，包括压力容器、设置于压力容器内的至少一个反应器、压力温度传感器和压力控制系统；所述反应器上设有阀门控制的进水口和出水/气口，反应器内设有加热器；所述压力温度传感器包括设置于压力容器内的第一压力温度传感器和设置于反应器内的第二压力温度传感器；所述第一压力温度传感器和第二压力温度传感器连接压力控制系统；压力控制系统根据压力温度传感器采集的压力信号数据，控制压力容器和反应器中压力一致。

作为本发明的进一步改进，所述装置还包括减压缓冲装置，所述减压缓冲装置由活塞、气缸、活塞推杆和活塞控制电机组成，气缸上设有减压缓冲装置进水口、减压缓冲装置出水口和减压缓冲装置控制阀门，所述减压缓冲装置进水口连接反应器出水/气口，所述减压缓冲装置出水口连接预热装置；所述活塞控制电机控制活塞推杆推动活塞运动，控制气缸内压力，通过开关减压缓冲装置控制阀门进行负压加料和减压出料。设置减压缓冲装置时，反应器中的高温高压气/液体经阀门控制的反应器出水/气口进入减压缓冲装置，减压缓冲装置出水口可连接常规冷凝装置进行冷凝。减压缓冲装置可实现负压加料和减压出料，废水通过负压抽吸进入反应器进行反应，反应结束后，通过减压缓冲装置快速将内反应器中的反应产物排除，在排除过程中，压力容器中的液压压力随反应器的压力变化实时变化，保证反应器的安全。

作为本发明的进一步改进，还包括冷凝及热量回收装置和预热装置；冷凝及热量回收装置连接预热装置或为一体装置；所述冷凝及热量回收装置连接反应器出水/气口或减压缓冲装置出水口，所述预热装置连接待处理废液池和反应器进水口。反应器中的高温高压气/液体通过反应器出水/气口或减压缓冲装置出水口进入冷凝及热量回收装置，进行冷凝，同时冷凝及热量回收装置回收冷凝时释放出的热量，并输送至预热装置，废液池中的废水进入预热装置经回收的热量预热后，通过反应器进水口进入反应器反应。冷凝及热量回收装置和预热装置可为一体装置，更利于换热。