[发明专利]基于超临界水氧化技术的含固有机废物的处理及分离系统

说明书

本发明公开了一种基于超临界水氧化技术的含固有机废物的处理及分离系统，包括含固废物预处理模块、含固废物预热模块、氧化剂供给模块、超临界水氧化模块、后续产物降温降压模块、后续产物在线分离模块。通过螺旋输送机、破碎机、振动筛、除铁器、研磨泵等装置对含固废物进行多级破碎、筛分、研磨，使其满足超临界水氧化进料要求。同时通过添加石英砂对系统中可能产生的沉积盐进行研磨，避免了换热器、反应器等设备出现盐沉积及堵塞问题。对于反应后的气液固三相产物，采用三相分离器与液固两相分离器相结合的两级分离措施，同时液固分离器分离后的液相进行循环分离，提高了液固分离效率，同时反应后固体残渣可用于制砖、制陶粒及外售等，提升了系统经济性。

技术领域

本发明属于超临界水氧化技术处理含固废物领域，涉及一种基于超临界水氧化技术的含固有机废物的处理及分离系统。

背景技术

近几年，随着我国工业的持续发展，含固废物排放量逐年增加，主要包括固态、半固态废弃物质，如炉渣、污泥、废弃的制品等，对于含固有机废物，其有机物含量高，有机物种类多，COD浓度大，同时具有重金属等毒性物质，也可能含有爆炸性、放射性及腐蚀性等，对人类及环境都有严重危害。目前所采用的含固有机废物处理方法多为焚烧法，焚烧法具有一定的处理效果，但利用焚烧法进行处理含固废物时，会产生强毒性的二噁英，同时还会产生硫氧化物、氮氧化物及飞灰等二次污染；此外，利用焚烧法时，需添加辅助燃料来维持燃烧，降低了系统经济性，处理成本高。

超临界水氧化(Supercritical Water Oxidation,SCWO)技术在处理含固有机废物时具有显著的优势。超临界水氧化技术利用超临界条件下氧气、有机物等非极性分子能完全溶解在超临界水中的特性，以氧气作为氧化剂，与有机物在超临界条件下发生反应，反应过程中释放出大量热量，当有机物浓度达到约3wt.％时，反应系统可利用自身释放的热量来维持反应，从而不需从外界添加辅助燃料，降低了系统运行成本。同时，超临界水氧化技术具有反应速率快，有机物效率高的优点，有毒有机物能在极短的反应时间内将降解为CO₂、N₂、H₂O等小分子化合物，且反应过程中不会产生二噁英、硫氧化物、氮氧化物等二次污染物质，处理过程无异味，无需后续气体装置。含固废物经超临界水氧化技术处理后，重金属能达稳定化，稳定在固相残渣中，同时还能实现含固废物的减容减量化。

但利用超临界水氧化技术处理含固有机废物时，还存在一些问题：

(1)含固废物多为固态、半固态等废弃物质，本身不具备流动性，难以直接使用泵等动力装置进行输运，利用超临界水氧化连续式装置进行含固废物的处理时，需对含固废物进行合适的预处理。

(2)若含固废物中含有大块坚硬异物等，当含固废物进入连续式超临界水氧化系统中时，会损坏设备，使得系统运行直接出现问题，严重影响系统的安全性及可靠性。

(2)由于含固废物本身的特殊性质，如含有不溶性的惰性固体等，其在超临界水氧化系统中进行输运时，易发生惰性固体的沉积堵塞。同时，由于超临界水的特殊性质，其对无机盐的溶解性极小，当含固废物中含盐量较高时，在超临界水的作用下，无机盐结晶析出，最终在设备中会发生盐的沉积及堵塞，影响系统的安全运行，同时降低反应物降解效率。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于超临界水氧化技术的含固有机废物的处理及分离系统，可有效解决含固废物采用超临界水氧化技术处理时的预处理问题、反应过程中出现的盐沉积及堵塞等问题及处理完成后固相产物的高效分离及资源化利用等问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：