[发明专利]一种超临界水氧化能量综合利用系统及能量回收方法

权利要求书

1.一种超临界水氧化能量综合利用系统，其特征在于，包括废料进料系统、氧化剂进料系统、冷壁式反应器(17)、冷却系统和反应物料出口管路；

所述废料进料系统包括依次连接的有机废液储罐(2)、废液增压泵(4)、第二换热器(6)、第二电加热器(8)，所述废液增压泵(4)连接至冷壁式反应器(17)的进料口；

所述氧化剂进料系统包括依次连接的氧化剂储罐(1)、氧化剂增压泵(3)、第一换热器(5)、第一电加热器(7)，所述第一换热器(5)连接至冷壁式反应器(17)的进料口；

所述冷壁式反应器(17)用于对有机废液储罐(2)与氧化剂储罐(1)进料的两股物料进行超临界水氧化反应；所述冷壁式反应器(17)包括外壳(24)，所述外壳(24)内部设有内壳(25)，所述外壳(24)顶部设有上法兰(26)，底部设有下法兰(27)；所述冷壁式反应器(17)顶部设有第一入口(28)、第二入口(29)和蒸馏水出口(30)，底部设有反应产物出口(31)和蒸馏水入口(32)

所述冷却系统用于对冷壁式反应器(17)进行冷却降温；所述冷却系统包括与蒸馏水出口(30)管路连接的透平膨胀机(9)，所述透平膨胀机(9)依次与冷凝器(11)、给水泵(12)及蒸馏水入口(32)管路连接，形成循环；

所述反应物料出口管路一端与冷壁式反应器(17)的反应产物出口连接，另一端分别连接至第一换热器(5)、第二换热器(6)。

2.根据权利要求1所述的超临界水氧化能量综合利用系统，其特征在于，还包括低温多效蒸馏系统，所述低温多效蒸馏系统用于与经第一换热器(5)和/或第二换热器(6)的反应物料出口管路进行换热；

所述低温多效蒸馏系统包括低温多效蒸馏器(23)、循环泵(22)和第三换热器(18)，所述循环泵(22)经第三换热器(18)连接至低温多效蒸馏器(23)，完成换热工质循环。

3.根据权利要求2所述的超临界水氧化能量综合利用系统，其特征在于，所述低温多效蒸馏器(23)的蒸汽出口与蒸汽发电系统连接，低温多效蒸馏器(23)产生蒸馏水用于补充蒸汽发电系统中的循环介质。

4.根据权利要求2所述的超临界水氧化能量综合利用系统，其特征在于，还包括第四换热器(19)，所述第四换热器(19)用于进一步回收经与低温多效蒸馏器(23)换热后的反应物料出口管路中余热。

5.根据权利要求1所述的超临界水氧化能量综合利用系统，其特征在于，所述透平膨胀机(9)还与发电机(10)连接，通过膨胀做功发电。

6.一种采用上述权利要求1-5任一项所述的超临界水氧化能量综合利用系统的能量回收方法，其特征在于

包括以下步骤：

S1、一级热能回收：采用低温蒸馏水逆流间壁换热，将超临界水氧化反应过程释放的大量热能进行回收，反应产物换热降温后，获得亚临界反应流体；

S2、二级热能回收：经S1换热后的亚临界反应流体，与反应原料进行热交换，对反应原料进行预热；

经S1换热后的蒸馏水变为过热蒸汽，该过热蒸汽进入蒸汽发电系统中做功发电，产生电能用于超临界反应系统的电力设备；

7.根据权利要求6所述的超临界水氧化能量综合利用方法，其特征在于，还包括三级热能回收，所述三级热能回收为对经S2后的反应流体余热进行回收，用于加热低温多效蒸馏器中的热源水，换热后的反应流体变为低温反应流体；低温多效蒸馏器浓缩后产生浓缩液和蒸馏水，所得的蒸馏水用于蒸汽发电系统中作为循环工质的补充。

8.根据权利要求7所述的超临界水氧化能量综合利用方法，其特征在于，还包括四级热能回收，所述四级热能回收为对三级热能回收后的低温反应流体进行余热回收，即采用冷却水与低温反应流体进行热交换，冷却水吸收热能得到热水。