[发明专利]一种超临界水氧化系统回收CO2

说明书

本发明涉及有机废水处理资源化利用领域，具体提供一种超临界水氧化系统回收CO₂的方法，包括以下步骤：(1)废水经超临界水氧化装置反应器处理后，出口物料降温降压，使得出水降温至35‑95℃，降压至10‑18MPa；(2)物料进入暂存罐，待注满液体后，打开暂存罐CO₂收集口上的减压阀，溶解于水中的CO₂以气体形式从水中溢出，经捕沫器除液滴和干燥器干燥后，进入CO₂收集器收集。本发明通过对超临界水氧化装置反应器出口物料进行一定的降温降压，同时保持超临界CO₂的温度压力，进而实现CO₂与O₂、N₂以及水的分离，回收CO₂；同时该方法降低了所排出的O₂、N₂中夹杂的CO₂量。本发明显著提高了系统运行的经济性，可广泛应用于连续运行的超临界水氧化处理有机废物的系统中。

技术领域

本发明涉及有机废水处理资源化利用领域，特别涉及一种超临界水氧化系统回收CO₂的方法。

背景技术

超临界水氧化技术(SCWO)是一种新型高效的高难工业有机污染物的处理技术。水在超临界条件下(T＞374.15℃，P＞22.12MPa)兼具气体和液体的性质，具有类似液体的密度、溶解能力和良好的流动性，是一种非极性溶剂，同时又具有类似气体的扩散系数和低黏度。在超临界状态下，有机物、氧化剂和水形成均一的相，克服了相间的物质传输阻力，使原本发生在液相或固相有机物和气相氧气之间的多相反应转化在单相中进行，同时高温高压又大大提高了有机物的氧化速率，因而能在数秒内就能对有机成分产生极高的破坏率，反应完全彻底，最终将有机污染物分解为水、CO₂、N₂和无机盐。

高难工业有机污染物废水及污泥含有大量的有机污染物，这些废液中化学需氧量(COD)通常高于50000mg/L，废液经高压泵输送至超临界水氧化装置中进行超临界水氧化处理，处理后的物料经降压器、气液分离器等部件后，降温降压至30～50℃、常压，分离为液体部分和气体部分，液体为COD＜50mg/L的含盐水，气体含有CO₂、N₂和氧气，可直接外排。利用一个50t/d的超临界水氧化装置将此类废水处理，每天将排放高于 2.5t的CO₂。在全球气候变暖的今天，CO₂的排放问题已经引起了国际社会的极大关注，抑制温室效应气体CO₂的排放已成为一种全球性的解决方案；另外，CO₂气体作为工业生产中的常用原料，具有很高的应用价值，如在降雨剂、驱油剂、保鲜剂、制冷剂、气雾剂、彭化剂、合成化肥、碳酸饮料等方面均有应用。回收CO₂不仅可以保护我们赖以生存的环境，而且可以将其应用于工业生产，增加企业效益。超临界CO₂是指温度高于临界温度Tc＝31.26℃、压力高于Pc＝7.29MPa的CO₂。在超临界状态下，CO₂密度近于液体，粘度近与气体，扩散系数为液体的100倍，对多数有机物具有良好的溶解能力，现已用于萃取、分离、清洗、包覆、反应等方面，在医药、化工、食品、轻工、环保等行业的应用成果不断问世，因此回收超临界CO₂具有重要意义。