[发明专利]一种超临界水氧化装置的余热利用系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种超临界水氧化装置的余热利用系统及其工作方法，属于化工及环保技术领域。包括产蒸汽单元、高压余热处理单元、低压余热处理单元、取热器、用户采暖单元和冷却水循环利用单元。本发明通过上述各个单元的配合实现了超临界水氧化装置富裕热量的高效、合理利用，一方面满足了厂区的采暖要求，另一方面极大程度的降低了采暖系统的投资和超临界水氧化系统运行成本，增加了系统经济性，有助于超临界水氧化技术的推广和应用。

技术领域

本发明属于化工及环保技术领域，具体涉及一种超临界水氧化装置的余热利用系统及其工作方法。

背景技术

我国正处于高污染重化工阶段，固体废物污染与水污染防治，尤其是高难降解危险废物、高浓难降解有机废水及市政污泥的安全处理处置是环境领域中亟待解决的重点和难点。据统计，2016年全国工业废水年排放量超200亿吨，其中大部分为高浓难降解有机废水。危废实际产量超8000万吨，危险废物的非法储运、处置带来了极其严重的环境危害。2017年一半以上的环境违法事件与危险废物的不合理储运处置有关。同时，据统计全国市政污泥年产量超4500万吨。这些污染物普遍具有高有机物浓度、高盐、高重金属、成分复杂、生化性差等特点。传统技术难以高效、妥善处理和处置，造成地面水环境、地下水、土壤的严重污染。这些污染物的处理设施投资可超过污水厂整体投资的50％。近年来由于环境污染所引发的恶性群体性事件，给整个社会的发展带来了不稳定因素，严重威胁着人民健康与安全、生态环境，制约着国家的绿色、低碳、可持续发展。因此，对高浓、难降解有机废水的和污泥的处理、处置已引起国家的高度重视。

超临界水氧化(Supercritical Water Oxidation，SCWO)是一种针对高浓、难降解有机废水和污泥的先进处理技术，其实质上是利用超临界水(SCW)优异的理化特性，实现氧化剂与有机物的均相反应，使难降解有机物被快速彻底氧化成二氧化碳、水、氮气等环境友好的小分子化合物。具有处理彻底(污染物去除率99.9％)，反应时间短(几秒至几分钟)，无膜状结构堵塞风险，无NOx、SO2、二噁英等二次污染问题等显著技术优势，已成为环境污染治理领域的热点技术。

但由于严苛的反应条件和严重的腐蚀性导致超临界水氧化系统的经济性较差，在利用该技术处理高浓有机废水时会有大量的内热生成，若能合理、高效地利用该系统的反应余热可提高系统经济性，有助于超临界水氧化技术的推广及应用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超临界水氧化装置的余热利用系统及其工作方法，能够达标处理污染物并进行高效、梯级的余热利用和回收，降低系统能耗和运行成本，提高系统经济性，实现污染物无害化和减量化。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种超临界水氧化装置的余热利用系统，包括产蒸汽单元、高压余热处理单元、低压余热处理单元、取热器、用户采暖单元和冷却水循环利用单元；

所述产蒸汽单元，包括超临界水氧化单元、蒸汽发生器、软化水单元、给水泵和蒸汽收集单元；其中，超临界水氧化单元出口与蒸汽发生器高温高压侧入口相连，软化水单元出口与给水泵入口相连，给水泵出口与蒸汽发生器低温低压侧入口相连，蒸汽发生器低温低压侧出口与蒸汽收集单元相连，蒸汽发生器高温高压侧出口与取热器高压侧入口相连；

高压余热处理单元，包括采暖一次泵，采暖一次泵入口与用户采暖单元出口相连，采暖一次泵出口与取热器低压侧入口相连；

低压余热处理单元，包括降压单元、板式换热器、后续处理单元和采暖二次泵，降压单元入口与取热器高压侧出口相连，降压单元出口分为两路，一路与板式换热器热流体侧入口相连，另一路与后续处理单元入口相连，板式换热器热流体侧出口与后续处理单元入口相连，板式换热器冷流体侧出口与用户采暖单元入口相连，用户采暖单元出口与采暖二次泵入口相连，采暖二次泵出口与板式换热器冷流体侧入口相连；