[发明专利]用于从有机废水中回收盐的超临界水热燃烧反应器及其应用

说明书

本发明涉及高含盐有机废水处理及资源化利用领域，具体涉及用于从有机废水中回收盐的超临界水热燃烧反应器及其应用。所述反应器包括顶盖以及由承压壁围成的筒状腔体；所述筒状腔体从上到下包括流体连通的水热燃烧反应室、激冷室和亚临界水室；所述水热燃烧反应室的蒸发壁与承压壁之间的环隙为蒸发壁区；所述顶盖上安装有第一气液混合喷射装置；所述水热燃烧反应室的侧壁上部设有净化水出口，侧壁中部安装有第二气液混合喷射装置；所述激冷室的渗透壁与承压壁之间的环隙为冷却水室；所述亚临界水室的底部设有高盐水出口。该反应器能有效降解废水中的有机物，得到的高盐水经蒸发结晶后可获得满足工业标准的盐。

技术领域

本发明涉及高含盐有机废水处理及资源化利用领域，具体涉及用于从有机废水中回收盐的超临界水热燃烧反应器、系统及工艺。

背景技术

工业废水是水污染治理领域的重要部分。工业污水中的高含盐污水的排放量逐年增加。此类废水含盐量高、成分复杂、毒性大，给当前的废水处理与回收利用带来了巨大的挑战。该类废水主要来源于农药、化工、医药、印染、煤化工等化工行业以及油气开采行业的生产过程中。此外，还包括其他如反渗透、电渗析、蒸发浓缩等废水处理过程中产生的浓盐水。高含盐废水如果直接排放，废水中的盐会破坏土壤环境，使得水体中含盐量增加，同时浪费宝贵的矿物资源。

为了实现高含盐有机废水(通常指含盐量大于5％或已经通过反渗透、电渗析等浓缩)的盐回收并使其达到工业盐的标准，业内通常采用的做法是：(1)先将高含盐有机废水蒸发结晶后产生固体盐，再对固体杂盐进行脱除有机物污染物的净化处理；(2)在高含盐环境下，去除高含盐污水中的有机物，再进行蒸发结晶从而得到干净的固体盐。关于第一种方式，目前业内多采用高温焚烧、热裂解和过热蒸汽碳化等方式，但存在设备投资成本和运行费用高、易产生二次污染等问题。关于第二种方式，由于高含盐有机废水中含有盐和大量的有毒、有害、难生物降解的有机物，采用传统的微生物法、常规的高级氧化技术(如芬顿试剂、臭氧催化等)难以有效去除，并且很难使蒸发结晶后的固体盐达到工业盐的标准。

超临界水氧化(SCWO,Super Critical Water Oxidation)是在温度、压力高于水的临界温度(374.2℃)、临界压力(22.05MPa)的条件下，利用超临界水(SCW)的特性，使有机物在超临界水均相条件下发生的以水、二氧化碳为主要产物的氧化反应。由于超临界水氧化具有反应彻底且无二次污染等问题，在工业界受到越来越多的重视。在实际工程应用中，由于材料的腐蚀性和盐的析出造成的堵塞问题，SCWO技术难以实现规模化应用。为了解决这两个问题，超临界水热燃烧技术被发展起来。超临界水热燃烧(Supercriticalhydtothermal combustion,SCHC)是指燃料或一定浓度的有机物与氧化剂在超临界水(温度3740C,压力22MPa)中发生剧烈氧化反应并产生水-热火焰的一种新型燃烧方式。当用水热火焰作为在超临界水氧化反应器内部的热源时，反应器进口物料可无须预热至超临界温度而直接进入反应器，利用超临界水热火焰产生的高温直接将进口物料升温至超临界以上温度而快速发生氧化反应。由于进口物料在反应器内进行，减少了管道和换热器腐蚀和盐沉积的问题。

发明内容

针对目前高含盐有机废水的净化和盐回收存在的问题，本发明提供一种超临界水热燃烧反应器及其处理工艺，在高含盐的环境下有效降解废水中的有机物，使得蒸发结晶后的盐满足工业盐的标准。

本发明提供一种用于从有机废水中回收盐的超临界水热燃烧反应器，包括顶盖30，以及由承压壁04围成的筒状腔体，其特征在于：

所述筒状腔体从上到下包括流体连通的水热燃烧反应室05、激冷室08和亚临界水室14；

所述水热燃烧反应室05的侧壁包括外侧的承压壁04和内侧的蒸发壁03；所述蒸发壁03与所述承压壁04之间的环隙为蒸发壁区10；所述承压壁04上设有蒸发壁区进水口06和蒸发壁区出水口07；