[发明专利]一种有机危废超临界水强化氧化处置耦合发电系统

说明书

本发明公开了一种有机危废超临界水强化氧化处置耦合发电系统，包括物料输运单元，物料输运单元连接启动预热单元，启动预热单元连接多级超临界水氧化处理单元，多级超临界水氧化处理单元连接汽轮机发电机单元和启动回路单元，汽轮发电机单元连接混合工质乏汽后处理单元。本发明通过添加辅助燃料，为顽固污染物的超临界水氧化分解提供活性自由基与反应热，协同促进危废中难降解污染物在相对温和反应条件下的强化降解，降低系统设备合金材料成本，提高运行安全性与可靠性。

技术领域

本发明属于工业有机废水降解技术领域，涉及一种有机危废超临界水强化氧化处置耦合发电系统。

背景技术

随着我国工业生产规模和技术的不断发展，工业废水的种类和排放量日益增多，其种类和成分也越来越复杂。其中以煤化工废水、医药化工废水、印染废水和农药废水等有机工业废水的污染性和危害性最为严重，其中高危害性的有机化合物可以致癌、致突变，对环境和人类的健康具有很大的威胁。另外，常规工业废水处理方式会产生大量含有有机危废的污泥。为此，对难降解工业有机废水、污泥等危废的高效、彻底无害化处置已经成为我国当前面临的重要环境问题之一，妥善解决该问题，是十分艰巨而紧迫的任务。

超临界水氧化技术(Supercritical Water Oxidation，SCWO)在处理难降解有机污染物方面具有广泛的前景，能够实现工业有机废水及污泥的高效、无害化处置。超临界水是指温度和压力都超过临界值的水，在超临界水中，有机物和氧气、氮气及二氧化碳等气体以任意比例互溶，能够与超临界水互溶，从而使氧化反应在均相条件下进行，降低了传质阻力，提高了反应速率。在超临界水氧化系统中添加活泼的辅助燃料化合物(如甲醇、乙醇、异丙醇等)，可通过辅助燃料组分SCWO反应所释放的活性自由基与反应热，分别为顽固污染物组分反应提供动力学与热效应，协同促进顽固污染物组分的分解，进而实现危废中有机污染物在相对温和反应条件下的强化降解。

虽然超临界水氧化技术在有机危废处置领域有着巨大的优势，但传统超临界水氧化技术处理有机危废的实验装置和商业化装置仍面临需要解决的问题，具体表现在以下方面：

(1)顽固组分难以彻底降解。在常规超临界水氧化过程中，一些顽固组分难以降解。多项研究结果表明，氨是含氮物质超临界水氧化过程中主要的中间产物，并且难以降解。试验结果表明，若要实现氨的高效降解，主反应器的运行温度需要达到700℃。

(2)设备投资和运行成本高。由于超临界水氧化反应需要在高温高压的条件进行，废液进入反应器前被加热至亚临界或超临界状态。目前大多数装置都是通过反应后热流体预热+电加热来实现来对物料等来进行预热，但是由于超临界水氧化反应器主要采用1级设置，废液COD较低，无法实现高效的热量回收，造成运行过程电加热补热严重；废液COD浓度较大，废液在反应器内氧化导致流体的温度极高，虽然能够提升热量回收效率，但过高的温度及25MPa的运行条件也会导致主反应器的成本过高。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机危废超临界水强化氧化处置耦合发电系统，解决了现有技术顽固组分难以彻底降解，运行参数和成本高的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种有机危废超临界水强化氧化处置耦合发电系统，包括物料输运单元，物料输运单元连接启动预热单元，启动预热单元连接多级超临界水氧化处理单元，多级超临界水氧化处理单元连接汽轮机发电机单元和启动回路单元，汽轮发电机单元连接混合工质乏汽后处理单元。

本发明的特点还在于，

物料输运单元包括有机废水储料罐、高压物料泵、甲醇储罐、低温液氧储罐，所述有机废水储罐的出口连接高压物料泵，甲醇储罐连通高压甲醇泵，液氧储罐的出口依次连接低温液氧泵，低温液氧泵连接液氧预热换热器，液氧预热换热器上连接流量调节阀b和流量调节阀c。