[发明专利]一种取热式超临界水处理含油污泥反应器及其操作方法

说明书

本发明公开了一种取热式超临界水处理含油污泥反应器及其操作方法，该反应器包括反应腔体、位于反应腔体内从上至下与反应腔体同轴设置的污泥分配管、取热盘管和氧化剂分配管、设于反应腔体上连通反应器内部与外部的污泥入口、氧化剂入口、气体出口、渣浆出口、取热盘管入口和取热盘管出口，污泥入口伸入反应腔体内部与污泥分配管连接，污泥分配管管壁上开设污泥分配孔，氧化剂入口伸入反应腔体内部与氧化剂分配管连接，氧化剂分配管管壁上开设氧化剂分配孔，取热盘管入口和取热盘管出口伸入反应腔体内分别与取热盘管两端连接。本发明克服了含油污泥氧化反应中易结焦、难以连续操作、反应释放大量热导致反应器升温过快等的技术问题。

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种取热式超临界水处理含油污泥反应器及其操作方法。

背景技术

油田和炼油厂的污水处理系统以及原油生产储运系统会产生大量含油污泥，随着环保法规的日趋严格和全社会环保意识的不断提高，含油污泥的处理越来越受到关注。含油污泥的传统处理方法包括填埋、堆肥、焚烧等，但污泥的填埋需要占用大量场地和花费大量的运费，且污染环境和地下水；堆肥法处理时间较长，且对污泥含水率有较严格要求，另外含油污泥中还可能含有重金属等有毒有害物质；焚烧法同样对污泥中含水率有较严格要求且焚烧过程中会产生SO₂、NO_X等其它二次污染物。此类传统的污泥处理方式会产生二次污染且成本较高，无害化率低。

针对传统含油污泥的处理方式不足，又出现了许多新兴的含油污泥处理方法，主要有制油、熔化、制陶瓷、制造活性炭、和超临界水处理等。其中，超临界水氧化技术是利用了超临界水的诸多优势，将超临界水作为含油污泥中的有机物与氧气发生氧化反应的媒介，进行有机污染物的快速、高效去除，具有反应速度快、反应效率高、放热反应充分实现自热，可实现污泥的减量化、无害化和资源化等优点。目前，超临界水氧化技术已经在世界范围内广泛应用于军工、化工、航天、舰船及环保等领域，用于处理各领域产生的高浓度难降解有机物，将有机物转化为无害的二氧化碳、氮气以及水等物质，具有较好的发展前景。

当前，结焦、盐沉积、放热反应温升过快等问题一定程度上制约了超临界水氧化技术低成本可靠的工业化实施。由于含油污泥在超临界水中氧化反应为放热反应，加上反应速度快，温度上升过快对设备安全造成严重威胁，另外温度过高也易使反应器内产生结焦、堵塞，影响反应器的正常运行。

中国专利CN 212293437 U公开了一种含油固体洗油系统，采用超临界水对含油污泥进行浸泡、溶解、提取含油固体中的油形成油的超临界水溶液后降温后进行油水分离，可以最大程度回收油，并且没有二次污染，但无法连续操作，系统需要频繁升压升温，处理含油污泥效率较低。中国专利CN 109851187 B公开了一种以导热油为换热介质的污泥超临界水氧化系统及污泥处理方法，通过导热油换热器将超临界水氧化反应释放的热量以导热油作为换热介质，将高压、强腐蚀性热源的热量转换成了常压、无腐蚀性热源，但其中反应器的结构形式需要进一步开发明确，以实现污泥在超临界水环境中的氧化处理。

发明内容

为了解决现有技术存在的处理含油污泥效率低、难以实现连续操作、易结焦、反应过程释放大量热量难以控制的缺点，本发明提供一种取热式超临界水处理含油污泥反应器及其操作方法，克服了含油污泥氧化反应中易结焦、难以连续操作、反应释放大量热量致反应器升温过快等的技术问题，实现了含油污泥在超临界水环境中的长周期连续无害化处理。

本发明提供的取热式超临界水处理含油污泥反应器包括立式圆柱形反应腔体、位于反应腔体内从上至下与反应腔体同轴设置的污泥分配管、取热盘管和氧化剂分配管、设于反应腔体上连通反应器内部与外部的污泥入口、氧化剂入口、气体出口、渣浆出口、取热盘管入口和取热盘管出口，污泥入口位于反应腔体中上部，氧化剂入口位于反应腔体中下部，气体出口位于反应腔体顶部，渣浆出口位于反应腔体底部，污泥入口伸入反应腔体内部与污泥分配管连接，污泥分配管管壁上开设污泥分配孔，氧化剂入口伸入反应腔体内部与氧化剂分配管连接，氧化剂分配管管壁上开设氧化剂分配孔，取热盘管入口和取热盘管出口伸入反应腔体内分别与取热盘管两端连接。