[發明專利]廢有機物的超臨界水處理用刮刀脫鹽器

有效

• 申請號: 201110417638.1
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102515295A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王樹眾;唐興穎;徐東海;公彥猛;王玉珍;張潔
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C02F1/02
• 分類號: C02F1/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

技術領域

本發明涉及廢有機物的超臨界水處理裝置，特別涉及一種廢有機物的超臨界水處理用脫鹽器。

背景技術

有機物超臨界水處理技術包括超臨界水氧化技術、超臨界水部分氧化技術和超臨界水氣化技術，超臨界水氧化技術主要是針對廢有機物進行無害化處理，而超臨界水部分氧化技術和超臨界水氣化技術則主要是通過制取氫氣來實現廢有機物的資源化利用。

超臨界水氧化技術(Supercritical?Water?Oxidation，簡稱SCWO)廣泛應用于有機廢物的處理，具有反應迅速、徹底，無二次污染且符合全封閉的要求。超臨界水是指溫度和壓力均高于其臨界點(T＝374.15℃，P＝22.12MPa)的水，此時的水具有特殊的性質，如：氫鍵作用弱，介電常數近似于非極性有機溶劑，擴散系數高，粘度低等。上述特性致使其能與空氣、氧氣和有機物以任意比例混溶，相界面消失，傳質阻力被消除，導致有機物和氧在超臨界水中迅速發生氧化反應而徹底分解。

超臨界水部分氧化技術(Supercritical?Water?Partial?Oxidation，簡稱SWPO)在反應中提供的氧化劑的量小于有機物完全氧化所需要的量，該技術能在氧化分解難氣化的物質的同時產生氫氣，實現了有機污染物的無害化處理和資源化利用。還有效抑制了氣化反應中焦油的產生，提高氫氣和二氧化碳的純度等級。

超臨界水氣化技術(Supercritical?Water?Gasification，簡稱SCWG)是有機物在無氧化劑的超臨界水環境中進行分解、氣化，生成以氫氣為主的可燃性氣體的過程。SCWG過程制取氫氣，不僅反應效率高，能有效回收熱量，而且產生便于輸送的高壓氣體。

但在超臨界水中無機鹽的溶解度顯著降低，如NaCl溶解在25MPa，450℃的超臨界水中的質量濃度僅為0.01％。因此，在超臨界水處理高含鹽物料(無機鹽的質量濃度大于2.0％)的裝置中，利用無機鹽在超臨界水中溶解度低，易析出的特性，脫除無機鹽，能有效防止由于鹽沉積所造成的管道和設備的堵塞和傳熱惡化，能回收有價值的鹽，同時還能降低鹽分對后續管道和設備的腐蝕作用。

脫鹽的目的在于防堵塞、降低超臨界流體的腐蝕性以及回收有價值的鹽分，另外，隨著超臨界流體的腐蝕性降低，能有效降低后續管道和設備的投資成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種廢有機物的超臨界水處理用脫鹽器。該裝置設置在超臨界水處理系統的超臨界區域，利用無機鹽在超臨界水中不溶解析出的特性，設置過濾板、刮刀等脫鹽裝置將析出的無機鹽等固體沉積物除去，防止無機鹽沉淀造成的后續設備及管道堵塞和腐蝕。

為了達到上述目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的。

一種廢有機物的超臨界水處理用刮刀脫鹽器，包括筒體，其特征在于，筒體由上端部和直筒體組成，上端部連接上端蓋，直筒體下端連接帶有固體鹽份出口的錐形封頭，端蓋上設置脫鹽后流體出口，端蓋上面中心通過支座固定攪拌電機，直筒體側壁設置含鹽流體入口和伸入筒體內的熱電偶，筒體上端部位置的內壁設上內腔測壓口，筒體直筒體位置的內壁設下內腔測壓口，筒體內壁設置耐腐蝕內襯，筒體內腔被過濾板分隔為上內腔和下內腔，連接攪拌電機的攪拌轉軸穿過端蓋后再穿過過濾板伸入筒體下內腔，伸入筒體下內腔的攪拌轉軸上設置緊貼過濾板下面的過濾板刮刀、緊貼筒壁的刷式筒壁刮刀。

上述方案中，所述攪拌電機和支座間設置冷卻水套。所述端蓋上設置反沖洗水入口。所述熱電偶與含鹽流體入口相對。所述過濾板由設置在上端部內壁的固定套固定，過濾板為燒結金屬板、多孔金屬板、或多孔陶瓷。所述筒壁刮刀通過筒壁刮刀固定裝置與攪拌轉軸相連。

脫鹽器的含鹽流體入口的流體為超臨界的含鹽流體，水平切向進入脫鹽器，入口流體處于超臨界點(溫度＝374.15℃、壓力＝22.05MPa)以上，水中的無機鹽大量析出，流體自下而上穿過過濾板，無機鹽顆粒被過濾板截留，干凈流體穿過過濾板后，經端蓋上的脫鹽流體出口離開脫鹽器。一部分無機鹽在含鹽流體自下而上流動時，依靠重力沉降至脫鹽器底部，另一部分無機鹽附著在過濾板和筒壁上，然后被旋轉刮刀刮落至脫鹽器底部。由壓差計監測上下內腔的壓差，當壓差達到一定值時，攪拌電機帶動緊貼多孔過濾擋板和筒壁的刮刀旋轉刮鹽，被刮刀刮落至筒底部的固體鹽份經底部出口離開脫鹽器。正常運行時連續脫鹽，除鹽后相對干凈的超臨界流體從端蓋的脫鹽出口流出，而后降壓外排，固體鹽份降壓冷卻后外排。