[發明專利]一種爆炸法超臨界水氧化工藝

在審

• 申請號: 201710074502.2
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN106830274A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 劉振江
• 申請（專利權）人: 劉振江
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/74;C02F11/06;C02F11/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種超臨界水氧化處理污水（泥）的新工藝，特別是依靠爆炸法達到超臨界水氧化處理污水（泥）的工藝。屬化工和環保領域。

背景技術

超臨界水氧化工藝是目前世界上處理高難度有機廢物的最佳方式，但一般需要在600℃左右和25MPa左右壓強下進行。目前工藝不論是待氧化的物料還是氧化劑、催化劑等，都需要用高壓泵打進反應器，甚至需要高溫高壓泵。一般來說，采用超臨界水氧化處理污水（泥），很容易產生燃燒爆炸等安全事故，同時投資成本很高，設備腐蝕快，物料選擇性差。

發明內容

本發明的目的是通過開發一種新型超臨界水氧化工藝，從而克服現有技術的不足。該工藝不需要高溫高壓泵注入即可達到超臨界水氧化狀態，簡單易行，成本較低，尤其適合企業自建污水（泥）處理系統，特別是中小規模、日班集中處理的系統。

本發明其工藝原理是：

（1）用中低壓泵將待處理物料（污水或泥水混合物）、氧氣（或者過氧化氫、空氣等其它氧化劑）、引爆劑（可引爆物質，氣態、液態、固態均可）注入到超臨界水氧化反應器中。

（2）經引爆劑與氧氣（或其他氧化劑）反應，發生爆炸，釋放大量熱能，使得反應器內達到水超臨界狀態，最終剩余氧氣（或其他氧化劑）將物料中的有害物質氧化。

（3）隨后將反應后的物料放出，可以用水降溫同時產生大量蒸汽或產生電能。再用部分蒸汽及其冷凝水清洗放料后的反應器，隨后開始下一步超臨界水氧化工藝。

本發明優點和有益效果為：

（1）本發明不再使用成本很高的高壓泵或高溫高壓泵，大大降低投資成本。

（2）本發明不再使用復雜的專用反應器，能耐受高壓的管式或球形反應器即可，大大降低反應器制造成本。

（3）每次反應結束后裝置得到清洗，可以大大延長反應器壽命，特備適合腐蝕性較強（例如氯離子、磷酸根含量較高）的物料。

（4）該工藝很適合波動較大的物料，也適合來源極其復雜的多種類、小批量物料。

（5）該工藝很適合只在日班（白班）集中處理的要求，大大增加了安全性，節約人工、管理、安全等成本。

（6）反應結束后產生的蒸汽可進行發電，也可用來供熱，大大節省能源和成本。

具體實施方式：

實施例1

超臨界水氧化工藝，其步驟為：

（1）用低壓泵將待處理的物料（難降解有機廢水或其與污泥混合物，COD150000左右）1m³，打入進2.5 m³的球形或直管型反應器中。

（2） 將包有可溶解性外殼（明膠、紙等，在物料酸性或堿性條件下也可用鋁箔）的157公斤電石打入到反應器中。

（3） 用中壓泵將300公斤氧氣打入到反應器中，為減少氧氣用量也可適量加入雙氧水（30%濃度）；為降低成本也可采用空氣。

（4） 氧化劑進入反應器后，所有閥門關閉，此時電石外殼在適當時間溶解放熱，產生大量乙炔氣體，同時發生爆炸，使得容器內溫度達到600℃左右，壓強達到25MPa左右。

（5） 5分鐘后，反應結束，打開出料閥門，高溫物料經降壓部件進入換熱器與軟水交換熱量降溫，產生大量蒸汽。該蒸汽可外售、供熱或發電。同時部分蒸汽重新進入反應器，清洗內壁及反應器附屬閥門。物料余熱也可用來發電等。

（6） 用高溫液態水（蒸汽冷凝后產水）清洗內壁及反應器附屬閥門，其余冷凝水用于供熱。

（7） 反應后的物料經降壓、過濾等過程后可經過除鹽等處理或回用。

實施例2

超臨界水氧化工藝，其步驟為：

（1） 用低壓泵將待處理的物料（難降解有機廢水或其與污泥混合物，COD50000左右）1m³，打入進2.5 m³的球形反應器中。

（2） 將25公斤工業級氫氣注入到反應器中。

（3） 用中壓泵將280公斤氧氣打入到反應器中，為減少氧氣用量也可適量加入雙氧水（30%濃度）；為降低成本也可采用空氣。

（4） 氧化劑進入反應器后，所有閥門關閉，通過電極使氫氣與氧氣反應發生爆炸，使得容器內溫度達到600℃左右，壓強達到25MPa左右。

（5） 5分鐘后，反應結束，打開出料閥門，高溫物料經降壓部件進入換熱器與軟水交換熱量降溫，產生大量蒸汽。該蒸汽可外售、供熱或發電。同時部分蒸汽重新進入反應器，清洗內壁及反應器附屬閥門。