[實(shí)用新型]一種基于朗肯循環(huán)的超臨界水氧化能量回收裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721701076.2
• 申請(qǐng)日: 2017-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN207891190U
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳海峰;陳久林;康泰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/10
• 分類號(hào): C02F9/10;F01K11/00;F01K23/00;C02F101/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本實(shí)用新型公開了一種基于朗肯循環(huán)的超臨界水氧化能量回收裝置，通過在超臨界水氧化反應(yīng)器出口端連接高壓水力旋流器，將在超臨界水氧化反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)物中的無(wú)機(jī)鹽從排污口排除，并將產(chǎn)生高壓高溫氣體排放到緩沖罐中進(jìn)行平壓處理，然后將平壓后的氣體依次通過高壓透平膨脹機(jī)、低壓透平膨脹機(jī)進(jìn)行余熱利用發(fā)電，在低壓透平膨脹機(jī)的出口連接蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器上連接朗肯循環(huán)系統(tǒng)，利用朗肯循環(huán)系統(tǒng)對(duì)通過蒸發(fā)器的流體余熱進(jìn)一步利用，減小了朗肯循環(huán)系統(tǒng)的能源輸入，本實(shí)用新型將超臨界水氧化系統(tǒng)與余熱余壓回收系統(tǒng)相結(jié)合，充分利用超臨界水氧化產(chǎn)物的熱能和壓力能，提高超臨界水氧化系統(tǒng)能量回收利用率，利用氣液分離器和精餾塔將產(chǎn)物中的二氧化碳進(jìn)行分離回收，減少溫室氣體的排放。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及超臨界水氧化、余熱余壓回收領(lǐng)域，具體而言，本實(shí)用新型特別涉及一種基于朗肯循環(huán)的超臨界水氧化能量回收裝置。

背景技術(shù)

超臨界水氧化(Supercritical Water Oxidation，SCWO)是在超過水的臨界點(diǎn)(P_c＝22.1MPa,T_c＝374.15℃)的高溫高壓條件下，通過氧化劑將有機(jī)物“燃燒”氧化的方法。該技術(shù)利用超臨界水具有的獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì)(比如黏度小、擴(kuò)散系數(shù)高、表面張力小等)，迅速的將有機(jī)物氧化成CO₂、H₂O、N₂等無(wú)毒無(wú)害產(chǎn)物，由于該技術(shù)的高效性、清潔性，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。

超臨界水氧化技術(shù)通常用來(lái)處理高濃度難降解的有機(jī)物，這些有機(jī)物中的COD很高(一般在20000mg/L至400000mg/L)，傳統(tǒng)的方法對(duì)其無(wú)法處理，COD含有大量的化學(xué)能(單位COD的熱值約為14.8kJ/g)，是一種“放錯(cuò)了地方的資源”，在與氧化劑反應(yīng)時(shí)釋放大量的熱能。因此，超臨界水氧化反應(yīng)后的產(chǎn)物處于高溫高壓狀態(tài)，具有很高的熱能與壓力能。

目前在超臨界水氧化系統(tǒng)中，一般通過背壓閥直接將高壓流體降至常壓，然后進(jìn)行氣液產(chǎn)物分離，流體具有的壓力能直接損耗，在大規(guī)模廢水處理過程中，這部分能量損耗是相當(dāng)可觀的。對(duì)于反應(yīng)產(chǎn)物所攜帶的熱能，一般多采用將其預(yù)熱原料，但預(yù)熱原料后的反應(yīng)產(chǎn)物溫度仍然較高，這種方法導(dǎo)致余熱回收率低。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于朗肯循環(huán)的超臨界水氧化能量回收裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種基于朗肯循環(huán)的超臨界水氧化能量回收裝置，包括超臨界水氧化反應(yīng)器，超臨界水氧化反應(yīng)器的出口端連接有高壓水力旋流器，高壓水力旋流器的下端設(shè)有排污口，高壓水力旋流器上端的氣相出口端連接有緩沖罐，緩沖罐的出口端連接有高壓透平膨脹機(jī)，高壓透平膨脹機(jī)的排汽口端連接有低壓透平膨脹機(jī)，低壓透平膨脹機(jī)排氣口端連接有蒸發(fā)器，蒸發(fā)器的管側(cè)出口端與氣液分離器入口端連接，氣液分離器的氣體出口端連接有第一冷凝器，第一冷凝器的管側(cè)出口端連接有精餾塔，精餾塔底部出口端連接有液體二氧化碳儲(chǔ)罐，蒸發(fā)器連接有朗肯循環(huán)系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，超臨界水氧化反應(yīng)器的液體入口連接有噴射泵，噴射泵的工作流體入口端連接有廢液高壓泵，廢液高壓泵用于抽取廢液，廢液高壓泵連接有廢液儲(chǔ)罐，噴射泵與廢液高壓泵之間設(shè)有第一電加熱器；噴射泵的引射流體入口端連接于氧化劑源，噴射泵的引射流體入口端通過氧化劑高壓泵連接于氧化劑儲(chǔ)罐。

進(jìn)一步的，高壓透平膨脹機(jī)與低壓透平膨脹機(jī)之間連接有第二電加熱器。

進(jìn)一步的，朗肯循環(huán)系統(tǒng)包括與蒸發(fā)器通過第三電加熱器連接的透平膨脹機(jī)，透平膨脹機(jī)出口依次連接有第二冷凝器、儲(chǔ)液罐和有機(jī)工質(zhì)泵，有機(jī)工質(zhì)泵的出口連接于蒸發(fā)器。

進(jìn)一步的，氣液分離器氣體出口端通過第一背壓閥輸出氧氣、二氧化碳進(jìn)入第一冷凝器中。

進(jìn)一步的，氣液分離器的液體出口端設(shè)有儲(chǔ)水箱。