[發明專利]一種超臨界水熱火焰強化型超臨界水氧化處理有機廢棄物的系統及調控方法

有效

• 申請號: 201910906475.X
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110790466B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 王樹眾;崔成超;李艷輝;宋文翰;任萌萌;楊健喬;張茜;蔣卓航
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C02F11/06
• 分類號: C02F11/06;C02F11/08;A62D3/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

1.一種超臨界水熱火焰強化型超臨界水氧化處理有機廢棄物的系統，其特征在于，包括前置單元(I)、超臨界水熱火焰發生單元(II)和超臨界水氧化單元，前置單元(I)經超臨界水熱火焰發生單元(II)連接至超臨界水氧化單元(III)；

所述超臨界水熱火焰發生單元(II)，包括燃料供給模塊(1)、氧化劑供給模塊(2)、超臨界水熱火焰發生模塊(5)和燃燒/升溫-除鹽一體化裝置(6)；燃料供給模塊(1)與氧化劑供給模塊(2)的出口均分別接至超臨界水熱火焰發生模塊(5)，燃燒/升溫-除鹽一體化裝置(6)出口與超臨界水氧化單元(III)的入口A1相連接；超臨界水熱火焰發生模塊(5)位于燃燒/升溫-除鹽一體化裝置(6)頂部，燃燒/升溫-除鹽一體化裝置(6)底部設有排鹽裝置(9)；

所述前置單元(I)的出口通過管路連接有流量分配裝置(10)，流量分配裝置(10)的第一出口與燃燒/升溫-除鹽一體化裝置(6)的主入口接通，第二出口接至超臨界水氧化單元(III)的入口A2；

在燃燒/升溫-除鹽一體化裝置(6)上還設有用于實時監測裝置內的鹽沉積層厚度的激光料位儀(13)，以及用于降溫的超高壓水噴霧降溫裝置(8)；在超臨界水氧化單元(III)上設有測溫裝置(11)以及冷卻模塊(12)；

所述超臨界水熱火焰發生模塊(5)包括一個或多個超臨界水熱火焰發生器；

所述超臨界水熱火焰發生器的入口噴頭由兩個同軸套設的管道構成，超臨界水熱火焰發生器的燃料入口與位于中心的管道相連接，位于中心的管道的出口端部設有水熱火焰噴嘴(7)，水熱火焰噴嘴(7)上均布若干個外射孔；

所述水熱火焰噴嘴(7)為拉伐爾噴管，且該水熱火焰噴嘴(7)上均布有若干外射孔，外射孔與噴嘴軸線之間的夾角為45°-60°。

2.根據權利要求1所述的超臨界水熱火焰強化型超臨界水氧化處理有機廢棄物的系統，其特征在于，當設置多個超臨界水熱火焰發生器時，多個超臨界水熱火焰發生器環繞設置在燃燒/升溫-除鹽一體化裝置(6)頂部，且每個超臨界水熱火焰發生器的水熱火焰噴嘴(7)的延長線匯集至一點。

3.根據權利要求1或2所述的超臨界水熱火焰強化型超臨界水氧化處理有機廢棄物的系統，其特征在于，在燃料供給模塊(1)與超臨界水熱火焰發生模塊(5)相連的管路上設有燃料溫度調控裝置(3)和燃料流量配給裝置(4)。

4.根據權利要求1或2所述的超臨界水熱火焰強化型超臨界水氧化處理有機廢棄物的系統，其特征在于，所述前置單元(I)包括通過管路依次相連的物料破碎裝置、調配裝置、均質裝置、預熱裝置及升壓裝置，待處理物料經過前置單元(I)處理后達到超臨界狀態，且符合后續處理要求。

5.基于權利要求1～4中任意一項所述的超臨界水熱火焰強化型超臨界水氧化處理有機廢棄物的系統的調控方法，其特征在于，包括對著火啟動和穩定運行兩種工況下的調控：

1)著火啟動工況

啟動前置單元(I)，對待處理物料進行預處理，使其pH值維持在6.5～11，并預熱升溫至300～320℃；

啟動并監測燃燒/升溫-除鹽一體化裝置(6)內溫度及鹽沉積量，以及超臨界水氧化單元(III)內溫度，待全系統充滿待處理物料，啟動超臨界水熱火焰發生單元(II)；

2)穩定運行工況

調節超臨界水熱火焰發生參數，同時監測超臨界水氧化單元(III)出水的總有機碳含量指標，若發現總有機碳含量不達標，則提高燃料濃度，并同時增加氧化劑供應量，直至出水中總有機碳含量達標；

若超臨界水氧化單元(III)溫度、燃燒/升溫-除鹽一體化裝置(6)溫度高于警戒值，分別啟動超高壓水噴霧降溫裝置(8)、冷卻模塊(12)；同時，調節流量分配裝置(10)第一、二出口的流量分配，直至系統的裝備運行溫度降低至正常范圍；

運行一段時間后，若監測到燃燒/升溫-除鹽一體化裝置(6)內鹽堆積層厚度高于警戒值，則啟動燃燒/升溫-除鹽一體化裝置(6)底部的排鹽裝置(9)，直至鹽堆積層厚度低于警戒值的10％。

6.如權利要求5所述的調控方法，其特征在于，在穩定運行工況下，單周期內排鹽裝置(9)持續運行時間不超過30s。