[發(fā)明專(zhuān)利]一種超臨界水氧化反應(yīng)產(chǎn)物余熱余壓利用系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911214829.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110793369A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段洋;陳久林;倪瑞濤;王志雄;王麗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 思安新能源股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F28D20/00
• 分類(lèi)號(hào): F28D20/00;F28D20/02
• 代理公司: 61257 西安維賽恩專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 劉春

本發(fā)明公開(kāi)了一種超臨界水氧化反應(yīng)產(chǎn)物余熱余壓利用系統(tǒng)，包括第一換熱器，包括熱流入口I和熱流出口I，熱流入口I用于接收超臨界水氧化反應(yīng)產(chǎn)物，進(jìn)而傳遞超臨界水氧化反應(yīng)產(chǎn)物所攜帶的部分熱量；氣液分離器，包括氣液入口、液相出口和氣相出口，氣液入口與熱流出口I連通，液相出口用于排放高壓水，氣相出口用于導(dǎo)出高壓氣體；渦流管，包括氣相入口、熱端出口和冷端出口，氣相入口與氣相出口連通，用于接收高壓氣體，并將其分離為高溫氣體和低溫氣體，并分別從熱端出口和冷端出口導(dǎo)出。解決了現(xiàn)有技術(shù)不能很好的利用超臨界水氧化反應(yīng)產(chǎn)物余壓能量的問(wèn)題。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于余熱余壓回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超臨界水氧化反應(yīng)產(chǎn)物余熱余壓利用系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】

超臨界水氧化是一種使用氧氣或空氣作為氧化劑，在高于水的臨界點(diǎn)(374.15℃和22.12MPa)的溫度和壓力下將水中有機(jī)物氧化的過(guò)程，有機(jī)物被氧化成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，有機(jī)物中COD一般在20000mg/L至400000mg/L，單位COD的熱值約為14.8kJ/g，超臨界水氧化反應(yīng)釋放大量熱能，導(dǎo)致超臨界水氧化反應(yīng)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，較多采用高溫反應(yīng)產(chǎn)物預(yù)熱原料或加熱冷卻水的方法回收余熱，而對(duì)壓力能的利用方法較少，通常利用背壓閥將高壓產(chǎn)物降至常壓后直接排放，造成壓力能的浪費(fèi)。對(duì)于蒸發(fā)壁式超臨界水氧化系統(tǒng)而言，通過(guò)背壓閥降壓造成的能量損失可占系統(tǒng)輸入總能量的20％，因此，對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物壓力能的回收具有重要意義。

隨著超臨界鍋爐發(fā)電技術(shù)的日趨成熟，有學(xué)者提出將除鹽后的高溫高壓反應(yīng)產(chǎn)物直接透平發(fā)電的構(gòu)想，但到目前為止還未見(jiàn)相關(guān)試驗(yàn)研究報(bào)道。主要原因是SCWO反應(yīng)產(chǎn)物組成較為復(fù)雜，且處理的有機(jī)物種類(lèi)不同，其反應(yīng)產(chǎn)物組成及含量也不同，不適用于常規(guī)渦輪機(jī)中膨脹，需要重新設(shè)計(jì)專(zhuān)用的渦輪，設(shè)計(jì)工作量較大。此外，對(duì)于蒸發(fā)壁式超臨界水氧化系統(tǒng)而言，由于引入低溫保護(hù)性流體造成反應(yīng)器出口溫度較低處于亞臨界狀態(tài)(250～350℃)，材料腐蝕速率遠(yuǎn)高于超臨界狀態(tài)，將大大降低渦輪使用壽命。對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，超臨界水氧化反應(yīng)產(chǎn)物不宜在透平機(jī)中直接減壓，因此，需要探討其它壓力能回收方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種超臨界水氧化反應(yīng)產(chǎn)物余熱余壓利用系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)不能很好的利用超臨界水氧化反應(yīng)產(chǎn)物余壓能量的問(wèn)題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種超臨界水氧化反應(yīng)產(chǎn)物余熱余壓利用系統(tǒng)，包括：

一第一換熱器，包括熱流入口I和熱流出口I，熱流入口I用于接收超臨界水氧化反應(yīng)產(chǎn)物，進(jìn)而傳遞超臨界水氧化反應(yīng)產(chǎn)物所攜帶的部分熱量；

一氣液分離器，包括氣液入口、液相出口和氣相出口，氣液入口與熱流出口I連通，液相出口用于排放高壓水，氣相出口用于導(dǎo)出高壓氣體；

一渦流管，包括氣相入口、熱端出口和冷端出口，氣相入口與氣相出口連通，用于接收高壓氣體，并將其分離為高溫氣體和低溫氣體，并分別從熱端出口和冷端出口導(dǎo)出。

進(jìn)一步的，氣液分離器的氣相出口和渦流管的氣相入口之間，還設(shè)置有高壓干燥機(jī)和儲(chǔ)氣罐。

進(jìn)一步的，熱端出口連接一熱量應(yīng)用系統(tǒng)，熱量應(yīng)用系統(tǒng)包括并聯(lián)設(shè)置的第二換熱器和儲(chǔ)熱裝置，其中，第二換熱器包括熱流入口II和熱流出口II，儲(chǔ)熱裝置包括熱流入口和熱流出口，熱流入口II和熱流入口均連通至熱端出口。

進(jìn)一步的，第二換熱器還包括冷水入口II和熱水出口II，儲(chǔ)熱裝置還包括冷水入口和熱水出口，熱流出口與熱流出口II連通，冷水入口II與冷水入口連通，熱水出口II和熱水出口連通。

進(jìn)一步的，熱流出口和/或熱流出口II串聯(lián)另一渦流管。