[發(fā)明專利]一種處理含油污泥的超臨界水氧化反應(yīng)器及其操作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110733443.1
• 申請(qǐng)日: 2021-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN113354226A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧矛;晁君瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化廣州工程有限公司;中石化煉化工程（集團(tuán)）股份有限公司
• 主分類號(hào): C02F11/00
• 分類號(hào): C02F11/00;C02F11/06;C02F101/30
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種處理含油污泥的超臨界水氧化反應(yīng)器及其操作方法。本發(fā)明的反應(yīng)器包括立式圓柱形反應(yīng)腔體、位于反應(yīng)腔體內(nèi)與反應(yīng)腔體同軸設(shè)置的氧化劑分散管、設(shè)于反應(yīng)腔體上連通反應(yīng)器內(nèi)部與外部的氧化劑入口、污泥入口、氣體出口和渣漿出口，氧化劑入口伸入反應(yīng)腔體內(nèi)部與氧化劑分散管無泄漏連接，氧化劑分散管管壁上開設(shè)分散孔，氧化劑分散管與反應(yīng)腔體之間的環(huán)形空間內(nèi)設(shè)有圍繞氧化劑分散管的螺旋導(dǎo)葉。本發(fā)明克服了含油污泥氧化反應(yīng)中易結(jié)焦、難以連續(xù)操作的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了含油污泥在超臨界水環(huán)境中的長(zhǎng)周期連續(xù)無害化處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種處理含油污泥的超臨界水氧化反應(yīng)器及其操作方法。

背景技術(shù)

油田和煉油廠的污水處理系統(tǒng)以及原油生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生大量含油污泥，隨著環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格和全社會(huì)環(huán)保意識(shí)的不斷提高，含油污泥的處理越來越受到關(guān)注。含油污泥的傳統(tǒng)處理方法包括填埋、堆肥、焚燒等，但污泥的填埋需要占用大量場(chǎng)地和花費(fèi)大量的運(yùn)費(fèi)，且污染環(huán)境和地下水；堆肥法處理時(shí)間較長(zhǎng)，且對(duì)污泥含水率有較嚴(yán)格要求，另外含油污泥中還可能含有重金屬等有毒有害物質(zhì)；焚燒法同樣對(duì)污泥中含水率有較嚴(yán)格要求且焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生SO₂、NO_X等其它二次污染物。此類傳統(tǒng)的污泥處理方式會(huì)產(chǎn)生二次污染且成本較高，無害化率低。

針對(duì)傳統(tǒng)含油污泥的處理方式不足，又出現(xiàn)了許多新興的含油污泥處理方法，主要有制油、熔化、制陶瓷、制造活性炭、和超臨界水處理等。其中，超臨界水氧化技術(shù)是利用了超臨界水的諸多優(yōu)勢(shì)，將超臨界水作為含油污泥中的有機(jī)物與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)的媒介，進(jìn)行有機(jī)污染物的快速、高效去除，具有反應(yīng)速度快、反應(yīng)效率高、放熱反應(yīng)充分實(shí)現(xiàn)自熱，可實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、無害化和資源化等優(yōu)點(diǎn)。目前，超臨界水氧化技術(shù)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用于軍工、化工、航天、艦船及環(huán)保等領(lǐng)域，用于處理各領(lǐng)域產(chǎn)生的高濃度難降解有機(jī)物，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳、氮?dú)庖约八任镔|(zhì)，具有較好的發(fā)展前景。

中國專利CN 212293437 U公開了一種含油固體洗油系統(tǒng)，采用超臨界水對(duì)含油污泥進(jìn)行浸泡、溶解、提取含油固體中的油形成油的超臨界水溶液后降溫后進(jìn)行油水分離，可以最大程度回收油，并且沒有二次污染，但無法連續(xù)操作，系統(tǒng)需要頻繁升壓升溫，處理含油污泥效率較低。中國專利CN 109851187 B公開了一種以導(dǎo)熱油為換熱介質(zhì)的污泥超臨界水氧化系統(tǒng)及污泥處理方法，通過導(dǎo)熱油換熱器將超臨界水氧化反應(yīng)釋放的熱量以導(dǎo)熱油作為換熱介質(zhì)，將高壓、強(qiáng)腐蝕性熱源的熱量轉(zhuǎn)換成了常壓、無腐蝕性熱源，但其中反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形式需要進(jìn)一步開發(fā)明確，以實(shí)現(xiàn)污泥在超臨界水環(huán)境中的氧化處理。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的處理含油污泥效率低、難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種處理含油污泥的超臨界水氧化反應(yīng)器及其操作方法，克服了含油污泥氧化反應(yīng)中易結(jié)焦、難以連續(xù)操作的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了含油污泥在超臨界水環(huán)境中的長(zhǎng)周期連續(xù)無害化處理。

本發(fā)明提供的處理含油污泥的超臨界水氧化反應(yīng)器包括立式圓柱形反應(yīng)腔體、位于反應(yīng)腔體內(nèi)與反應(yīng)腔體同軸設(shè)置的氧化劑分散管、設(shè)于反應(yīng)腔體上連通反應(yīng)器內(nèi)部與外部的氧化劑入口、污泥入口、氣體出口和渣漿出口，污泥入口位于反應(yīng)腔體中上部，氣體出口位于反應(yīng)腔體頂部，渣漿出口位于反應(yīng)腔體底部，氧化劑入口伸入反應(yīng)腔體內(nèi)部與氧化劑分散管無泄漏連接，氧化劑分散管管壁上開設(shè)分散孔，氧化劑分散管與反應(yīng)腔體之間的環(huán)形空間內(nèi)設(shè)有圍繞氧化劑分散管的螺旋導(dǎo)葉。

所述氧化劑入口可以位于反應(yīng)腔體頂部，也可以位于反應(yīng)腔體底部。

所述氧化劑分散管為一圓筒，其遠(yuǎn)離氧化劑入口的一端可以封閉，也可以不封閉。處于封閉狀態(tài)時(shí)，可以保證所有的氧化劑都從分散孔噴出，有利于充分進(jìn)行氧化反應(yīng)。

所述分散孔可以為條縫或圓孔、或二者的結(jié)合，或?yàn)殚L(zhǎng)圓孔。圓孔直徑為2～30mm，條縫寬度為2～10mm。氧化劑分散管直徑與反應(yīng)腔體直徑之比宜為0.1～0.8。氧化劑分散管使氧化劑從氧化劑入口進(jìn)入后均勻分散地進(jìn)入反應(yīng)腔體中與污泥進(jìn)行反應(yīng)。