[發明專利]一種高鹽廢水超臨界水氧化無害化處理系統及控制方法

在審

• 申請號: 202210468271.4
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114790027A
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 王樹眾;張熠姝;張凡;段遠望;徐甜甜;李建娜
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種高鹽廢水超臨界水氧化無害化處理系統，其特征在于，包括超臨界水氧化反應主單元，超臨界水氧化反應主單元的外部設置有超臨界水氧化反應器水冷壁(4)，超臨界水氧化反應器水冷壁(4)的內部設置有超臨界水氧化反應室(7)，超臨界水氧化反應室(7)的外側設置有加熱器(6)，加熱器(6)的外部一側設置有預熱裝置(5)，另一側對應設置有取熱裝置(13)；超臨界水氧化反應室(7)的輸入端分別連接高鹽廢水，摻混水和氧化劑，超臨界水氧化反應室(7)的輸出端分別連接排鹽單元和出水處理單元；冷卻水經第一冷卻管路與排鹽單元連接，冷卻水經第二冷卻管路與超臨界水氧化反應器水冷壁(4)連接。

2.根據權利要求1所述的高鹽廢水超臨界水氧化無害化處理系統，其特征在于，高鹽廢水和摻混水分別通過管道與預熱裝置(5)的入口連接，預熱裝置(5)的出口連接超臨界水氧化反應室(7)。

3.根據權利要求2所述的高鹽廢水超臨界水氧化無害化處理系統，其特征在于，高鹽廢水與預熱裝置(5)之間的管道上設置有調配罐(1)和物料泵(2)，摻混水與預熱裝置(5)之間的管道上設置有摻混水泵(11)。

4.根據權利要求3所述的高鹽廢水超臨界水氧化無害化處理系統，其特征在于，預熱裝置(5)的入口管路和預熱裝置(5)的出口管路上設置有壓力差檢測儀表(ΔPIA001)，壓力差檢測儀表(ΔPIA001)與物料泵(2)和摻混水泵(11)聯鎖設置，摻混水泵(11)與預熱裝置(5)出口管路上設置的溫度檢測儀表(TIC002)，以及第二冷卻管路上設置的第二冷卻水泵(12)聯鎖設置。

5.根據權利要求1所述的高鹽廢水超臨界水氧化無害化處理系統，其特征在于，第一冷卻管路依次連接第一冷卻水泵(3)、反應出水換熱管(9)、螺旋輸送機水冷壁(17)、儲鹽室水冷壁(15)和汽水分離器(10)，反應出水換熱管(9)的反應出水管路上設置有溫度檢測儀表(TIC003)，儲鹽室水冷壁(15)連接有溫度檢測儀表(TIC007)，儲鹽室水冷壁(15)的出口管路設有溫度檢測儀表(TIC008)，溫度檢測儀表(TIC003)、溫度檢測儀表(TIC007)和溫度檢測儀表(TIC008)與第一冷卻水泵(3)聯鎖設置。

6.根據權利要求1所述的高鹽廢水超臨界水氧化無害化處理系統，其特征在于，第二冷卻管路依次連接第二冷卻水泵(12)、超臨界水氧化反應器水冷壁(4)、取熱裝置(13)和汽水分離器(10)，超臨界水氧化反應器水冷壁(4)的壁面設置有溫度檢測儀表(TIC004)，取熱裝置(13)的出口管路上設置有溫度檢測儀表(TIC005)，汽水分離器(10)連接有液位檢測儀表(LIC006)，溫度檢測儀表(TIC004)、溫度檢測儀表(TIC005)和液位檢測儀表(LIC006)均與第二冷卻水泵(12)聯鎖設置。

7.根據權利要求1所述的高鹽廢水超臨界水氧化無害化處理系統，其特征在于，出水處理單元包括毛細降壓管(8)，超臨界水氧化反應室(7)的反應出水口經毛細降壓管(8)與反應出水換熱管(9)連接。

8.根據權利要求1所述的高鹽廢水超臨界水氧化無害化處理系統，其特征在于，排鹽單元包括儲鹽室(14)，超臨界水氧化反應室(7)的鹽出口經儲鹽室(14)連接至擴容器(16)，擴容器(16)與螺旋輸送機(18)的輸入端連接。

9.根據權利要求1所述的高鹽廢水超臨界水氧化無害化處理系統，其特征在于，摻混水為經過降壓、降溫和氣液分離后的反應出水。

10.根據權利要求1所述高鹽廢水超臨界水氧化無害化處理系統的控制方法，其特征在于，

當排鹽單元的儲鹽室壁面溫度超過設定溫度范圍上限時，增大第一冷卻管路的流量，直至儲鹽室的壁面溫度在設定溫度范圍內，實現第一冷卻管路的安全流量控制；

當出水處理單元的反應出水管路溫度超過設定溫度范圍上限時，增大第一冷卻管路的流量；當排鹽單元的儲鹽室水冷壁出口管路溫度低于設定溫度范圍下限時，減小第一冷卻管路的流量；當儲鹽室水冷壁的出口管路溫度高于設定溫度范圍上限時，增大第一冷卻管路的流量；第一冷卻管路的控制優先級為最小流量的最大值，實現第一冷卻管路的運行控制；

當超臨界水氧化反應器水冷壁的壁面溫度超過設定溫度范圍上限時，增大第二冷卻管路的流量，直至超臨界水氧化反應器水冷壁的壁面溫度在設定溫度范圍內，實現第二冷卻管路的安全流量控制；

超臨界水氧化反應室和儲鹽室的輸出端均連接汽水分離器，當汽水分離器液位低于設定液位范圍下限時，增大第二冷卻管路的流量，當汽水分離器液位高于設定液位范圍上限時，減小第二冷卻管路的流量，當取熱裝置的出口管路溫度低于設定溫度范圍下限時，減小第二冷卻管路的流量，當取熱裝置的出口管路溫度高于設定溫度范圍上限時，增大第二冷卻管路的流量；冷卻管路二控制優先級為上述控制下最小流量的最大值，實現第二冷卻管路的運行控制；

當預熱裝置的出口管路溫度超過設定溫度范圍上限時，向預熱裝置內注入摻混水進行降溫處理，然后逐漸增大第二冷卻管路的流量；當預熱裝置的出口管路溫度低過設定溫度范圍下限時，先減小摻混水注入量直至停止注入，然后逐漸減小第二冷卻管路的流量；當預熱裝置的入口管路和出口管路壓力差大于設定范圍上限時，以額定流量注入摻混水，減小高鹽廢水的注入量至物料相同額定流量，持續沖洗直到預熱裝置兩端壓差減小至正常運行壓差范圍，實現預熱裝置無機鹽結晶堵塞控制。