阅读说明：本技术 一种超临界水氧化反应产物的应用系统 (Application system of supercritical water oxidation reaction product ) 是由 陈久林 段洋 倪瑞涛 王志雄 王丽 刘刚 于 2019-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种超临界水氧化反应产物的应用系统,包括：高压水力旋流器,包括进料入口、底部排料口和溢流口,进料入口用于高温高压的输入超临界水氧化反应产物,底部排料口用于排放包含无机盐的固体颗粒,溢流口用于导出高温高压流体；储热装置,储热装置包括热流入口、热流出口、冷水入口和热水出口,热流入口与溢流口连通；背压阀,设置在热流出口处。解决了现有技术超临界水氧化反应产物余热有效利用率较低的问题。(The invention discloses an application system of supercritical water oxidation reaction products, which comprises: the high-pressure hydrocyclone comprises a feeding inlet, a bottom discharge outlet and an overflow outlet, wherein the feeding inlet is used for inputting supercritical water oxidation reaction products at high temperature and high pressure, the bottom discharge outlet is used for discharging solid particles containing inorganic salt, and the overflow outlet is used for leading out high-temperature and high-pressure fluid; the heat storage device comprises a heat flow inlet, a heat flow outlet, a cold water inlet and a hot water outlet, and the heat flow inlet is communicated with the overflow port; and the backpressure valve is arranged at the heat flow outlet. The problem of prior art supercritical water oxidation reaction product waste heat effective utilization is lower is solved.)

一种超临界水氧化反应产物的应用系统

【技术领域】

本发明属于余热余压回收技术领域，具体涉及一种超临界水氧化反应产物的应用系统。

【背景技术】

超临界水氧化是一种使用氧气或空气作为氧化剂，在高于水的临界点(374.15℃和22.12MPa)的温度和压力下将水中有机物氧化的过程，有机物被氧化成CO₂、H₂O、N₂等无毒无害产物，由于该技术的高效性、清洁性，受到国内外学者的广泛关注。超临界水氧化技术通常用来处理高浓度难降解的有机物，有机物中COD一般在20000mg/L至400000mg/L，单位COD的热值约为14.8kJ/g，超临界水氧化反应释放大量热能，反应产物温度在400℃以上，导致反应产物具有较高的能量，实现能量回收可降低系统能耗。

在超临界水氧化系统中，通常在反应器出口处连接冷却器，将高温产物冷却至常温，升温后的冷却水供外界使用。但由于有机物中的Cl、P、S等元素被氧化成无机盐，超临界水中大多数无机盐的溶解度较低易析出，无机盐的析出会影响冷却器中流体间传热；当析出量较多时会堵塞冷却器热流入口等，造成系统压力波动，导致停机。此外，由于用热端和供热端往往在数量上和时间上不一致，当用热需求量较小时，少部分热水即可满足用热需求，剩余的热量只能白白浪费，从而导致经冷却器升温的供应热水有效利用率较低，造成能源浪费。

【

发明内容

】

本发明的目的是提供一种超临界水氧化反应产物的应用系统，以解决现有技术超临界水氧化反应产物余热有效利用率较低的问题。

本发明采用以下技术方案：一种超临界水氧化反应产物的应用系统，包括：

一高压水力旋流器，包括进料入口、底部排料口和溢流口，进料入口用于高温高压的输入超临界水氧化反应产物，底部排料口用于排放包含无机盐的固体颗粒，溢流口用于导出高温高压流体；

一储热装置，储热装置包括热流入口、热流出口、冷水入口和热水出口，热流入口与溢流口连通；

一背压阀，设置在热流出口处。

进一步的，还包括一换热器，换热器包括热流入口I、热流出口I、冷水入口I和热水出口I，热流入口I与溢流口连通。

进一步的，热流出口与热流出口I连通，冷水入口I与冷水入口连通，热水出口I和热水出口连通。

本发明的有益效果是：在超临界水氧化反应器出口与换热器之间添加高压水力旋流器，以便除去超临界水中析出的无机盐颗粒，防止后续换热器的堵塞，提高传热效率；利用储热装置储存部分或全部反应产物中的热量，以解决供热侧和用热侧能量不匹配的问题；将储热装置与换热器相结合，可保证在超临界水氧化系统停机期间，系统仍不间断地向外界提供热水；储热装置热流入口和冷水入口处均设置有流量调节阀，通过调节流量可实现储/释热速率、储/释热功率和总储/释热量的调节。

【附图说明】

图1为本发明一种超临界水氧化反应产物的应用系统的系统原理图。

其中，1.背压阀，2.储热装置，7.高压水力旋流器，8.换热器，21.热流入口，22.热流出口，23.冷水入口，24.热水出口，71.进料入口，72.顶部溢流口，73.底部排料口，81.热流入口I，82.热流出口I，83.冷水入口I，84.热水出口I。

【

具体实施方式

】

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明公开了一种超临界水氧化反应产物的应用系统，如图1所示，包括高压水力旋流器7、储热装置2和背压阀1。高压水力旋流器7包括进料入口71、底部排料口73和溢流口72，所述进料入口71用于高温高压的输入超临界水氧化反应产物，所述底部排料口73用于排放包含无机盐的固体颗粒，所述溢流口72用于导出高温高压流体。储热装置2包括热流入口21、热流出口22、冷水入口23和热水出口24，所述热流入口21与所述溢流口72连通。背压阀1，设置在所述热流出口22处，用于释放高压气体。还包括一换热器8，所述换热器8包括热流入口I81、热流出口I82、冷水入口I83和热水出口I84，所述热流入口I81与所述溢流口72连通。其中，热流出口22与所述热流出口I82连通，所述冷水入口I83与所述冷水入口23连通，所述热水出口I84和所述热水出口24连通。所述冷水入口I83与所述冷水入口23的冷水输入端设置有冷水增压泵。

其中，所述储热装置可为固体储热装置或相变储热装置，可以为双螺旋盘管换热器结构，在储热装置内壳与传流流体管道和冷水管道之间填充储热材料。如果为相变储热装置，则储热材料的相变温度应在50-80℃，可选用石蜡或Ba(OH)₂·8H₂O。

本发明一种超临界水氧化反应产物的应用系统的工作过程为：待处理的有机废液经过超临界水氧化反应后，被氧化剂氧化成CO₂、H₂O和无机盐，其中无机盐在超临界水中的溶解度较低易析出，而后在高压水的持续冲刷下从反应器底部出口带出。

高温高压超临界水氧化反应产物进入高压水力旋流器7中，无机盐等较大颗粒等从旋流器7底部出口排出，高压水及气体从水力旋流器7顶部出口排出。换热器8和储热装置2并联于水力旋流器7顶部出口，从水力旋流器7顶部出口排出的高温产物分两股，一股进入换热器8中，加热从冷水增压泵排出的冷水，另一股热流作为传热流体从储热装置2的热流入口21流入，在储热装置2内将热量传递给储热材料进行储存，换热降温后的热流经储热装置2的热流出口22流出。从冷水增压泵排出的冷水分支路流入储热装置2的冷水入口23，在储热装置2内储热材料将热量传递给冷水，升温后的冷水从储热装置2热水出口24排出。

在换热器8中加热冷却水；一部分高温流体进入储热装置2中进行热量存储。降温后的两股反应产物汇合，而后再经过背压阀1泄压排放。

在超临界水氧化系统正常运行期间，连接冷水增压泵和储热装置2冷水入口23之间的管道上的阀门处于关闭状态，与高压水力旋流器7顶部的出口连接的换热器8和储热装置2热流入口21之间的两支路管道上的阀门均处于开启状态，在此期间，储热装置2处于蓄热状态。当超临界水氧化系统停运时，连接换热器8和冷水增压泵之间的管道阀门关闭，连接冷水增压泵和储热装置2冷水入口23之间的管道阀门开启，在此阶段，储热装置2处于放热状态，从而保证系统不间断的向外界提供热水。

储热装置2的热流入口21和冷水入口23处均设置有流量调节阀，通过调节流量可实现储/释热速率、储/释热功率和总储/释热量的调节。

本发明的一种超临界水氧化反应产物的应用系统，在超临界水氧化反应器出口与换热器之间添加高压水力旋流器，以便除去超临界水中析出的无机盐颗粒，防止后续换热器的堵塞，提高传热效率；利用储热装置储存部分或全部反应产物中的热量，以解决供热侧和用热侧能量不匹配的问题；将储热装置与换热器相结合，可保证在超临界水氧化系统停机期间，系统仍不间断地向外界提供热水；储热装置热流入口和冷水入口处均设置有流量调节阀，通过调节流量可实现储/释热速率、储/释热功率和总储/释热量的调节。