[发明专利]一种缓蚀型超临界水氧化反应出水降温除氧装置

说明书

本发明公开了一种缓蚀型超临界水氧化反应出水降温除氧装置，第一降温器内管入口与超临界水氧化反应出水接管接通，第一降温器内管出口连接至混合器第一入口，混合器出口接至缓冲器，缓冲器出口接至第二降温器内管入口，第二降温器内管出口连接降压器，降压器出口接至低温出水接管；第二降温器外管入口与冷却介质输入管接通，第二降温器外管出口接至第一降温器外管入口，第一降温器外管出口接至冷却介质输出管；除氧剂储罐连接计量泵，计量泵出口接至混合器第二入口。本发明在实现高温超临界水氧化反应出水能量回收的同时，能够有效解决超临界水氧化反应出水中残留氧化剂易加剧反应出水降温设施腐蚀损坏的问题，可以广泛应用于重污染工业废水及污泥的超临界水氧化处理领域。

技术领域

本发明属于污染物处理及化工技术领域，具体涉及一种缓蚀型超临界水氧化反应出水降温除氧装置。

背景技术

超临界水氧化技术是利用超临界水独特的理化性质来实现重污染工业废水及污泥的高效氧化降解。与普通的液态水相比，超临界水的各种理化性质发生了显著的变化：密度、黏度、离子积均明显下降，扩散系数较高；水分子间的氢键减弱；介电常数变得极小，25MPa下由室温下的80左右下降至温度大于或者等于400℃时的小于2，该值大致相当于标准状态下一般有机溶剂的介电常数。因此，在超临界水体系中，氧气、空气、过氧化氢、水及绝大多数有机物可以任意比例互溶，气液相界面消失，超临界水氧化体系成为均相反应体系，消除了相间的传质传热阻力，从而加快了反应速度，可在几秒至几分钟内将有机物彻底氧化降解为CO₂、H₂O、N₂及其他一些有机小分子化合物，对大多数有机废物的去除率高达99.9％。超临界水氧化技术在处理难降解、有毒有害有机污染物方面表现出了极大的技术优势。

超临界水氧化反应的常见操作温度约450～650℃，较高的反应温度使得超临界水氧化出水具有较高的能量回收潜力。因此，将超临界水氧化反应出水换热降温至环境温度是必不可少的。然而，当超临界水氧化反应出水处于320～410℃范围的临界点附近高密度水区时，水的介电常数和无机盐的溶解度都很大，该温度工段为设备腐蚀敏感区，若该温度区溶液具有较高含量氧化剂，将引发服役于该温度段设备材质的急剧快速腐蚀。然而，对于传统超临界水氧化工艺，为了保证有机污染物的氧化降解效果，氧化剂的供给往往是过量的，有时氧化系数(氧化剂的供给量与有机废物氧化对氧化剂的消耗量的比值)甚至可高达3以上，因此超临界水氧化反应出水中往往残留较高含量的氧化剂。因此，对超临界水氧化反应出水降温、除氧设备的合理设置，对于保证该工艺设备的安全长久运行具有重要意义。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种缓蚀型超临界水氧化反应出水降温除氧装置，该装置结构设计合理，能够有效解决超临界水氧化反应出水中残留氧化剂易加剧反应出水降温设施腐蚀损坏的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种缓蚀型超临界水氧化反应出水降温除氧装置，包括第一降温器、混合器、缓冲器、第二降温器、降压器及除氧剂储罐；第一降温器的内管入口端与超临界水氧化反应出水接管相连通，第一降温器的内管出口端与混合器第一入口端相连，混合器出口端连接至缓冲器入口端，缓冲器出口端连接至第二降温器的内管入口端，第二降温器的内管出口端连接至降压器入口端，降压器出口端连接有低温出水接管；第二降温器的外管入口端处连接有冷却介质输入管，第二降温器的外管出口端与第一降温器的外管入口端相连，第一降温器的外管出口端连接有冷却介质输出管；除氧剂储罐的出口端处连接有计量泵，计量泵出口端与混合器的第二入口端相连。

在第一降温器的内管出口端与混合器入口端之间的管路上设有温度计。

在第二降温器的外管侧设有旁路控制阀。

通过调节旁路控制阀开度，保持温度计的工作温度为420±10℃。

在第二降温器的内管出口端与降压器入口端之间的管路上设有测氧仪。