[发明专利]一种利用LNG冷能的污水处理系统

权利要求书

1.一种利用LNG冷能的污水处理系统，其特征在于，包括超临界二氧化碳污水处理装置(12)、萃取液分离器(13)、空分系统(9)、以及富氧燃烧系统(10)，其中，

所述空分系统(9)通过第一换热器与LNG源(1)相连，用于在原始LNG的冷能作用下对加压空气中的氮气和氧气进行分离得到液态氧和气态氮，原始LNG则经一级吸热得到一级利用后的天然气；

所述富氧燃烧系统(10)内设置有第二换热器，该第二换热器用于对所述液态氧进行换热处理得到气态氧；所述富氧燃烧系统(10)则用于在所述气态氧的作用下进行富氧燃烧得到烟气CO₂；

所述超临界二氧化碳污水处理装置(12)内设置有第三换热器，该第三换热器用于在所述一级利用后的天然气的作用下将所述烟气CO₂转变成超临界CO₂；所述超临界二氧化碳污水处理装置(12)与所述富氧燃烧系统(10)相连，并用于在所述超临界CO₂作为萃取剂的条件下对污水进行萃取，得到污水杂质降低的洁净水、以及污水杂质富集的萃取液，所述一级利用后的天然气经二级吸热得到二级利用后的天然气；

所述超临界二氧化碳污水处理装置(12)还与所述萃取液分离器(13)相连，该萃取液分离器(13)用于对所述萃取液中的CO₂与污水杂质进行分离，分离得到的CO₂则通入所述富氧燃烧系统(10)中循环参与富氧燃烧反应；

该污水处理系统整体梯级利用了LNG冷能，是将所述原始LNG经一级吸热得到所述一级利用后的天然气，再将该一级利用后的天然气经二级吸热得到所述二级利用后的天然气，产生并利用了中间产物超临界CO₂实现了污水的处理与CO₂的循环利用；

并且，所述一级利用后的天然气其温度为-120℃～-60℃，所述二级利用后的天然气其温度为-30℃～10℃。

2.如权利要求1所述利用LNG冷能的污水处理系统，其特征在于，所述二级利用后的天然气还经空气加热器升温，并用于通入所述富氧燃烧系统(10)中参与富氧燃烧反应，或用于并入燃气管网。

3.如权利要求1所述利用LNG冷能的污水处理系统，其特征在于，所述烟气CO₂是先通入冷凝器进行除去水分处理；该利用LNG冷能的污水处理系统还包括碳捕获系统(11)，对于除去水分处理后的烟气CO₂，其中一部分烟气CO₂被转变成所述超临界CO₂，所述第二换热器则用于将剩下的部分烟气CO₂与所述液态氧进行换热处理得到液态CO₂，所述碳捕获系统(11)则用于对该液态CO₂进行捕获，从而实现碳捕获。

4.如权利要求1-3任意一项所述利用LNG冷能的污水处理系统，其特征在于，该利用LNG冷能的污水处理系统还包括冷冻法污水处理装置(4)，该冷冻法污水处理装置(4)包括压缩机、第四换热器、冷冻池、盘管及机械破冰组件，其中，

所述压缩机与所述LNG源(1)相连，用于对该LNG源(1)输出的所述原始LNG进行加压；所述第四换热器与该压缩机相连，该第四换热器具有冷媒，用于利用所述冷媒与加压后的LNG进行热交换，经热交换后的冷媒则用于通过所述盘管与所述冷冻池内所容纳的待处理污水进行热交换使得所述待处理污水发生冷冻浓缩得到污水杂质降低的上部部分、以及污水杂质富集的下部结冰层；所述机械破冰组件则用于对所述结冰层进行分离处理，余下的上部部分即对应经冷冻法处理后得到的处理水。