[发明专利]用超临界水氧化系统余能进行冷热电多联供的系统

说明书

本发明公开了一种用超临界水氧化系统余能进行冷热电多联供的系统，属于余热利用技术领域。利用超临界污泥处理过程中不同温度品质的反应出水，通过本系统中的高压高温水利用单元和低温水利用单元所述高压高温水利用单元和低温水利用单元分别利用高温高压水和低温水进行换热或者制冷后，将冷热负荷传到分水器，由供热制冷终端进行输出冷热负荷到环境中；补冷单元提供部分冷负荷以达到制冷效果；高压高温水利用单元还连接液力透平和发电机用于电力输出。本发明的技术方案提高了超临界水氧化系统的经济性，降低了污泥处理成本，有利于超临界水氧化系统的推广和应用。

技术领域

本发明属于余热利用领域，具体涉及用超临界水氧化系统余热余能进行冷热电多联供的系统。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展和城市化水平的提高，每年产生大量城市生活反应出水。生物处理技术作为目前国内应用最广泛的反应出水处理技术，其过程中会产生大量剩余污泥（称为城市污泥）。此外，各种工业废水的生物处理以及石油化工等工业生产中也不可避免地产生各种污泥（称为工业污泥）。由于污泥中含有多种污染物质，成分复杂且处理成本高，污泥的处理处置一直是困扰反应出水处理技术和城市发展的难题。目前现有的污泥生物处理、填埋、焚烧等方法均在一定程度上存在不足，如生物方法周期长、降解不彻底；填埋法占用大量土地资源，处置不当易造成二次污染；焚烧法耗资大，处理不当会产生二英等剧毒物质。因此，亟需找到一种绿色、高效的处理技术来解决污泥问题。

通常情况下，水以蒸汽、液态水和冰三种常见的状态存在，液态水是极性溶剂，其密度几乎不随压力的升高而改变，可以溶解包括盐在内的大多数电解质，对气体和大多数有机物则微溶或不溶。超临界水是指温度、压力均高于其临界点（374.15℃，22.1MPa）的特殊状态下的水。超临界水的性质会发生极大的变化，其密度、介电常数、扩散系数以及热导率都不同于普通水。而且，有机物以及气体在超临界水中的溶解度显著提高。

超临界水氧化污泥处理技术在国内外已经有所应用，但是在整个系统流程中，经过超临界水氧化反应器后的热量除了给冷态物料进行预热外，剩余热量都是经过热交换器直接通过冷却塔排掉，而没有得到有效利用，造成了巨大的能源浪费，也不符合国家绿色节能的要求。同时厂区及办公楼有着一定的冷热电需求，需要引入外来能源，提高了系统投资和运营的成本，不利于超临界污泥处理技术的应用和推广。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明公开用超临界水氧化系统余热余能进行冷热电多联供的系统。其中，热源为超临界氧化过程中形成的不同品质的反应出水，目的是取代厂区常规的传统分体空调供热制冷，实现厂区冷热电多联供，以减小污泥处理成本。本发明是通过以下技术方案来实现：

用超临界水氧化系统余热余能进行冷热电多联供的系统，包括高压高温水利用单元和低温水利用单元；

高压高温水利用单元包括高压进水泵、高压换热器、溴化锂制冷机组、板式换热器、分水器和集水器；

超临界水氧化系统中的高温高压水经进水泵进入高压换热器热侧，换热后的热侧水由热侧出口流出，换热后的冷侧水由冷侧出口进入板式换热器热侧；

在板式换热器内换热后的热侧水由热侧出口进入高压换热器冷侧，板式换热器内换热后的冷侧水由冷侧出口进入分水器，由分水器连接的供热制冷终端将能量输出，板式换热器冷侧入口与集水器连接；

低温水利用单元包括进水泵、板式换热器、分水器和集水器；超临界水氧化系统中的低温水在进水泵的作用下进入板式换热器的热侧，换热后的热侧水由热侧出口流出，换热后的冷侧水经冷侧出口进入分水器，由分水器连接的供热制冷终端将能量输出，冷侧入口与集水器连接。

进一步的，高压高温水利用单元还包括吸收式溴化锂制冷机组；高压换热器内换热后的冷侧水由冷侧出口进入吸收式溴化锂制冷机组热侧，吸收制冷后热侧水由热侧出口流入高压换热器冷侧，吸收制冷后冷侧水进入分水器，由分水器连接的供热制冷终端将能量输出，溴化锂制冷机组冷侧入口与集水器连接。