[发明专利]一种处理高盐高有机废水并回收能量的系统及方法

说明书

一种处理高盐高有机废水并回收能量的系统，该系统包括冷壁式反应器(6)、多级旋风分离装置(16、19、25)、废料进料系统、氧化剂进料系统和燃料进料系统；冷壁式反应器(6)顶部和底部均设有冷却介质入口(6011、6012、606、608)，侧部设有冷却介质出口(603、609)，并且其顶部中央还依次设有内管(6001)、中间管(6002)和外管(6003)；双层壳体底部还设有反应流体出口(607)；反应流体出口(607)连接缓冲罐(10)，缓冲罐(10)的顶部出口连接所述多级旋风分离装置；多级旋风分离装置用于对冷壁式反应器(6)内的反应产物进行蒸汽回收及无机盐的分盐结晶；废料进料系统连接外管(6003)上的废料入口(6010)；氧化剂进料系统连接中间管(6002)上的氧化剂入口(602)；燃料进料系统连接内管(6001)上的燃料入口(601)；还公开了一种处理高盐高有机废水并回收能量的方法。

技术领域

本发明属于高盐高有机废水处理技术领域，具体涉及一种处理高盐高有机废水并回收能量的系统及方法。

背景技术

在医药、化工、农药、印染等行业中产生大量的母液、蒸发残液等高盐高有机危废液。这类废水中有机物含量高达几万至十几万mg/L，含有大量的环芳烃、杂环、酚类等有毒、难降解有机物。此外，该类废液中含有十几万甚至更高浓度的无机盐。在环保要求日益提高的背景下，该类废水不仅要实现有机物的彻底无害化降解，后续的浓盐水/废盐渣处理也迫在眉睫。因此，该类危废每吨的处理成本达数千甚至上万元。传统的高盐高有机危废液的零排放/近零排放处理都无法实现废物的有效处理。

超临界水氧化是在超过水的临界点(Pc＝22.1MPa,Tc＝374℃)的条件下，利用氧化剂将有机物进行“燃烧”氧化的方法。该技术利用超临界水的独特性质(如密度、粘度、介电常数、离子积降低、氢键减弱、扩散性能、非极性特征显著增强等)，将有机污染物彻底氧化为CO₂、H₂O等无毒无害产物，具有反应速率快、降解彻底、无二次污染等独特优势，是目前最具潜力的有机废水处理技术之一。

由于超临界水氧化技术的独特优势，国内外已陆续建成超临界水氧化小试、中试装置，但腐蚀、盐沉积以及运行成本过高等问题阻碍了超临界水氧化技术进一步工业化推广。超临界水氧化反应过程中形成的无机酸(如HCl、H₂SO₄等)以及高温、高压、高氧浓度的反应环境，大大加速了反应器的腐蚀；绝大多数无机盐在超临界水中溶解度很低，反应过程大量无机盐的析出会造成反应器出口及阀门堵塞，引起系统压力波动，最终导致超临界水氧化系统设备停机；在超临界水氧化运行过程中，需要将物料提升至高温高压(一般临界点以上)，该过程需要消耗大量电能，导致系统运行成本较高。

发明内容

有鉴于此，有必要针对现有高盐高有机废水处理技术存在的腐蚀、盐沉积、热能利用率低或者为零、处理效率低等问题，提供一种处理高盐高有机废水并回收能量的系统及方法。本发明的技术方案为：

第一个方面，本发明提供一种处理高盐高有机废水并回收能量的系统，包括冷壁式反应器、多级旋风分离装置、废液进料系统、氧化剂进料系统和燃料进料系统；

所述冷壁式反应器为双层壳体结构，所述双层壳体结构顶部和底部均设有冷却介质入口，所述双层壳体侧部设有冷却介质出口，所述双层壳体结构顶部中央设有内管，所述内管外部设有中间管，所述中间管外部设有外管，所述内管、所述中间管和所述外管上分别设有废液入口、氧化剂入口和燃料入口；所述双层壳体底部还设有反应流体出口；所述冷壁式反应器用于对废液进行超临界水氧化反应；所述反应流体出口连接缓冲罐，所述缓冲罐的顶部出口连接所述多级旋风分离装置；

所述多级旋风分离装置用于对冷壁式反应器内的反应产物进行蒸汽回收及无机盐的分盐结晶；

所述废液进料系统包括有机废液调节池，所述有机废液调节池连接所述外管上的废液入口；

所述氧化剂进料系统包括氧化剂储罐，所述氧化剂储罐连接所述中间管上的氧化剂入口；