专利名称：废有机物的超临界水处理系统的操作方法
技术领域：
本发明属于环境保护领域，涉及利用超临界水作为反应介质对高浓度难 生化降解的有机废水/城市污泥等废有机物液体进行无害化处理和资源化利 用，特别涉及一种废有机物的超临界水处理系统的操作方法。
背景技术：
超临界水(Supercritical Water,简称SCW)是指温度和压力均高于其临 界点(T=374. 15°C， P=22. 12MPa)的特殊状态的水。超临界水兼具液态和气 态水的性质，该状态下只有少量的氢键存在，介电常数近似于有机溶剂，具 有高的扩散系数和低的粘度。在足够高的压力下，有机物、氧气能按任意比 例与SCW互溶，从而使非均相反应变为均相反应，大大减小了传质、传热的 阻力，并且无机物特别是盐类在SCW中的溶解度极低，容易将其分离出来。
有机物超临界水处理技术包括超临界水氧化技术(简称SCW0)、超临界水 部分氧化技术(简称SCWP0)和超临界水气化技术(简称SCWG) ， SCWO是利用水在 超临界状态下所具有的特殊性质，使有机物和氧化剂在超临界水中迅速发生 氧化反应来彻底分解有机物，SCWO是以有机物无害化处理为终极目标。 SCWPO是利用超临界水的独特物理化学性质，在提供部分氧化剂的前提下， 使有机物分解生成以氢气为主的一种可燃性气体。SCWG是利用超临界水独特 的物理化学性质，在不加氧化剂的条件下，有机物在超临界水中发生水解、 热解等反应，生成以氢气为主的一种可燃性气体。SCWPO和SCWG是以有机
物转化产生氢气为终极目标。总之，超临界水处理技术是利用超临界水对有 机物和氧化剂都是良好溶剂的特殊性质，在提供不同数量氧化剂的前提下有机物在超临界水环境中进行均相反应，迅速、完全、彻底地将有机物结构深
度破坏，转化成无害的C02、 H2 (SCWPO和SCWG)和H20等无害化的小分子 化合物。
但是，高温高压的运行条件对超临界水处理系统的操作方法提出了严格 的要求，目前主要存在的问题有启动能耗大，启动速度慢；启动时进料中 的盐分难以被脱除，容易发生堵塞；且启动过程中有酸生成，容易引发设备 腐蚀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废有机物的超临界水处理系统的操作方法， 能够减少反应器和管路的盐沉积、堵塞、腐蚀，而且启动快、能耗低。 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。 一种废有机物的超临界水处理系统的操作方法，所述废有机物的超临界 水处理系统包括
反应单元，包含垂直布置的混合器、内置蒸发壁的逆流罐式的反应器、 脱盐除渣装置、贮盐池，所述混合器的物料出口端连通反应器的物料入口端， 反应器底部的排盐出口端与脱盐除渣装置的入口端连通，脱盐除渣装置的底 部出口端与贮盐池的入口端连通；所述反应器内设置有换热盘管；
供氧单元，包含液氧贮槽、液氧泵、液氧汽化器、用于预热氧气的第一 换热器，并依次串联组成供氧通路，向混合器氧气入口端提供氧气；
供料单元，包含储料箱、第一高压计量泵、第一电加热器，并依次串联 组成物料通路，向混合器的物料入口端提供物料；
气体收集单元，包含高压汽液分离器，依次连通高压汽液分离器的顶部
出口端的第一背压阀和氢气瓶，第一低压汽液分离器，设置在高压汽液分离 器底部出口端与第一低压汽液分离器顶部入口端之间的第二背压阀，第二低 压汽液分离器，分别连通第一、第二低压汽液分离器顶部出口端的二氧化碳干燥器，依次连通二氧化碳干燥器的二氧化碳增压泵和二氧化碳气瓶；
第一蒸发壁水供应单元，包含依次连通第一低压汽液分离器底部出口端 的第一集液箱、第二高压计量泵、预热第一集液箱所提供的蒸发壁水的第三 换热器、第二电加热器，第二电加热器的出口端分为三路， 一路与混合器的 蒸发壁水的入口端连通，另一路与反应器顶部的蒸发壁水入口端连通，第三
路与反应器中部的蒸发壁水入口端连通；
第二蒸发壁水供应单元，包含依次连通第二低压汽液分离器底部出口端 的第二集液箱、第三高压计量泵、预热第二集液箱所提供蒸发壁水的第二换 热器；第二换热器的蒸发壁水出口端连通反应器的底部蒸发壁水入口端；
所述反应器的反应出口端连通第三换热器的热源入口端，所述第三换热 器的热源出口端连通高压汽液分离器的入口端；所述脱盐除渣装置的上部出 口端的流体作为热源依次流经第一换热器、第二换热器，并通过第三背压阀 流入第二低压汽液分离器；
其特征在于，所述操作方法包括以下步骤
(1) 设置辅助管路，在第三换热器的热源入口端与脱盐除渣装置的底部 出口端之间设置有连通的第一辅助管路；在第一高压计量泵入口和第一集液 箱之间设置有连通的第二辅助管路；
(2) 准备阶段，向第一集液箱充注洁净水，开启第二辅助管路，依次启
动第一高压计量泵、第一电加热器，向反应器和排盐除渣装置充入有洁净水； 再启动第二高压计量泵、第二电加热器，向反应器内注入蒸发壁水；首先进 行系统排空，系统排空后，关闭反应器的顶部出口端，开启第第一辅助管路， 构成洁净水循环预热通路，并调节第一背压阀、第二背压阀，使反应器和排 盐除渣装置的压力稳定在设定的超临界水压力；待反应器和脱盐除渣装置中 的洁净水温度预热到超临界水温度后，打开反应器的顶部出口端，关闭第一辅助管路和第二辅助管路；
(3) 升温阶段，首先启动液氧泵、液氧汽化器和第一换热器，通过液氧 汽化器汽化液氧为氧气，通入第一换热器预热后再进入混合器；同时，在储 料箱中加入有机溶液，向混合器的物料入口端提供有机溶液；然后依次投入 气体收集单元、第二蒸发壁水供应单元以及第二换热器；有机溶液在反应器
内反应分解，放出热量来加热反应器顶部的流体，并控制第一电加热器和第 二电加热器，使反应器顶部流体加热到设定反应温度；
(4) 运行阶段，将待处理物料加入储料箱，正常运行废有机物的超临界 水处理系统；
(5) 停车阶段，待处理物料处理完成后，开启第二辅助管路，关闭反应 器出口端，继续通入氧气氧化滞留在反应器中的有机物；0.2 0.8小时后， 关闭液氧泵，停止供应氧气，关闭第一电加热器、第二电加热器，并调节第 二背压阀，逐步降压冷却。
本发明的进一步改进在于所述有机溶液为乙醇或丙醇水溶液。 本发明的操作方法中，首先开启在第一高压计量泵入口和第一集液箱之 间设置的第一辅助管道，构成洁净水循环通路，通入洁净水，保证系统的管 路预先安全达到反应器工作时的超临界压力；开启第一电加热器、第二电加 热器使反应器和脱盐除渣装置中的流体温度达到设定超临界水温度；防止了 反应器和管路的堵塞和腐蚀问题；其次，通入有机溶液，其热值等于待处理 的真实物料，通过有机溶液的完全分解，自热反应器的中心流体，满足真实 废有机物反应条件，使系统启动能耗降低到最少；第三，投入真实废有机物 物料，使系统平滑进入正常运行阶段；最后，在停车阶段，开启在第一高压 计量泵入口和第一集液箱之间设置的第二辅助管道，并持续通入氧气氧化滞 留在反应器中的有机物，达到清洗系统、方便系统的重复开启、减小系统运行故障率的目的。
本发明的操作方法在准备阶段，充分利用加热能量，能耗低；在升温阶 段，利用有机溶液加强升温，价格低廉，升温快，不含盐分不堵塞系统，不 产生酸性物质不腐蚀系统，而且模拟了反应过程，检验了反应系统的安全性。 综上所述，本发明的操作方法具有突出的特点和显著的效果。
下面结合
和具体实施方式
对本发明做进一步详细说明。 图1是本发明的废有机物的超临界水处理系统的结构示意图； 图中l为液氧贮槽，2为液氧泵，3为液氧汽化器，4为第一换热器，5 为混合器，6为储料箱，7为第一高压计量泵，8为换热器组，8a为换热器组 的第一级换热器，8b为换热器组的第二级换热器，8c为换热器组的第三级换 热器，9为第一电加热器，IO为反应器，ll为脱盐除渣装置，12为贮盐池， 13为管道过滤器，14为第三背压阀，15为第二低压汽液分离器，16为第二 集液箱，17为储碱箱，18为第三高压计量泵，19为第二换热器，20为第二 高压计量泵，21为第三换热器，22为第二电加热器，23为第四换热器，24 为第五换热器，25为冷却水泵，26为高压汽液分离器，27为第二背压阀，28 为第一低压汽液分离器，29为第一集液箱，30为氢气流量计，31为氢气瓶， 32为二氧化碳干燥器，33为二氧化碳流量计，34为缓冲器，35为二氧化碳 增压泵，36为二氧化碳气瓶，37为第三集液箱，38为第一背压阀，V1 V52 为第一到第五十二阀门。
具体实施例方式
参照图1，本发明的一种废有机物的超临界水处理系统中设备连接方式如下
1) 低温的液氧贮槽1的出口端与低温的液氧泵2的入口端连通，液氧泵 2的出口端与热水浴式液氧汽化器3的氧气入口端连通，热水浴式液氧汽化器 3的氧气出口端与容积式第一换热器4的氧气入口端连通，第一换热器4的氧 气出口端分别与混合器5的氧气入口端和换热器组8的第二级换热器8b的物 料入口端连通。
2) 储料箱6的物料出口端与第一高压计量泵7的物料入口端连通，第一 高压计量泵7的物料出口端与换热器组8的物料入口端连通，换热器组8的 物料出口端与第一电加热器9的物料入口端连通，第一电加热器9物料出口 端与混合器5的物料入口端连通。换热器组8包括串联的套管式三级换热器， 分别为第一级换热器8a、第二级换热器8b、第二级换热器8c;第二级换热器 8b的物料入口端输入有来自第一换热器4的预热氧气；套管式第一、二、三 级换热器8a、 8b、 8c的物料内管的直径逐级扩大，便于物料的传输。
3) 混合器5、反应器IO、脱盐除渣装置11和贮盐池12垂直布置。混合 器5的物料出口端连通反应器10的物料入口端，将经过混合器5处理的物料 进入反应器IO，反应器10为内置蒸发壁的逆流罐式的反应器，其底部的排盐 出口端与脱盐除渣装置11的入口端连通，脱盐除渣装置11的底部出口端与 IC盐池12的入口端连通，贮盐池12的入口端同时与脱盐除渣装置11中加热 盘管的入口端连通构成第一辅助管路(见图1中虚线管路，即第一辅助管路 设置在第三换热器的热源入口端与脱盐除渣装置的底部出口端之间)，贮盐池 12的出口端与排盐管路连通。
内置蒸发壁的逆流罐式反应器10，包含桶体、顶盖、换热盘管和设置在 桶体中的蒸发壁。蒸发壁桶体内壁之间通入蒸发壁水，在蒸发壁的内表面形 成一种保护性水膜，蒸发壁内侧为反应空间，物料通过设置在顶盖的物料入 口端和伸入反应空间中部的中心导管流入，反应后的热流体通过设置在顶盖上的反应出口端流出，反应器底部空间沉积浓盐水和废渣，然后从设置在桶 体底部的排盐出口端流出；换热盘管设置在反应空间中部，其出口端和入口 端伸出顶盖。脱盐除渣装置11，包含罐体和设置在罐体内的加热盘管，加热 盘管位于罐体的中上部区域，使该区域的热流体处于超临界区，析出盐分， 从罐体的上部排出洁净热流体，从罐体的底部排出浓盐和废渣；忙盐池12的 入口端和出口端设置有入口控制阀和出口控制阀，便于系统实现间歇性排盐 除渣。
反应器10顶部的反应出口端分成三路， 一路与容积式第五换热器24的 热源入口端连通，其热源出口端与套管式第四换热器23的热源入口端连通； 另一路与容积式第三换热器21的热源入口端连通，其热源的出口端与第四换 热器23的热源入口端连通；第三路与脱盐除渣装置11中螺旋式加热盘管的 入口端连通，该加热盘管的出口端与换热器组8中的第三级换热器8c的热源 入口端连通，第三级换热器8c的热源出口端与第二级换热器8b的热源入口 端连通，第二级换热器8b的热源出口端与第一级换热器8a的热源入口端连 通，第一级换热器8a的热源出口端与第四换热器23的热源入口端连通。
4)第四换热器23的热源出口端与高压汽液分离器26的入口端连通。高 压汽液分离器26的顶部出口端与第一背压阀38的入口端连通，第一背压阀 38的出口端与氢气流量计30的入口端连通，氢气流量计30的出口端与氢气 瓶31的入口端连通。
高压汽液分离器26的底部出口端与第二背压阀27的入口端连通，第二 背压阀27的出口端与第一低压汽液分离器28的入口端连通，第一低压汽液 分离器28底部的出口端一路与贮盐池12顶部入口端连通构成第三辅助管路 (见图1中虚线管路，即第三辅助管路设置在第一低压汽液分离器底部出口 和贮盐池顶部入口之间)，另一路与热水浴式液氧汽化器3的热源入口端连通， 热水浴式液氧汽化器3的热源出口端与第一集液箱29的入口端连通，第一集
ii液箱29具有三路出口端，其一路出口端与第二集液箱16的入口端连通，一 路出口端与第一高压计量泵7的入口端连通构成第二辅助管路(见图1中虚 线管路)；
第一低压汽液分离器28的顶部出口端与干燥器32的入口端连通，干燥 器32的出口端与二氧化碳流量计33的入口端连通，二氧化碳流量计33的出 口端与缓冲器34的入口端连通，缓冲器34的出口端与二氧化碳增压泵35的 入口端连通，二氧化碳增压泵35的出口端与二氧化碳气瓶36的入口端连通。
第一集液箱29的另一路出口端与第二高压计量泵20的入口端连通，第 二高压计量泵20的出口端与容积式第三换热器21的蒸发壁水入口端连通， 第三换热器21的蒸发壁水出口端与第二电加热器22的入口端连通，第二电 加热器22的出口端分三路， 一路与混合器5的蒸发壁水入口端连通， 一路与 反应器10顶部的蒸发壁水入口连通，还有一路与反应器10中部的蒸发壁水 总入口连通。
5)脱盐除渣装置11的顶部出口端与容积式第一换热器4的热源入口端 连通，第一换热器4的热源出口端与套管式第二换热器19的热源入口端连通， 第二换热器19的热源出口端与管道过滤器13的入口端连通，管道过滤器13 的出口端与第三背压阀14的入口端连通，第三背压阀14的出口端与第二低 压汽液分离器15的入口端连通。
第二低压汽液分离器15的顶部出口端与干燥器32的入口端连通，干燥 器32的出口端与二氧化碳流量计33的入口端连通，二氧化碳流量计33的出 口端与缓冲器34的入口端连通，缓冲器34的出口端与增压泵35的入口端连 通，增压泵35的出口端与二氧化碳气瓶36的入口端连通。
第二低压汽液分离器15的底部出口端与第二集液箱16的入口端连通， 第二集液箱16的出口端分别与储碱箱17的出口端和第三高压计量泵18的入 口端连通，第三高压计量泵18的出口端与套管式第二换热器19的蒸发壁水入口端连通，第二换热器19的蒸发壁水出口端与反应器10的底部蒸发壁水
入口端连通。
6)第三集液箱37储存冷却水，其出口端与高压的冷却水泵25的入口端 连通，冷却水泵25的出口分成两路， 一路与反应器10中的螺旋式换热盘管 的入口端连通，该换热盘管的出口端与布置在反应器10外的管路连通，用于 对外提供蒸汽或热水；另一路与套管式第四换热器23的冷却水入口端连通， 第四换热器23的冷却水出口端与第五换热器24的冷却水入口端连通，第五 换热器24的冷却水出口端与外部的连接管路连通，用于对外提供热水。
上述废有机物的超临界水处理系统的工作原理如下
1) 液氧贮槽l中的液体氧气进入液氧泵2被加压和流量调节后，进入热
水浴式液氧汽化器3中，利用第一低压汽液分离器28中的液体加热使其汽化 成气体氧气，气体氧气进入容积式第一换热器4的管层，被壳层内来自脱盐 除渣装置11顶部的热流体预热后， 一路氧气直接进入混合器5与物料进行混 合和预反应，另一路氧气在套管式换热器组8中的第一级换热器8a管层的物 料出口端与物料混合，然后进入第二级换热器8b的物料入口端。
2) 储料箱6中设置的搅拌器对物料进行搅拌和均匀化处理，在储料箱6 的出口端设置过滤网将大的固体颗粒过滤出来，然后进入第一高压计量泵7 被加压和流量调节后，再依次通过换热器组8的第一、第二、第三级换热器 8a、 8b、 8c的管层时，被壳层中的反应出口端的热流体预热，然后进入第一 电加热器9，在系统启动或热量不足时物料被第一电加热器9加热，最后进入 到混合器5中进行混合和预反应。
3) 氧气、物料和蒸发壁水在混合器5中充分混合和预反应后，进入反应 器10，依靠盐在超临界水中具有极低溶解度的特性，将盐在超临界水条件下 分离出来并沉降到反应器IO下部的亚临界区重新将其溶解，大量清洁的反应流体逆流向上流动，经过催化剂床层反应后，从反应器10顶部的反应出口端 流出。当系统刚好能自热时，从反应器10顶部出口端流出的热流体分成两路: 一路进入脱盐除渣装置11中的螺旋式加热盘管，用于加热脱盐除渣装置11 中的流体使其达到超临界水温度，从脱盐除渣装置11中的螺旋式加热盘管流
出的热流体，再依次进入换热器组8的第三、第二、第一级换热器8c、 8b、 8a的壳层去预热物料，并使第一换热器8a壳层的热源出口端温度降低到50 ° C左右。另一路进入容积式第三换热器21的管层，去预热壳层的蒸发壁水， 并使容积式换热器21管层的热源出口端的温度降低到50 。C左右。当系统热 量有富余时，从反应器IO顶部出口端流出的热流体分成三路，除上述两路外， 第三路进入第五换热器24的管层，被壳层的冷却水冷却。三路反应后的热流 体最终在套管式第四换热器23管层的热源入口端混合，通过第四换热器23 被进一步冷却后，进入高压汽液分离器26。
4)氢气不溶于低温高压水，但二氧化碳溶于低温高压水，因此利用高压 汽液分离器26分离出来的氢气从顶部流出经过第一背压阔38降压后，通过 氢气流量计30测量其产率，然后进入氢气瓶31被收集起来。
高压汽液分离器26分离出来的低温高压液体从底部流出经过第二背压阀 27降压后进入第一低压汽液分离器28，溶解在低温高压液体中的C02被分离 出来，从第一低压汽液分离器28顶部流出进入到干燥器32的入口端，经过 干燥器32去除含有的水蒸汽，然后通过C02流量计测量C02产率，再通过缓冲 器34后，进入二氧化碳增压泵35增压后，储存于C02气瓶36中。第一低压 汽液分离器28分离出的液体进入热水浴式液氧汽化器3的壳层被管层的低温 液体氧气冷却到20 。C左右，再进入第一集液箱29。根据进料含盐量的多少， 系统每运行一段时间，第一低压汽液分离器28分离出的液体通过部分进入贮盐池12进行系统排盐。
5) 脱盐除渣装置11上部清洁的热流体进入容积式第一换热器4的壳层
被管层的低温氧气冷却，然后进入套管式第二换热器19的壳层被管层的低温 蒸发壁水冷却到40 °C左右，然后通过管道过滤器13进入第三背压阀14被 降压后，再进入第二低压汽液分离器15进行气液分离，分离出的C02从第二 低压汽液分离器1 5的顶部出口端流出，进入干燥器32的入口端。
第二低压汽液分离器15底部分离出的液体水进入第二集液箱16，用作反 应器底部蒸发壁水，并与来自储碱箱17的碱液混合后，进入第三高压计量泵 18被加压和流量调节后，进入套管式第二换热器19的管层，被壳层的热流体 预热后，再进入反应器IO底部的锥段蒸发壁水夹层空间用作蒸发壁水和冷却 水。
6) 当反应热量部分多余时，启动冷却水泵25，冷却水来自第三集液箱 37，启动套管式第四换热器23和容积式第五换热器24，用冷却水泵25泵出 的冷却水去冷却第四换热器23和第五换热器24管层中反应后的热流体，将 其冷却到50°C左右，冷却水形成的热水被收集后用作生活热水或用于制冷。
当有大量的热量富余时，启动反应器10中的螺旋式换热盘管用来形成高 温蒸汽或热水，收集后用作生活用热或用于制冷和发电。
当系统启动或不能自热时，冷却水泵25、第四换热器23、第五换热器24 和反应器10中的换热盘管均不启动。
上述废有机物的超临界水处理系统的操作方法在设置好辅助管路的基础 上分为准备阶段、升温阶段、运行阶段和停车阶段，其具体步骤如下-(1)准备阶段-
1)检査氧气管路有无油渍，确保氧气安全投入运行；2) 检査氧气管路是否漏气。即关闭氧气管路上的V4和V5，然后打开 V2，检査氧气管路上的压力是否下降，确保氧气管路无氧气向外泄漏。
3) 检查系统中高压计量泵的润滑油位是否正常，保证各台泵在运行前其 润滑油处于正常油位，并定期更换润滑油。
4) 将第一高压计量泵7、第二高压计量泵20和第三高压计量泵18的电 接点压力表的上限指针调至30MPa，下限指针调至常压；将冷却水泵25的电 接点压力表的上限指针调至25MPa，下限指针调至常压；将液氧泵2的电接点 压力表的上限指针调至35MPa，下限指针调至25MPa;
5) 闭合系统中的漏电保护开关以及所有的空气开关，启动电源；
6) 关闭V50，打开V41，通过外部水源将第一集液箱29和第二集液箱16 充满洁净水，然后关闭V41。同时将第三集液箱37充满洁净的冷却水。
7) 关闭V6，向储料箱6中充注乙醇水溶液，其热值等于真实物料，同时 打开设置在第一高压计量泵7入口和第一集液箱29之间辅助管道(见图1中 虚线管路)上的V7。
8) 检査并保证V1、 V3、 V7 V21、 V25 V37、 V39、 V40、 V42、 V44 V47、 V49、 V51、 V52处于开启状态；检查并保证V22 V24、 V38、 V43、 V48、 V50 处于关闭状态；
9) 设定第一电加热器9和第二电加热器22的加热参数，设定反应器10 顶部流体的工作温度，启动第一电加热9和第二电加热器22;
10) 将第一高压计量泵7和第二高压计量泵20的变频器频率设置到最大 值，然后启动第一高压计量泵7和第二高压计量泵20，向系统充注洁净水， 排掉系统内积存的空气。观察阀门出口是否有水流出系统，若有水流出则关 闭该阀门，依次关闭排气用的V21、 V16、 V27、 V14、 V3、 V37、 V42;11) 启动冷却水泵25向系统泵水，排除套管式第四换热器23和容积式 第五换热器24壳层内的空气，排出反应器10中换热盘管内的空气，然后关 闭冷却水泵25，关闭V13、 V31;
12) 通过调节V17的开度，进行反应器10顶部和底部两个出口的流量分
配；
13) 通过调节第二背压阀27和第三背压阀14的开度，使反应器10中的 压力稳定在设定的超临界水压力；
14) 打开设置脱盐除渣装置内加热盘管入口端与贮盐池顶部入口端之间 辅助管路上的V24，关闭V29，使反应器10中流体的只通过其底部出口流出；
15)当脱盐除渣装置11内部流体的温度达到超临界水温度以上时，开 启V29，关闭V24,系统进入升温阶段； (2)升温阶段-
1) 打开V6、 V50，关闭V7，将进料改成热值与真实物料相同的乙醇水溶 液，打开V4、 V5，开启液氧泵2，调节其流量到设定值；
2) 调节V47、 V51和V52的开度，使高压气液分离器26、第一低压气液 分离器28、第二低压气液分离器15的液位稳定在设定值；
3) 打开V37，调节高低压汽液分离器26顶部出口的第一背压阀38的开 度，并通过微调第二背压阀27的开度使系统压力稳定在设定的超临界水压力； 缓慢打开V43，使第一低压气液分离器28和第二低压气液分离15的压力稳定 在O. 5MPa左右；
4) 开启第三高压计量泵18，通过调节其流量，使反应器10底部的流体 温度稳定在设定的亚临界水温度范围内；
5) 通过调节第二高压计量泵20的流量，调节第二电加热器22的功率，以及调节V25、 V26、 V28的开度来调节反应器10和混合器5承压壁的温度；
6) 通过调节V9、 V32、 V36的开度进行反应器10顶部出口三路的流量分 配，使脱盐除渣装置ll内部的流体稳定在设定的超临界水温度左右；
7) 当系统热量有少量富余时，打开V31，启动冷却水泵25，开通套管式 第四换热器23和容积式第五换热器24，调节冷却水泵25的流量使第四换热 器23内管出口流体温度稳定在50。 C左右；
8) 当系统热量有大量富余时，打开V13至一定的开度，启动冷却水泵25， 开通反应器10中的换热盘管，通过调节冷却水泵25的流量使反应器10顶部 流体的温度稳定在设定温度左右；
9) 当反应器10顶部流体温度达到设定反应温度时，系统进入运行阶段； (3)运行阶段
1) 将储料箱6中的物料改成真实物料，打开阀门V28，调节其开度到设 定值，向第二蒸发壁水供应单元的管路中加碱，以保证该路蒸发壁水PH值在 中性范围内；
2) 打开V38，关闭V37，收集氢气到氢气瓶31中；打开V46，关闭V44， 启动二氧化碳增压泵35，将二氧化碳收集到二氧化碳瓶36中；
3) 根据物料中含盐量的多少，对系统进行间歇式排盐操作。排盐时关闭 阀门V20，打开V22至一定开度，缓慢排出贮盐池12中的含盐流体，当贮盐 池12的压力降低到常压后，再缓慢打开V23至一定开度，继续排除贮盐池 12中的含盐流体。待贮盐池12底部出口流体相对清洁后，关闭V23、 V22, 打开V20;
(4)停车阶段
1)将V7打开，关闭V6、 V50,将系统进料改成第一集液箱 中处理后的洁净水；系统继续正常运行30min;
2) 关闭氧气管路上的V2、 V4、 V5，停止液氧泵2，关闭V1;停止第一 电加热器9和第二电加热器22;
3) 启动冷却水泵25，打开V30，将反应器10顶部流体温度降低到50° C 以下，然后停止冷却水泵25，关闭V30;
4) 通过第二背压阀27对系统进行降压，将系统中反应器中的压力降低 到lMpa左右；打开V22，排出贮盐池12中的含盐流体，直到贮盐池12底部 出口流体相对清洁后关闭V22;
5) 依次关闭第一高压计量泵泵7、第二高压计量泵泵20、第三高压计量 泵泵18，再关闭总电源；
6) 对系统进行湿保养，要求系统内水中氯离子含量小于10mg/L。
权利要求
1、一种废有机物的超临界水处理系统的操作方法，所述废有机物的超临界水处理系统包括反应单元，包含垂直布置的混合器、内置蒸发壁的逆流罐式的反应器、脱盐除渣装置、贮盐池，所述混合器的物料出口端连通反应器的物料入口端，反应器底部的排盐出口端与脱盐除渣装置的入口端连通，脱盐除渣装置的底部出口端与贮盐池的入口端连通；所述反应器内设置有换热盘管；供氧单元，包含液氧贮槽、液氧泵、液氧汽化器、用于预热氧气的第一换热器，并依次串联组成供氧通路，向混合器氧气入口端提供氧气；供料单元，包含储料箱、第一高压计量泵、第一电加热器，并依次串联组成物料通路，向混合器的物料入口端提供物料；气体收集单元，包含高压汽液分离器，依次连通高压汽液分离器的顶部出口端的第一背压阀和氢气瓶，第一低压汽液分离器，设置在高压汽液分离器底部出口端与第一低压汽液分离器顶部入口端之间的第二背压阀，第二低压汽液分离器，分别连通第一、第二低压汽液分离器顶部出口端的二氧化碳干燥器，依次连通二氧化碳干燥器的二氧化碳增压泵和二氧化碳气瓶；第一蒸发壁水供应单元，包含依次连通第一低压汽液分离器底部出口端的第一集液箱、第二高压计量泵、预热第一集液箱所提供的蒸发壁水的第三换热器、第二电加热器，第二电加热器的出口端分为三路，一路与混合器的蒸发壁水的入口端连通，另一路与反应器顶部的蒸发壁水入口端连通，第三路与反应器中部的蒸发壁水入口端连通；第二蒸发壁水供应单元，包含依次连通第二低压汽液分离器底部出口端的第二集液箱、第三高压计量泵、预热第二集液箱所提供蒸发壁水的第二换热器；第二换热器的蒸发壁水出口端连通反应器的底部蒸发壁水入口端；所述反应器的反应出口端连通第三换热器的热源入口端，所述第三换热器的热源出口端连通高压汽液分离器的入口端；所述脱盐除渣装置的上部出口端的流体作为热源依次流经第一换热器、第二换热器，并通过第三背压阀流入第二低压汽液分离器；其特征在于，所述操作方法包括以下步骤(1)设置辅助管路，在第三换热器的热源入口端与脱盐除渣装置的底部出口端之间设置有连通的第一辅助管路；在第一高压计量泵入口和第一集液箱之间设置有连通的第二辅助管路；(2)准备阶段，向第一集液箱充注洁净水，开启第二辅助管路，依次启动第一高压计量泵、第一电加热器，向反应器和排盐除渣装置充入有洁净水；再启动第二高压计量泵、第二电加热器，向反应器内注入蒸发壁水；首先进行系统排空，系统排空后，关闭反应器的顶部出口端，开启第第一辅助管路，构成洁净水循环预热通路，并调节第一背压阀、第二背压阀，使反应器和排盐除渣装置的压力稳定在设定的超临界水压力；待反应器和脱盐除渣装置中的洁净水温度预热到超临界水温度后，打开反应器的顶部出口端，关闭第一辅助管路和第二辅助管路；(3)升温阶段，首先启动液氧泵、液氧汽化器和第一换热器，通过液氧汽化器汽化液氧为氧气，通入第一换热器预热后再进入混合器；同时，在储料箱中加入有机溶液，向混合器的物料入口端提供有机溶液；然后依次投入气体收集单元、第二蒸发壁水供应单元以及第二换热器；有机溶液在反应器内反应分解，放出热量来加热反应器顶部的流体，并控制第一电加热器和第二电加热器，使反应器顶部流体加热到设定反应温度；(4)运行阶段，将待处理物料加入储料箱，正常运行废有机物的超临界水处理系统；(5)停车阶段，待处理物料处理完成后，开启第二辅助管路，关闭反应器出口端，继续通入氧气氧化滞留在反应器中的有机物；0.2～0.8小时后，关闭液氧泵，停止供应氧气，关闭第一电加热器、第二电加热器，并调节第二背压阀，逐步降压冷却。
2、根据权利要求1所述的一种废有机物的超临界水处理系统的操作方法， 其特征在于，所述有机溶液为乙醇或丙醇水溶液。
全文摘要
本发明属于环境保护领域，涉及利用超临界水作为反应介质对高浓度难生化降解的有机废水/城市污泥等废有机物液体进行无害化处理和资源化利用，公开了一种废有机物的超临界水处理系统的操作方法。该操作方法包含准备阶段、预热阶段、运行阶段和停车阶段，通过加热、自热、模拟运行，快速平滑地实现废有机物的超临界水处理系统的投运与停车，节能高效，并避免了系统堵塞与腐蚀的问题。
文档编号C02F9/10GK101580320SQ200910022849
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者公彦猛, 张钦明, 徐东海, 王树众, 洋 郭 申请人:西安交通大学