一种撬装式超临界水氧化系统的制作方法

本实用新型涉及超临界水氧化技术领域，尤其涉及一种撬装式超临界水氧化系统。

背景技术：

超临界水是指水的温度和压力高于临界点的一种存在状态，水的临界点的温度为374℃、压力为22.1MPa，超临界水的密度、粘度、电导率、介电常数等基本性能均与普通水有很大差异，表现出类似于非极性有机化合物的性质。因此，超临界水能与非极性物质(如烃类)和其他有机物完全互溶；同时，超临界水可以和空气、氧气、氮气和二氧化碳等气体完全互溶。

超临界水氧化技术是利用超临界水作为介质，将含有有机物的物料用氧气分解为水和二氧化碳等无毒的小分子化合物；由于超临界水与有机物和气体具有良好的互溶性，因此，有机物能够在富氧的均一相中发生氧化反应，反应不存在需要相间转移而产生的限制，并且，反应较为彻底，反应产物清洁、无污染，不会产生硫氧化物、氮氧化物和二英等有害气体，有利于环境保护。

目前，超临界水氧化技术已经应用于印染、污泥、制药、农药和军工等行业，但是，由于含有有机物的废弃物或危废物存在规模小，分布较为分散的特点，并且危废物存在运输管制问题，对超临界水氧化技术的应用造成限制。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于，提供一种撬装式超临界水氧化系统，通过对所述超临界反应系统的撬装化，能够实现超临界反应系统的转移，从而为超临界氧化技术的应用创造了条件。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种撬装式超临界水氧化系统，包括：

第一撬体、第二撬体和第三撬体；

其中，所述第一撬体包括第一底座和设置在所述第一底座上的低压工作设备；所述第二撬体包括第二底座和设置在所述第二底座上的高压 工作设备；所述第三撬体包括第三底座和设置在所述第三底座上的供气设备；

所述低压工作设备包括原料提供装置，所述高压工作设备包括第一高压输送泵和超临界反应器，所述供气设备包括氧气提供装置，所述原料提供装置的输出端与所述第一高压输送泵的输入端连通，所述第一高压输送泵的输出端与所述超临界反应器的原料进口连通，所述氧气提供装置与所述超临界反应器的氧化剂进口连通。

优选的，所述原料提供装置包括原料储罐和第一低压输送泵，所述第一低压输送泵的输入端与所述原料储罐的输出端连通，所述第一低压输送泵的输出端与所述第一高压输送泵的输入端连通。

可选的，所述高压工作设备还包括加热装置和第二高压输送泵，所述加热装置包括冷物料进口与热物料出口，所述第二高压输送泵的输入端用于输入辅助燃料，所述第二高压输送泵的输出端与所述加热装置的冷物料进口连通，所述加热装置的热物料出口与所述超临界反应器的热物料进口连通，所述加热装置用于对所述第二高压输送泵输送的冷物料进行加热以对所述超临界反应器进行加热。

进一步地，所述低压工作设备还包括辅助燃料提供装置；

所述辅助燃料提供装置包括：辅助燃料储罐和第二低压输送泵，所述辅助燃料储罐的出口与所述第二低压输送泵的输入端连通，所述第二低压输送泵的输出端与所述第二高压输送泵的输入端连通。

可选的，所述高压工作设备还包括降压分离系统；

所述降压分离系统的进口与所述超临界反应器的产物出口连通，所述降压分离系统用于降低产物压力并将产物分离为气体产物和固液产物，并分别通过气体产物出口和固液产物出口排出。

优选的，所述高压工作设备还包括换热器，所述换热器设置在所述超临界反应器的产物出口和所述降压分离系统的进口之间之间，所述换热器的进口与所述超临界反应器的产物出口通过第一管道连通，所述换热器的出口与所述降压分离系统的进口连通，所述换热器用于对反应后产物进行降温处理。

进一步地，所述高压工作设备还包括第三高压输送泵，所述第三高压输送泵的输入端用于输入水，所述第三高压输送泵的输出端与所述第一管道连通，所述第三高压输送泵用于向产物输入低温水进行降温并调控系统压力。

可选的，所述低压工作设备还包括水提供装置，所述水提供装置包括水储罐以及第三低压输送泵和第四低压输送泵，所述水储罐分别与所述第三低压输送泵和第四低压输送泵的输入端连通，所述第三低压输送泵的输出端与所述第三高压输送泵的输入端连通，所述第四低压输送泵的输出端与第二高压输送泵的输入端连通。

进一步可选的，所述供气设备还包括氮气提供装置，所述氮气提供装置的输出端与所述超临界反应器连通。

优选的，所述撬装式超临界水氧化系统还包括第四撬体；

所述第四撬体包括第四底座和设置在所述第四底座上的电力系统和控制系统；

所述电力系统用于向用电设备和控制系统提供电力；所述控制系统用于对所述系统的运行进行控制。

本实用新型实施例提供一种撬装式超临界水氧化系统，通过将所述超临界水氧化系统撬装化，可以实现装备的集成，有利于装备的规模化生产，在需要使用超临界水氧化技术对物料进行处理时，可以将撬装化的超临界反应水氧化系统通过车载运输到物料存放处，将超临界反应原料通过原料提供装置输送给所述第一高压原料泵，所述第一高压输送泵以一定的压力将反应原料送入所述超临界反应器内，通过氧气提供装置为所述超临界反应器提供氧化剂，使得所述反应原料与所述氧气能够在超临界反应器中发生超临界水氧化反应，在此过程中，通过对各个撬体进行移动来实现对物料的处理，能够避免物料存在运输管制问题时对超临界氧化技术造成限制的缺陷，为超临界氧化技术的应用创造了条件。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种撬装式超临界水氧化系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种撬装式超临界水氧化系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种撬装式超临界水氧化系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种撬装式超临界水氧化系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种撬装式超临界水氧化系统的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种撬装式超临界水氧化系统的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的另一种撬装式超临界水氧化系统的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的另一种撬装式超临界水氧化系统的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的另一种撬装式超临界水氧化系统的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的另一种撬装式超临界水氧化系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型实施例提供一种撬装式超临界水氧化系统，参见图1， 包括：

第一撬体A、第二撬体B和第三撬体C；

其中，所述第一撬体A包括第一底座(图中未示出)和设置在所述第一底座上的低压工作设备(图中未示出)；所述第二撬体B包括第二底座(图中未示出)和设置在所述第二底座上的高压工作设备(图中未示出)；所述第三撬体C包括第三底座(图中未示出)和设置在所述第三底座上的供气设备(图中未示出)；

所述低压工作设备包括原料提供装置1，所述高压工作设备包括第一高压输送泵21和超临界反应器2，所述供气设备包括氧气提供装置3，所述原料提供装置1的输出端与所述第一高压输送泵21的输入端连通，所述第一高压输送泵21的输出端与所述超临界反应器2的原料进口连通，所述氧气提供装置3与所述超临界反应器2的氧化剂进口连通。

本实用新型实施例提供一种撬装式超临界水氧化系统，通过将所述超临界水氧化系统撬装化，在需要使用超临界水氧化技术对物料进行处理时，可以将撬装化的超临界反应水氧化系统通过车载运输到物料存放处，将超临界反应原料通过原料提供装置1输送给所述第一高压输送泵21，所述第一高压输送泵21将反应原料以一定的压力送入所述超临界反应器2内，通过氧气提供装置3为所述超临界反应器2提供氧化剂，使得所述反应原料与所述氧气能够在超临界反应器2中发生超临界水氧化反应，在此过程中，通过对各个撬体进行移动来实现对物料的处理，能够避免物料存在运输时的管制问题，为超临界氧化技术的应用创造了条件。

进一步地，按照工作条件的不同，将其划分为适合低压工作的第一撬体A，适合高压工作的第二撬体B和用于供气的的第三撬体C，能够提高系统运作的秩序性和稳定性，在出现故障时便于查找纰漏，便于维修。例如，当系统出现高压故障时，可以直接排除所述第一撬体A和第三撬体C，能够及时与准确地对所述第二撬体B进行检查；另外，在需要对所述超临界水氧化系统进行搬运时，可以将其分解开来，能够提高搬运的可操作性，避免大规模搬运所带来的不便和交通限制。

其中，需要说明的是，由于待处理物料需要在水的超临界状态下发生氧化反应，因此，当所述待处理物料具有可输送性，且热值满足超临界反应自热条件，反应器内部升高温度在设计范围内，可以直接将待处理物料作为反应原料通过所述原料提供装置1输送给所述超临界反应器2内；当所述待处理物料可输送性较差且热值较高或不足，在将所述反应 原料通过原料提供装置1提供给所述超临界反应器2之前需要进行预处理，可以对所述待处理物料用水进行稀释提高物料输送性，和/或添加高热值物质调节热值后再将其提供给所述超临界反应器2。

还需要说明的是，所述原料提供装置1的输出端与所述第一高压输送泵21的输入端可以通过管道进行连通，所述第一高压输送泵21的输出端与所述超临界反应器2的原料进口也可以通过管道进行连通，同理，所述氧气提供装置3与所述超临界反应器2的氧化剂进口也可以通过管道进行连通；并且还可以在各个管道上设置阀门。在以下的实施例中，所提及的连通均可以为通过管道进行连通，并且可以在各个管道上设置阀门，以下将不再赘述。

其中，所述管道可以为钢管，连接方式可以为法兰连接，也可以为焊接。

优选的，所述管道为软管。在撬装过程中，在固定好所述第一底座、第二底座和第三底座之后，通常通过吊装的方式将原料提供装置1装配在所述第一底座上，将第一高压输送泵21和超临界反应器2装配在所述第二底座上，将所述氧气提供装置3装配在所述第三底座上，在装配好之后，通过软管进行组装连接时，可以提高系统的可操作性，避免位置对接不准造成预制管道连接不上，降低第一撬体A、第二撬体B和第三撬体C的加工精度要求，便于组装连接。

其中，对所述氧气提供装置3不做限定。只要能够为超临界反应器2提供氧气即可。

本实用新型的一实施例中，参见图2，所述氧气提供装置3包括高压液氧泵31、液氧气化器32和氧气缓冲罐33，其中，所述高压液氧泵31的输入端用于进入高压液氧，所述高压液氧泵31的输出端与所述液氧汽化器32的液氧进口连通，所述液氧汽化器32的氮气出口与所述氧气缓冲罐33的进口连通，所述氧气缓冲罐33的出口与所述氧化剂进口连通。

在本实用新型实施例中，通过将高压液氧输送给所述液氧汽化器32，能够将液氧转换为高压氧气，高压氧气经氧气缓冲罐33后能够对进入所述超临界反应器2中的氧气的压力进行缓冲，保持系统运行的压力稳定性。

本实用新型的一实施例中，参见图3，所述原料提供装置1包括原料储罐11和第一低压输送泵12，所述第一低压输送泵12的输入端与所述原料储罐11的输出端连通，所述第一低压输送泵12的输出端与所述第一高 压输送泵21的输入端连通。

其中，对所述超临界反应器2的热源不做限定，所述超临界反应器2可以通过电加热进行预热以启动超临界水氧化反应，也可以通过其他加热方式预热以启动超临界水氧化反应。

本实用新型的一实施例中，参见图4，所述高压工作设备还包括加热装置4和第二高压输送泵22，所述加热装置4包括冷物料进口与热物料出口，所述第二高压输送泵22的输入端用于输入辅助燃料，所述第二高压输送泵22的输出端与所述加热装置4的冷物料进口连通，所述加热装置4的热量热物料出口与所述超临界反应器2的热量热源进口连通，所述加热装置4用于对所述第二高压输送泵22输送的冷物料进行加热以对所述超临界反应器2进行加热。

通过所述第二高压输送泵22向所述加热装置4提供辅助燃料，使得低温辅助燃料在加热装置4中获得热量而升高到遇氧可以启燃的温度，辅助燃料在超临界反应器2内燃烧，氧化反应放热以对所述超临界反应器2进行加热，同时建立系统热量平衡，防止原料进入所述超临界反应器2后系统热量供应不足；另外，通过以高压输送的方式向所述加热装置4输送辅助燃料，能够保持所述加热装置4向所述超临界反应器2输送热源的高压环境，有利于所述超临界反应器3内的环境达到水的超临界状态。

其中，所述加热装置4可以采用电加热，也可以采用燃烧加热、间接加热的方式进行。

本实用新型的又一实施例中，参见图5，所述低压工作设备还包括辅助燃料提供装置5；

所述辅助燃料提供装置5包括：辅助燃料储罐51和第二低压输送泵52，所述辅助燃料储罐51的出口与所述第二低压输送泵52的输入端连通，所述第二低压输送泵52的输出端与所述第二高压输送泵22的输入端连通。

通过所述第二低压输送泵52，能够将所述辅助燃料储罐51中的辅助燃料输送给所述第二高压输送泵22，辅助燃料储罐51有利于储存辅助燃料，以备随时向所述系统提供热源，为超临界水氧化技术的应用创造了条件。

本实用新型的又一实施例中，所述第二高压输送泵22的输入端还用于系统启动过程中，在输入辅助燃料之前输入水，所述加热装置4还用于对所述第二高压输送泵22输送的水进行加热以向所述超临界反应器2 提供启动热源。

在本实用新型实施例中，在向所述加热装置4中输入辅助燃料对所述超临界反应器2进行加热之前，可以先向所述加热装置4中输入水对水进行加热后对所述超临界反应器2进行预热，以便于所述超临界反应器2启动。

本实用新型的一实施例中，参见图6，所述高压工作设备还包括降压分离系统6；

所述降压分离系统6的产物进口与所述超临界反应器2的产物出口连通，所述降压分离系统6用于降低产物压力并将产物分离为气体产物和固液产物，并分别通过气体产物出口和固液产物出口将其排出。

通过设置降压分离系统6，能够将气体产物和固液产物进行分离，便于后续进行分类处理。

本实用新型的又一实施例中，参见图7，所述高压工作设备还包括换热器7，所述换热器7设置在所述超临界反应器2的产物出口和所述降压分离系统6的进口之间，所述换热器7的进口与所述超临界反应器2的产物出口通过第一管道a连通，所述换热器7的出口与所述降压分离系统6的进口连通，所述换热器7用于对反应后产物进行降温处理。

由于超临界反应器2为高温高压体系，通过换热器7对所述超临界反应器2产生的产物进行换热，能够提高产物排放的安全性，避免发生烫伤，并且，能够回收系统热量，实现能源的资源化利用，避免热量损失。

其中，所述换热器7可以为与所述产物发生间接换热的装置，这样，通过换热介质与产物进行间接换热，能够将热量传递给换热介质，从而可以将换热介质携带的热量另作他用。

优选的，所述换热介质为水。通过将水与产物进行间接换热，能够将水转变为过热蒸汽，过热蒸汽可用于工业生产或采暖。

本实用新型的一实施例中，参见图8，所述高压工作设备还包括第三高压输送泵23，所述第三高压输送泵23的输入端用于输入水，所述第三高压输送泵23的输出端与所述第一管道a连通，所述第三高压输送泵用于向产物输入低温水进行降温并调控系统压力。

通过设置所述第三高压输送泵23，能够将低温水以一定的压力提供给所述第一管道a，在所述超临界反应器2排出产物时能够对所述产物进行初步降温，还能够对超临界反应器2的压力进行控制。

本实用新型的又一实施例中，参见图9，所述低压工作设备还包括 水提供装置8，所述水提供装置8包括水储罐81以及第三低压输送泵82和第四低压输送泵83，所述水储罐81分别与所述第三低压输送泵82的输入端和所述第四低压输送泵83的输入端连通，所述第三低压输送泵82的输出端与所述第三高压输送泵23的输入端连通，所述第四低压输送泵83的输出端与第二高压输送泵22的输入端连通。

通过设置第三低压输送泵23和第四低压输送泵83，能够将水分别输送给所述第三高压输送泵23和所述第二高压输送泵22，使得所述第三高压输送泵23将水以一定的压力输送给所述第一管道a，从而能够提高保持所述超临界反应器2内压力的能力，所述第四低压输送泵83能够将水储罐81中的水输送给所述第二高压输送泵22，便于在超临界反应器启动时对其提供启动热源。

本实用新型的一实施例中，参见图10，所述供气设备还包括：氮气提供装置9，所述氮气提供装置9的输出端与所述超临界反应器2连通。

通过设置氮气提供装置9，能够在系统发生紧急状况时对系统进行降温和隔绝空气，避免发生着火或者爆炸现象，且可用于系统的吹扫、疏通。

本实用新型的又一实施例中，所述氮气提供装置9包括高压液氮泵91、液氮汽化器92和氮气缓冲罐93，其中，高压液氮泵91的输入端用于进入高压液氮，所述高压液氮泵91的输出端与所述液氮气化器92的液氮入口连通，所述液氮汽化器92的氮气出口与所述氮气缓冲罐93的进口连通，所述氮气缓冲罐93的出口所述超临界反应器2连通。

在本实用新型实施例中，通过液氮气化器92将高压液氮气化为高压氮气，高压氮气经过所述氮气缓冲罐93能够对高压氮气进入所述超临界反应器中的压力进行缓冲，避免影响系统的压力稳定性。

本实用新型的一实施例中，所述撬装式超临界水氧化系统还包括第四撬体(图中未示出)；

所述第四撬体包括第四底座和设置在所述第四底座上的电力系统(图中未示出)和控制系统(图中未示出)；所述电力系统用于向用电设备和控制系统提供电力；所述控制系统用于对所述系统的运行进行控制。

其中，用电设备是指所有在电力供应下进行工作的设备，例如，所述电力系统可以分别与所述第一高压输送泵21、第一低压输送泵12、第二高压输送泵22、第二低压输送泵52、第三高压输送泵23、第三低压输 送泵82、第四低压输送泵83和控制系统电连接；用于向所述第一高压输送泵21、第一低压输送泵12、第二高压输送泵22、第二低压输送泵52、第三高压输送泵23、第三低压输送泵82、第四低压输送泵83提供电力；

所述控制系统分别与所述超临界反应器2、加热装置4、第一高压输送泵21、第一低压输送泵12、第二高压输送泵22、第二低压输送泵52、第三高压输送泵23、第三低压输送泵82、第四低压输送泵83、降压分离系统6、换热器7、氧气提供装置3和惰性气体提供设备9电连接，用于控制所述超临界反应器2、加热装置4、第一高压输送泵21、第一低压输送泵12、第二高压输送泵22、第二低压输送泵52、第三高压输送泵23、第三低压输送泵82、第四低压输送泵83、降压分离系统6、换热器7、氧气提供装置3和氮气提供装置9的开启与关闭。

通过设置电力系统，能够随时对超临界水氧化系统提供电力支持，提高系统运行的稳定性和可靠性，通过设置控制系统，能够对超临界水氧化系统的运行进行自动化控制，提高系统运行的程序化。

具体的，在电力系统供应电力的情况下，在需要对物料进行超临界水氧化时，所述控制系统控制所述超临界反应器2、加热装置4、第一高压输送泵21、第一低压输送泵12、第二高压输送泵22、第二低压输送泵52、第三高压输送泵23、第三低压输送泵82、第四低压输送泵83、氧气提供装置3开启，物料、水和氧气被高压输送至所述超临界反应器2内，所述加热装置4利用所述第二高压输送泵22输送的高压燃料燃烧向所述超临界反应器2提供热量，控制所述超临界反应器2内的压力和温度保持在水的超临界状态，所述物料在水的超临界状态下发生氧化反应，被分解为二氧化碳、水和小分子固体物质，反应完毕后，所述控制系统控制所述第三高压输送泵23、第三低压输送泵82开启，向所述第一管道a中提供高压水，对产物进行初步降温，并控制所述超临界反应器2的压力，产物被排至所述换热器7内进行再次降温，并进入所述降压分离系统6中分离为气体产物和固液产物，气体产物通过所述降压分离系统6的气体出口排至外部，固液产物通过所述降压分离系统6的固液出口排至外部。在此过程中，若超临界反应器2在运行过程中出现意外，所述控制系统可以控制所述氧气提供装置3关闭，并控制所述氮气提供装置9向所述超临界反应器2内通入惰性气体，隔绝空气和氧气，停止反应。

本实用新型的一实施例中，所述低压工作设备还包括：泄放储罐(图中未示出)，所述泄放储罐与所述超临界反应器2连通。

由于系统在运行过程中，难免会有意外情况发生，例如，若超临界反应器2出现故障，则可以将超临界反应器2中的物料排放至泄放储罐内，避免乱排放物料而发生危险。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。