连接第二换热器5外管入口，第二换热器5外管出口连接第一换热器3管侧入口，第一换热器3管侧出口连接毛细管降压器16入口，毛细管降压器16出口连接管道过滤器17入口，管道过滤器17出口连接集液箱18上部入口。管道过滤器17为刷式或吸嘴式。
[0032]2)软化水系统:自来水经过软化水制备单元19产生软化水存储于软化水箱20中，软化水箱20出口分为两路，一路连接低压变频栗21入口，低压变频栗21出口连接蒸汽发生器15壳侧入口，蒸汽发生器15壳侧出口分成两路，一路连接第一换热器3壳侧下部入口，该部分蒸汽流量与第一换热器3壳侧上部出口温度关联，另一路蒸汽外供。软化水箱20出口另一路连接第一高压变频栗22入口，第一高压变频栗22出口连接毛细管降压器16入
□ ο
[0033]3)集液箱18出口分成三路，集液箱下部第一路出口连接高压隔膜栗7入口，高压隔膜栗7出口通过阀门连接电加热器23。集液箱下部第二路出口连接第二高压变频栗24进入超临界水氧化反应器9内第四换热器10上部入口。集液箱下部第三路出口的水进行无污染排放。
[0034]请参阅图1所示，本发明的一种高浓度印染污泥超临界水氧化处理工艺，包括以下步骤:
[0035]1)污泥储罐1中含水率10%?30%，粘度大于50，OOOmPa.s的高浓度印染污泥通过螺杆栗2进入第一换热器3管侧，通过第一换热器3管侧反应后高浓度印染污泥流体的温度达到60°C以上，如果热量不够，通过产生的蒸汽进行补热，所需蒸汽流量由第一换热器3壳侧上部出口温度确定，使得污泥粘度降低到SOOOmPa-s以下，能够流动。随后污泥进入研磨栗4，研磨后的颗粒粒径小于70 μ m，而小于该粒径的不溶性固体通常不粘管壁，能够在输运管路中通过大于2m/s的高流速来实现悬浮输送，避免了后续输运管路的堵塞。研磨后的污泥进入第二换热器5内管加热至170°C以上，随后进入水热反应器6内停留30min以上，使得污泥中的有机物细胞破裂，胞内的大分子有机物释放并水解，发生热水解反应，粘度降低到lOOmPa.s以下，提高后续高压输送的稳定性；
[0036]2)启动时，打开电加热器23前阀门，集液箱18中的干净液体通过高压隔膜栗7进入加热器23，被电加热器23加热后进入反应器9，当反应器9内温度达到预热温度350-550°C时，关闭电加热器23前阀门，使得电加热器23内进始终为干净水而不进污泥，提高了电加热器23的稳定性。此时打开第三换热器8前阀门，开始正常运行进污泥；
[0037]3)正常运行时，高压隔膜栗7出口的污泥经过第三换热器8内管和第四换热器10管侧预热后和氧气一起进入超临界水氧化反应器9，超临界水氧化反应器9内物料从上到下流动，在超临界水氧化反应器9上部完成超临界水氧化反应，有机物完全降解，不溶解性的固体到达超临界水氧化反应器9下部锥段，而污泥中的可溶性盐在超临界水氧化反应器9内达到超临界条件，即温度大于374.15°C，压力大于22.12MPa后会析出，这部分析出的盐具有一定粘性。通过在第三换热器8上部入口引入少量集液箱18中的反应后干净流体，并且通过第四换热器10内管侧污泥的冷却，能够使得反应器9下部温度达到临界温度Tc=374.15°C以下，析出的可溶性盐再次溶解，同时，少量反应后流体的冲刷作用能够快速带走颗粒，从而避免底部锥段发生颗粒聚集堵塞。这样通过反应器9后，由于颗粒粒径小于70 μ m且都是粘性较小的不溶性颗粒，就能在后续输运管路能够通过大于2m/s的高流速实现悬浮输送，克服了传统超临界水氧化系统管路堵塞、盐沉积等问题。最后反应后流体通过超临界水氧化反应器9底部的锥底流出；
[0038]4)通过蒸汽发生器15管侧、第三换热器8外管、第二换热器5外管及第一换热器3管侧后的反应后流体温度在90°C以下，进一步通过毛细管降压器16内的摩擦阻力降压后压力可基本达到常压，同时毛细管降压器16入口进入的软化水能够改变毛细管降压器16内流量，继而精确调节压降，使得反应后流体准确降到常压，整个降压环节未引入阀门，克服了传统减压阀、背压阀等阀门降压方式的磨损、堵塞、降压不连续等问题。降压后的反应后流体再进入管道过滤器17，能够在线脱除污泥中的不溶性固体，这部分固体中不含有机物，可进行直接填埋或者焚烧处理，无二次污染；管道过滤器17过滤后的液体进入集液箱18。
【主权项】
1.一种高浓度印染污泥超临界水氧化处理系统，其特征在于，包括污泥储罐(1)，该污泥储罐(1)下部连接螺杆栗(2)入口，螺杆栗(2)出口连接第一换热器(3)壳侧下部入口，第一换热器(3)壳侧上部出口连接研磨栗(4)入口，研磨栗(4)的出口连接第二换热器(5)内管入口，第二换热器(5)内管出口连接水热反应器(6)下部入口，水热反应器(6)上部出口连接高压隔膜栗(7)入口 ；高压隔膜栗(7)出口通过阀门连接第三换热器⑶内管随后连接内置于超临界水氧化反应器(9)底部的第四换热器(10)的管侧，第四换热器(10)管侧出口连接超临界水氧化反应器(9)上部入口 ；液氧储槽(11)出口连接低温液氧栗(12)入口，低温液氧栗(12)出口连接液氧汽化器(13)入口，液氧汽化器(13)出口连接缓冲器(14)入口，缓冲器(14)出口连接超临界水氧化反应器(9)上部入口 ；超临界水氧化反应器(9)底部出口顺次连接蒸汽发生器(15)管侧、第三换热器(8)外管、第二换热器(5)外管及第一换热器(3)管侧，第一换热器(3)管侧出口连接毛细管降压器(16)入口，毛细管降压器(16)出口连接管道过滤器(17)入口，管道过滤器(17)出口连接集液箱(18)上部入口。2.根据权利要求1所述的一种高浓度印染污泥超临界水氧化处理系统，其特征在于，集液箱(18)出口分成三路，集液箱下部第一路出口连接高压隔膜栗(7)入口，高压隔膜栗(7)出口通过阀门连接电加热器(23);集液箱下部第二路出口连接第二高压变频栗(24)进入超临界水氧化反应器(9)内第四换热器(10)上部入口 ；集液箱下部第三路出口的水进行无污染排放。3.根据权利要求1所述的一种高浓度印染污泥超临界水氧化处理系统，其特征在于，自来水经过软化水制备单元(19)产生软化水存储于软化水箱(20)中，软化水通过低压变频栗(21)进入蒸汽发生器(15)壳侧，最后产生蒸汽，一部分蒸汽进入第一换热器(3)壳侧下部入口，该部分蒸汽流量与第一换热器(3)壳侧上部出口温度关联，剩余蒸汽外供。4.根据权利要求3所述的一种高浓度印染污泥超临界水氧化处理系统，其特征在于，软化水箱(20)出口连接第一高压变频栗(22)入口，第一高压变频栗(22)出口连接毛细管降压器(16)入口。5.根据权利要求1所述的一种高浓度印染污泥超临界水氧化处理系统，其特征在于，超临界水氧化反应器(9)下部存在锥底；超临界水氧化反应器(9)底部出口设置于锥底底部。6.根据权利要求1所述的一种高浓度印染污泥超临界水氧化处理系统，其特征在于，管道过滤器(17)为刷式或吸嘴式。7.—种高浓度印染污泥超临界水氧化处理系统，其特征在于，基于权利要求2至6中任一项所述的高浓度印染污泥超临界水氧化处理系统，包括以下步骤: 1)污泥储罐(1)中含水率10%?30%，粘度大于50，OOOmPa.s的高浓度印染污泥螺杆栗(2)进入第一换热器(3)管侧，通过第一换热器(3)管侧反应后高浓度印染污泥流体的温度达到60°C以上，粘度降低到8000mPa*s以下；随后进入研磨栗(4)，研磨后的颗粒粒径小于70 μπι，研磨后的污泥进入第二换热器(5)内管加热至170°C以上，随后进入水热反应器(6)内停留30min以上，发生热水解反应，使得粘度降低到lOOmPa.s以下，提高后续高压输送的稳定性； 2)启动时，打开电加热器(23)前阀门，集液箱(18)中的干净液体被电加热器(23)加热后进入反应器(9)，当反应器(9)内温度达到预热温度350-550°C时，关闭电加热器(23)前阀门，打开第三换热器(8)前阀门，开始正常运行进污泥； 3)正常运行时，高压隔膜栗(7)出口的污泥经过第三换热器(8)内管和第四换热器(10)管侧预热后和氧气一起进入超临界水氧化反应器(9)，在超临界水氧化反应器(9)上部完成超临界水氧化反应，有机物完全降解，无机盐析出，通过超临界水氧化反应器(9)底部第四换热器(10)管侧污泥的冷却以及集液箱(18)过来的反应后流体的冷却，使得超临界水氧化反应器(9)底部温度降低到水的临界温度以下，无机盐重新溶解，最后通过超临界水氧化反应器(9)底部的出口流出； 4)通过蒸汽发生器(15)管侧、第三换热器(8)外管、第二换热器(5)外管及第一换热器(3)管侧后的反应后流体温度在90°C以下，进一步通过毛细管降压器(16)内的摩擦阻力降压后压力达到常压，同时毛细管降压器(16)入口进入的软化水能够改变毛细管降压器(16)内流量，继而精确调节压降，使得反应后流体准确降到常压。
【专利摘要】本发明提供了一种高浓度印染污泥超临界水氧化处理系统及工艺，高浓度印染污泥通过研磨后，不溶性固体颗粒粒径降低，能够实现高流速悬浮输送，污泥进一步通过热水解，细胞破壁，粘度显著降低，能够稳定通过高压隔膜泵输送进入换热器预热达到所需温度，随后同氧气一起进入反应器上部入口，物料在从上向下的流动过程中完全反应，有机物降解，无机盐析出，通过第三换热器上部入口引入的少量反应后干净流体及第四换热器内管侧污泥的冷却，无机盐再次溶解，物料从反应器下部锥底流出加热软化水产生蒸汽并预热物料，降温后的反应后流体通过毛细管降压器的粗调节和流量的精条件实现降压，降压后的流体通过管道过滤器分离出固体最终汇集于集液箱中。
【IPC分类】C02F11/06
【公开号】CN105293856
【申请号】CN201510654400
【发明人】王树众, 钱黎黎, 唐兴颖, 孙盼盼, 任萌萌
【申请人】西安交通大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月10日