一种超临界水氧化处理系统的制作方法

本实用新型涉及超临界水处理技术领域，尤其涉及一种超临界水氧化处理系统。

背景技术：

超临界水处理技术是一种对废水、污水、剩余污泥等进行处理的技术。该技术利用了水在超临界状态下所具有的特殊性质，使废水、污水、剩余污泥等中的有机物完全溶解在超临界水中，并和氧化剂发生氧化反应，从而将有机物降解转化成无害物质。

目前，超临界水氧化处理系统通常都是以建设厂房或者固定设备的形式存在，因此废水、污水、剩余污泥等这些待处理的原料需要被运输到定点位置进行集中处理。

不足的是，因超临界水氧化处理系统无法移动，从而会给废水等的处理过程带来许多不便。例如，对于一些泄露风险较高的废水等或者产量较大的废水等，增加了运输难度；又如，对于一些废水等产量较少，但废水等分布比较分散的小企业或者园区，在进行废水等处理时，就会特别的繁琐。

技术实现要素：

为克服上述现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种超临界水氧化处理系统，以实现超临界水氧化处理系统的可移动性。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的提供了一种超临界水氧化处理系统，所述超临界水氧化处理系统包括：进料装置、反应装置、供气装置和多根连接管，所述进料装置、所述反应装置和所述供气装置分别撬装在对应的可移动撬体上，使用时，所述反应装置通过若干所述连接管与所述进料装置相连，所述反应装置还通过若干所述连接管与所述供气装置相连。

上述超临界水氧化处理系统，将进料装置、反应装置和供气装置分别撬装在可移动撬体上，在使用超临界水氧化处理系统对废水等进行处理时，可通过若干连接管将各装置连接在一起，以形成完整的超临界水氧化处理系统；使用后，又可将连接管从各装置上拆卸下来，从而方便对各装置进行随时随地单独移动，以移动至作业现场，并重新组装，进而实现了超临界水氧化处理系统的可移动性，而且上述超临界水氧化处理系统各装置之间的拆卸、组装和移动都较容易实现，从而简化了废水等处理过程中的一些工作。

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，下面将对实施例或现有技术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中的超临界水氧化处理系统的模块结构图；

图2为本实用新型实施例中的进料装置的模块结构图；

图3为本实用新型实施例中的反应装置的模块结构图；

图4为本实用新型实施例中的供气装置的模块结构图。

附图标记：

10-进料装置； 101-第一原料管道接口；

111-原料储罐； 112-第一低压泵；

102-第一辅助燃料管道接口； 121-辅助燃料储罐；

122-第二低压泵； 103-第一水管道接口；

131-水储罐； 132-第三低压泵；

104-第一泄放管道接口； 14-泄放结构；

20-反应装置； 201-第二原料管道接口；

211-第一高压泵； 202-第二辅助燃料管道接口；

212-第二高压泵； 203-第二水管道接口；

213-第三高压泵； 204-第一富氧管道接口；

205-第二泄放管道接口； 21-加热结构；

22-反应器主体； 23-换热结构；

24-分离结构； 241-气体产物出口；

242-液固产物出口； 30-供气装置；

301-第二富氧管道接口； 301-进气口；

31-富氧制备结构； 32-增压结构；

33-富氧缓冲罐。

具体实施方式

为使本实用新型所提出的技术方案的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图，对本实用新型所提出的技术方案的实施例进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是所提出的技术方案的一部分实施例，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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。

参见图1，本实用新型实施例一种超临界水氧化处理系统，该超临界水氧化处理系统主要包括进料装置10、反应装置20和供气装置30，其中，进料装置10撬装在可移动撬体上，主要用于为超临界水氧化反应提供各种物料；反应装置20撬装在另一个可移动撬体上，反应装置20是超临界水氧化处理系统的关键部分，主要用于发生超临界水氧化反应；相应的，供气装置30也撬装在一个可移动撬体上，主要用于为超临界水氧化反应提供反应所需的富氧气体，即氧化剂。进料装置10、反应装置20和供气装置30能够在使用时通过多根连接管组装成一个整体，以形成一个完整的发生超临界水氧化反应的系统，根据各装置的作用，进料装置10与反应装置20相连，以将各种物料送入反应装置20，供气装置30也与反应装置20相连，以将富氧气体送入反应装置20，在组装过程中，可根据各装置的具体情况，使用若干连接管将各装置连接在一起。

上述超临界水氧化处理系统将进料装置10、反应装置20和供气装置30分别撬装在对应的可移动撬体上，从而实现了各装置的可移动性，以对各装置随时随地进行单独地移动，同时各装置之间能够通过连接管连接，实现了各装置之间的拆卸和组装，因此，综上所述，本实施例中的超临界水氧化处理系统能够被移动至各个场所，并可以在各场所进行现场组装，从而，一些泄露风险较高，或者分布较分散的废水等就可以就地被处理，减少了一些运输等方面的困难，而且在一定程度上简化了废水等的处理工作。

参见图2，由上述内容可知，进料装置10可将各种物料送入反应装置20中，基于此，优选的，进料装置10可包括提供发生反应所需原料的原料供应结构，同时在进料装置10上还设置有用于原料供应结构和反应装置20相连的第一原料管道接口101，原料供应结构连接第一原料管道接口101，连接管的一端可连接在第一原料管道接口101上，另一端连接反应装置20。

进一步的，还可在原料供应结构上连接一原料预处理结构，用于提前对原料进行处理，以满足超临界水氧化反应的状态，从而利于反应的发生，这里可根据原料的种类、生产需求等实际情况对原料进行不同形式的预处理，在此不再赘述。

更进一步的，为了完成原料的输送，原料供应结构可包括原料储罐111和第一低压泵112，第一低压泵112的入口与原料储罐111相连，第一低压泵112的出口与第一原料管道接口101相连。其中，原料储罐111用于存储原料，而第一低压泵112能够将原料储罐111中的原料输送至反应装置20中。

超临界水氧化反应是指有机物在超临界水中发生氧化反应，而超临界水是指温度在374℃、压力在22.1MPa以上的水的一种状态，因此，为了使达到374℃以上的反应温度，参见图2，进料装置10还可包括辅助燃料供应结构，以向反应装置20供应辅助燃料，从而通过辅助燃料的燃烧来向反应装置20提供热量，以达到反应温度。对应的，进料装置10还设置有用于辅助燃料供应结构和反应装置20相连的第一辅助燃料管道接口102，辅助燃料供应结构连接第一辅助燃料管道接口102，连接管的一端可连接在第一辅助燃料管道接口102上，另一端连接反应装置20。

进一步的，还可在辅助燃料供应结构上连接一辅助燃料预处理结构，以提前对辅助燃料进行处理，以供应相应的热量来满足反应超临界水氧化反应的状态，从而利于反应的发生，这里可根据辅助燃料的种类、生产需求等实际情况对辅助燃料进行不同形式的预处理，在此不再赘述。

更进一步的，为了将辅助燃料输送至反应装置20，辅助燃料供应结构可包括辅助燃料储罐121和第二低压泵122，第二低压泵122的入口与辅助燃料储罐121相连，第二低压泵122的出口与第一辅助燃料管道接口102相连。其中，辅助燃料储罐121用于存储辅助燃料，而第二低压泵122能够将辅助燃料储罐121中的辅助燃料输送至反应装置20中。

由于超临界水氧化反应是在高温高压条件下发生的，因此超临界水氧化反应所产生的产物也是高温高压状态的，为了进一步对产物进行处理，同时为了平衡整个超临界水氧化处理系统的压力，则需要对产物采取降温降压措施，优选的，可采用水与产物进行混合。参见图2，因此，进料装置10还可包括水供应结构，以向反应装置20供应水(优选为清洁水)，相应的，进料装置10还设置有用于水供应结构和反应装置20相连的第一水管道接口103，水供应结构连接第一水管道接口103，连接管的一端可连接在第一水管道接口103上，另一端连接反应装置20。

进一步的，为了将水输送至反应装置20，水供应结构可包括水储罐131和第三低压泵132，第三低压泵132的入口与水储罐131相连，第三低压泵132的出口与第一水管道接口103相连。其中，水储罐131用于存储水，而第三低压泵132能够将水储罐131中的水输送至反应装置20中。

需要说明的是，在向反应装置20输送物料的过程中，进料装置10的设备环境以及物料本身均为低压状态，还都不具备反应的高压条件，因此为了完成输送动作，进料装置10中的输送设备均优选为低压泵。

参见图2，特别的，当超临界水氧化反应处理系统在运行的过程中，发生了故障，或者因非正常操作而引起非正常运行时，为了保证安全，需要对反应装置20内的物料进行泄放处理，对此，超临界水氧化反应处理系统还可包括泄放装置，该泄放装置与进料装置10一起撬装在同一可移动撬体上，泄放装置包括泄放结构14，泄放装置上设置有用于泄放结构14与反应装置20连接的第一泄放管道接口104，泄放结构14连接第一泄放管道接口104，连接管的一端可连接在第一泄放管道接口104上，另一端连接反应装置20。当超临界水氧化反应处理系统处于非正常状态时，反应装置20中的物料通过与泄放结构14之间的连接管泄放至泄放结构14中。可选的，该泄放结构14为一储罐，以用于存储从反应装置20泄放过来的物料，以进行后续处理。

参见图3，优选的，基于上述进料装置10的结构，反应装置20可设置有与进料装置10上各接口对应的接口，以通过每根连接管分别连接在相对应的两个接口上，从而实现进料装置10和反应装置20之间的连接。

具体的，反应装置20上可设置有第二原料管道接口201，上述连接在第一原料管道接口101的连接管，其一端连接在第一原料管道接口101上，另一端连接在反应装置20的位置为第二原料管道接口201。

反应装置20上可设置有第二辅助燃料管道接口202，上述连接在第一辅助燃料管道接口102的连接管，其一端连接在第一辅助燃料管道接口102上，另一端连接在反应装置20的位置为第二辅助燃料管道接口202。

反应装置20上可设置有第二水管道接口203，上述连接在第一水管道接口103的连接管，其一端连接在第一水管道接口103上，另一端连接在反应装置20的位置为第二水管道接口203。

由此可以看出，上述多组相应的接口实现了进料装置10和反应装置20之间的连接。

不难想到，可在反应装置20上设置第一富氧管道接口204，以实现反应装置20和供气装置30之间的连接，连接管的一端可连接在第一富氧管道接口204上，另一端连接供气装置30，从而供气装置30通过该连接管将富氧气体输送至反应装置20中。

反应装置20需为发生超临界水氧化反应提供必要的反应条件，优选的，反应装置20可包括加热结构21、反应器主体22、换热结构23和分离结构24，加热结构21、反应器主体22、换热结构23和分离结构24依次相连。

其中，加热结构21用于加热辅助燃料，从而为发生超临界水氧化反应提供温度条件，可选的，加热结构21的入口与第二辅助燃料管道接口202相连，以通过对应的连接管获取进料装置10中的辅助燃料。

反应器主体22用于发生超临界水氧化反应，可选的，反应器主体22的入口与加热结构21的出口相连，以从加热结构21获取温度并开始发生反应，反应器主体22的入口还与第二原料管道接口201相连，以通过对应的连接管获取进料装置10中的原料，反应器主体22的入口还与第一富氧管道接口204相连，以通过对应的连接管获取供气装置30中的富氧气体。

反应器主体22和加热结构21关系密切，加热结构21可以看作是反应器主体22的启动器，在反应器主体22需要发生超临界水氧化反应时，加热结构21内辅助燃料的燃烧所产生的热量能够为超临界水氧化反应提供必要的温度，从而使反应器主体22内建立热量平衡，促使在原料和氧化剂同时进入反应器主体22时氧化反应的发生，进而将反应器主体22启动。实际操作中，可选用冷启动方式。加热结构21还可以在反应过程中，实时地为反应器主体22中供应热量，以保证反应的进行，当然了，超临界水氧化反应本身会释放大量的热量，也可以满足反应所需温度，而加热结构21只需在热量不足时进行供应，这样，也减少了辅助燃料以及能源的浪费。

换热结构23用于降低超临界水氧化反应所产生的产物的温度，可选的，换热结构23的入口与反应器主体22的出口相连，同时换热结构23的入口还与第二水管道接口203相连，以通过相应的连接管获取水，从而从反应器主体22出来的产物经换热结构23后完成降温，同时可以对系统压力进行调控。

需要说明的是，第二水管道接口203连接在换热结构23入口处，可以在产物进入换热结构23之前，第二水管道接口203内的水对产物首先进行一次降温，产物进入换热结构23后再进行二次降温，从而实现多级降温；第二水管道接口203还可连接在反应器主体22的出口处，或者连接在反应器主体22的出口和换热结构23的入口之间，从而经反应器主体22的出口出来的产物可首先经第二水管道接口203内流经的水完成一次降温，然后再在换热结构23中进行二次降温。当然了，第二水管道接口203连接在换热结构23入口处，也可以是第二水管道接口203内的水直接进入换热结构23，产物从反应器主体22出来后直接进入换热结构23，从而实现一次性降温降压。补充一点，本实施例中的换热结构23也可采用其它降温方式。

分离结构24用于分离超临界水氧化反应所产生的产物中的气体产物和液固产物，并排出超临界水氧化处理系统，以进行下一步的回收或利用。可选的，分离结构24的入口与换热结构23的出口相连，分离结构24包括两个出口，分别为气体产物出口241和液固产物出口242。

这里需要解释的是，在利用超临界水氧化反应对废水等进行处理时，产生的产物当中，包括有机物发生氧化反应生成的二氧化碳、氮气和水等气体产物，以及其它以无机盐等形式存在于水中的液固产物，从而需要分离结构24对这些产物进行分离。

由超临界水氧化反应的反应条件可知，反应装置20内部主要为高压环境，当进料装置10的物料被输送至反应装置20时，物料从低压环境进入高压环境，为了使物料能够充分被送入反应装置20对应的各结构，还可在反应装置20中设置高压泵，例如：

在第二原料管道接口201和反应器主体22之间连接第一高压泵211，第一高压泵211能够将进料装置10内的原料经第二原料管道接口201输送至反应器主体22内；

在第二辅助燃料管道接口202和加热结构21之间连接第二高压泵212，第二高压泵212能够将进料装置10内的辅助燃料经第二辅助燃料管道接口202输送至加热结构21内；

在第二水管道接口203和换热结构23之间连接第三高压泵213，第三高压泵213能够将进料装置10内的水经第二水管道接口203输送至换热结构23内或者输送至反应器主体22和换热结构23之间的管路等。

对于上述设置有第一泄放管道接口104的泄放装置，还可在反应装置20上设置与第一泄放管道接口104对应的第二泄放管道接口205，以使一端连接在第一泄放管道接口104上的连接管，其另一端通过连接在第二泄放管道接口205上，来将泄放装置的泄放结构14与反应装置20连接，进而在系统发生异常的情况下，反应装置20中的物料能够通过连接管泄放至泄放装置中的泄放结构14。

在反应装置20中，根据生产运行需要，还可以增加其它辅助用水结构，以用于清洁产物、平衡气压等，从而确保超临界水氧化处理系统的稳定运行。

参见图4，供气装置30为反应装置20提供反应所需要的富氧气体，与反应装置20上的第一富氧管道接口204对应的，可在供气装置30上设置第二富氧管道接口301，以使一端连接在第一富氧管道接口204上的连接管，其另一端连接在第二富氧管道接口301上，从而将反应装置20和供气装置30连接，进而反应装置20中的反应器主体22能够通过连接管获取供气装置30中的富氧气体，以为超临界水氧化反应提供氧化剂。

优选的，供气装置30包括：依次相连的富氧制备结构31、增压结构32和富氧缓冲罐33；其中，

富氧制备结构31的入口为进气口302，该进气口302可通入一些制备富氧气体的物料(如：空气)，富氧制备结构31用于制备发生超临界水氧化反应所需要的富氧气体；

增压结构32的入口连接富氧制备结构31的出口，富氧制备结构31所制备的富氧气体在增压结构3中进行增压，以达到发生超临界水氧化反应所需要的高压条件，从而向反应装置20提供高压富氧气体；

富氧缓冲罐33的入口与增压结构32的出口连接，富氧缓冲罐33出口与第二富氧管道接口301连接，经增压的富氧气体被存储在富氧缓冲罐33内，从而富氧缓冲罐33内的高压富氧气体通过连接在第二富氧管道接口301上的连接管进入反应装置20中。具体的，富氧气体可进入上述反应器主体22中，以发生超临界水氧化反应。

本实施例中，选用了富氧气体作为超临界水氧化反应的反应物，目的是在于制备反应物时，降低对选用的原材料的苛刻性，例如，可选用空气作为制备反应物的原材料，相对容易实现。同时，选用富氧气体作为超临界水氧化反应的反应物，降低超临界水氧化处理系统运行时的危险性，例如避免了因氧气气压过大，而引起的一些事故等。在系统做好安全设计、防护的基础上，也可选用纯氧作为氧化剂。

需要说明的是，在本实施例所提供的图2～图4中，箭头所指方向表示超临界水氧化处理系统在运行时，各物料在各结构之间的流动方向。

在组装各装置时，首先利用可移动的撬体将各装置放置在作业位置，然后可通过法兰连接或焊接的形式将多根连接管连接在各装置之间，为了降低组装时的难度，连接管可以为软连接管线，这样，对各装置的位置要求就不需要那么精确。

进一步的，超临界水氧化处理系统还包括仪表装置，以实时检测和监控各装置的运行状态等，保证超临界水氧化处理系统的安全运行。同样的，为了实现超临界水氧化处理系统的可移动性，可将仪表装置撬装在对应的可移动撬体上，同时，仪表装置与进料装置10、反应装置20和供气装置30均相连，可选的，在仪表装置、进料装置10、反应装置20和供气装置30上分别设置相应的线路接头，以通过线路连接在对应装置上的线路接头，来连接各装置，从而方便了仪表装置和各装置之间的拆卸和组装。

在本实施例中，超临界水氧化处理系统在运行中，均需要为各装置配电，因此，超临界水氧化处理系统还包括配电装置，同样的，为了实现超临界水氧化处理系统的可移动性，可将配电装置撬装在对应的可移动撬体上，同时，配电装置与进料装置10、反应装置20和供气装置30及仪表装置均相连，可选的，在配电装置、进料装置10、反应装置20、供气装置30和仪表装置上分别设置相应的线路接头，以通过线路连接在对应装置上的线路接头，来连接各装置，从而方便了配电装置和各装置之间的拆卸和组装。

或者，可将配电装置和仪表装置作为一个整体，撬装在一个可移动撬体上，并将该整体分别与进料装置10、反应装置20和供气装置30连接。

在本实施例中，可将超临界水氧化处理系统所包括的各部分均装载于运输车辆上，以对超临界水氧化处理系统进行整体运输和控制，从而通过运输车辆对超临界水氧化处理系统的转移，实现上门服务于需要进行废水废物等处理的企业或者园区。同时，超临界水氧化处理系统的每个部分的规格尺寸设计均满足道路运输要求。

除此之外，还可以通过吊装的方式将超临界水氧化处理系统的各部分放置于作业位置。

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。