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Title:
METHOD FOR CONTROLLING DESALINATION AND SALT DISCHARGING IN SUPERCRITICAL WATER OXIDATION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/159533
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for controlling desalination and salt discharging in a supercritical water oxidation system. The system mainly consists of a heating furnace (1), a hydrocyclone (2), a buffer oxidation apparatus (3), an expander (4), and related control valves. Desalination control include two parts: the hydrocyclone (2) discharges salts to the buffer oxidation apparatus (3); and the buffer oxidation apparatus (3) discharges the salts to the expander (4), the salt discharging being an intermittent automatic operation. Through the salt storage function of a salt storage buffer tank of the hydrocyclone (2) and the buffer oxidation apparatus (3), and in conjunction with the switching control sequence among the valves, the supercritical water oxidation treatment system for organic wastes can perform desalination efficiently and continuously.

Inventors:
WANG SHUZHONG (CN)
ZHOU LU (CN)
XU DONGHAI (CN)
TANG XINGYING (CN)
MA HONGHE (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/085888
Publication Date:
October 31, 2013
Filing Date:
December 05, 2012
Export Citation:
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Assignee:
UNIV XI AN JIAOTONG (CN)
International Classes:
C02F1/58; B01J3/00; C02F1/02; C02F1/72
Foreign References:
CN102633351A2012-08-15
CN101580320A2009-11-18
CN101690935A2010-04-07
US20110108491A12011-05-12
Attorney, Agent or Firm:
XI'AN TONGDA PATENT AGENCY CO., LTD. (CN)
西安通大专利代理有限责任公司 (CN)
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Claims:
WO 2013/159533 权 禾!】 ^ 求 书 PCT/CN2012/085888

1 . 一种用于超临界水氧化系统脱盐排盐的控制方法, 其特征在于: 系统装备: 加热炉引出管道接水力旋流器入口, 水力旋流器上端的溢流 口连接返回加热炉的管道, 水力旋流器下部为储盐缓冲罐并连接自带的输送 电机, 储盐缓冲罐出口通过第一闽门连接缓冲氧化器, 缓冲氧化器自带有输 运电机, 缓冲氧化器的另一个进口通过第六闽门连接供氧管道, 缓冲氧化器 中设置有一个过滤器, 过滤器出口管道通过第二闽门与水力旋流器溢流口管 道连接, 缓冲氧化器下部出口通过第三闽门连接一个扩容器, 扩容器上部出 口通过第四闽门连接储料池, 扩容器下部出口通过第五闽门连接储盐池; 脱盐排盐控制方法包括以下歩骤:

( 1 ) 初始状态下, 第一闽门至第六闽门关闭, 水力旋流器输送电机和缓 冲氧化器输运电动停机;

( 2 ) 系统启动后, 有机废水进入水力旋流器入口, 缓慢打开第六闽门至 一定的开度, 向缓冲氧化器中充氧, 使缓冲氧化器中压力达到一定值, 然后 关闭第六闽门; 缓慢开启第二闽门, 使水力旋流器与缓冲氧化器压力相等; ( 3 ) 脱盐第一阶段:

开启第一闽门, 启动水力旋流器输送电机, 同时反转开启缓冲氧化器的 输运电机, 水力旋流器下部的盐被螺旋输送到缓冲氧化器中, 同时缓冲氧化 器中的高温高压超临界流体经过过滤器、 第二闽门与水力旋流器溢流流体相 汇合, 进入后续管路; 经过一段时间后, 停止输送电机和输运电机, 关闭第 一、 第二闽门门;

(4) 脱盐第二阶段:

开启第三闽门、 第四闽门, 正转开启缓冲氧化器的输送电机, 盐被螺旋 输送到扩容器, 汽化产生的蒸汽进入储料池, 干化后的盐通过第五闽门进入 储盐池;

( 5 ) 间歇式排盐阶段:

停止缓冲氧化器输运电机, 关闭第三闽门; 重复歩骤 (2 ) ; 待扩容器内 的压力达到常压后, 开启第五闽门, 排出干化后的盐, 然后进行填埋处理, 一段时间后, 关闭第五闽门, 开启第一闽门, 一次正常排盐操作完成。

2、 如权利要求 1所述的超临界水氧化系统脱盐排盐的控制方法, 其特征 在于: 所述第六闽门与缓冲氧化器连接之间还设有截止闽。

Description:
用于超临界水氧化系统脱盐排盐的控制方法 技术领域

本发明涉及废有机物的超临界水处理技术, 特别涉及一种用于废有机物的 超临界水处理系统中脱盐、 排盐的控制方法。 背景技术

超临界水氧化 (Supercritical Water Oxidation, 简称 SCWO) 技术是一种可 实现对多种有机废物进行深度氧化处理的技术 。 在超临界水中, 有机物能与 空气、 0 2 等无极性气体混溶形成均相反应体系, 实现有机物的高效快速分解, 生成小分子产物1¾0、 CO^BN 2 。 虽然在常温常压下, 大多数盐类在水中的溶 解度较大, 一般在几十 ~100g/L左右, 但是在临界水中, 无机盐在水中的溶解 度显著降低, 一般在 (1~100) xlO" 6 (质量分数)。 因此, 一般在无机盐很容 易从超临界水中析出。

在相关有机废物的 SCWO处理装置中,无机盐等沉淀造成的设备及 道堵 塞问题是影响 SCWO处理技术工业化的最大障碍之一。在 SCWO处理工业化应 用系统中,建立可实现连续、稳定运行的脱盐 系统对维持整个 SCWO处理系统 的安全运行具有重要意义,目前已成为 SCWO处理系统开发方面急需解决的核 心技术问题。现有 SCWO法处理有机废物的脱盐系统中,根据排盐 时间可分 为反应前脱盐和反应后脱盐, 系统流程上可分为连续式脱盐和间歇式脱盐, 操作条件类型可分为高压直接排盐和降压后排 盐。 实现连续稳定脱盐和采用 有效的降压降温方式是需要解决的关键问题。

高温高压的操作条件对有机废物 SCWO脱盐排盐系统的操作和控制提出 了严格的要求, 虽然目前已经提出了多种带有脱盐排盐的有机 废物 SCWO系 统, 但尚未有关于有机废物 SCWO脱盐排盐系统的控制方法的报道。 发明内容

为了实现有机废物的 SCWO处理系统中脱盐排盐的可靠运行,本发明 供 了一种机废物 SCWO处理系统用脱盐排盐的控制方法。

为达到以上目的, 本发明采取如下技术方案予以实现的: 系统装备: 加热炉引出管道接水力旋流器入口, 水力旋流器上端的溢流 口连接返回加热炉的管道, 水力旋流器下部为储盐缓冲罐并连接自带的输 送 电机, 储盐缓冲罐出口通过第一闽门连接缓冲氧化器 , 缓冲氧化器自带有输 运电机, 缓冲氧化器的另一个进口通过通过第六闽门连 接供氧管道, 缓冲氧 化器中设置有一个过滤器, 过滤器出口管道通过第二闽门与水力旋流器溢 流 口管道连接, 缓冲氧化器下部出口通过第三闽门连接一个扩 容器, 扩容器上 部出口通过第四闽门连接储料池, 扩容器下部出口通过第五闽门连接储盐池; 脱盐排盐控制方法包括以下歩骤:

( 1 ) 初始状态下, 第一闽门至第六闽门关闭, 水力旋流器输送电机和缓 冲氧化器输运电动停机;

( 2 ) 系统启动后, 有机废水进入水力旋流器入口, 缓慢打开第六闽门至 一定的开度, 向缓冲氧化器中充氧, 使缓冲氧化器中压力达到一定值, 然后 关闭第六闽门; 缓慢开启第二闽门, 使水力旋流器与缓冲氧化器压力相等;

( 3 ) 脱盐第一阶段:

开启第一闽门, 启动水力旋流器输送电机, 同时反转开启缓冲氧化器的 输运电机, 水力旋流器下部的盐被螺旋输送到缓冲氧化器 中, 同时缓冲氧化 器中的高温高压超临界流体经过过滤器、 第二闽门与水力旋流器溢流流体相 汇合, 进入后续管路; 经过一段时间后, 停止输送电机和输运电机, 关闭第 一、 第二闽门门;

(4) 脱盐第二阶段:

开启第三闽门、 第四闽门, 正转开启缓冲氧化器的输送电机, 盐被螺旋 输送到扩容器, 汽化产生的蒸汽进入储料池, 干化后的盐通过第五闽门进入 储盐池;

( 5 ) 间歇式排盐阶段:

停止缓冲氧化器输运电机, 关闭第三闽门; 重复歩骤 (2 ) ; 待扩容器内 的压力达到常压后, 开启第五闽门, 排出干化后的盐, 然后进行填埋处理, 一段时间后, 关闭第五闽门, 开启第一闽门, 一次正常排盐操作完成。

上述方法中, 所述第六闽门与缓冲氧化器连接之间还设有截 止闽。

本发明脱盐排盐方法可通过水力旋流器自带的 储盐缓冲罐和缓冲氧化器 的储盐作用, 以及配合闽门之间的切换控制顺序, 可实现有机废物超临界水 氧化处理系统高效、 连续脱盐。 附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一 歩的详细说明。

图 1是本发明实施例中有机废物 SCWO脱盐排盐系统控制方法示意图。

图中: 1.加热炉, 2.水力旋流器, 3.缓冲氧化器, 4.扩容器, 5.储盐池, 6. 储料池, 7.过滤器, 8.水力旋流器的螺旋输送电机, 9.缓冲氧化器的螺旋输运 电机, 10.水力旋流器出口的控制闽 VI, 11.过滤器出口的控制闽 V2, 12. 缓冲 氧化器出口的控制闽 V3, 13. 缓冲氧化器上部出口的控制闽 V4, 14. 缓冲氧 化器下部出口的控制闽 V5, 15.供氧管路上的控制闽 V6, 16. 供氧管路上的截 止闽 V7, PIC01.缓冲氧化器上的压力表, PI02. 扩容器上的压力表。 具体实施方式

参见图 1, SCWO处理有机废物的脱盐系统, 包括: 加热炉 1引出管道接水 力旋流器 2入口, 水力旋流器 2上端的溢流口连接返回加热炉 1的管道, 水力旋 流器 2下部为储盐缓冲罐并连接自带的螺旋输送电 8, 水力旋流器下部出口 连接一个缓冲氧化器 3顶部进口, 缓冲氧化器 3连接螺旋输运电机 9, 缓冲氧化 器 3的另一个进口连接供氧管道, 缓冲氧化器中设置有一个过滤器 7, 过滤器 7 出口管道与水力旋流器 2溢流口管道连接, 缓冲氧化器 3下部出口连接一个扩 容器 4, 扩容器 4上部出口连接储料池 6, 扩容器 4下部出口连接储盐池 5。

其中, 水力旋流器底部出口与缓冲氧化器入口之间设 置有控制闽 VI; 过 滤器出口连接加热炉的管路上设置有控制闽 V2; 缓冲氧化器出口与扩容器入 口之间设置有控制闽 V3; 扩容器上部出口与储料池之间设置有控制闽 V4; 扩 容器下部出口与储盐池之间设置有控制闽 V5 ; 缓冲氧化器上设置有压力表 PIC01 ; 扩容器上设置有压力表 PI02。

脱盐控制包括两部分: 水力旋流器 2排盐至缓冲氧化器 3; 缓冲氧化器 3 排盐至扩容器 4。

初始状态: 闽门 VI, V2, V3, V6, V7, V5 全部关闭; 水力旋流器 2 和缓冲氧化器 3自带的电动机 8、 9停机。

脱盐操作 1 : ( 1 ) 系统启动过程中, 进料由洁净水切换成有机废水后, 打开供氧管上 的闽门 V7, 缓慢打开闽门 V6至一定的开度, 向缓冲氧化器 3中充氧, 使缓 冲氧化器压力达到 4~5MPa, 然后关闭闽门 V6、 闽门 V7;

(2) 缓慢开启闽门 V2, 使水力旋流器与缓冲氧化器中的压力相等;

(3) 系统切换物料约 20min后, 开启闽门 VI, 开启水力旋流器 2的螺 旋输送电机 8, 同时开启缓冲氧化器螺旋输运电机 (行反转, 逆螺旋输送) , 水力旋流器 2下部的盐被输送到缓冲氧化器 3中, 同时缓冲氧化器 3中的超 临界流体 (工作温度、 压力分别为 400~500°C、 25~35MPa) 经过过滤器 7, 再经过闽门 V2与水力旋流器 2溢流流体相汇合, 进入后续管路;

(4) 水力旋流器的螺旋输送电机 8开启 lOmin后停机, 关闭闽门 VI。 脱盐操作 2:

关闭水力旋流器 2上的螺旋输送电机 8, 关闭缓冲氧化器 3上部的闽门 VI、 V2, 开启缓冲氧化器 3下部的闽门 V3, 启动缓冲氧化器 3上的螺旋输 运电机 9 (正向转动) , 盐被输送到扩容器 4 (出口闽门 V4先开启) , 汽化 产生的蒸汽进入储料池 6, 干化后的盐通过储盐池 5排出进行填埋处理。

间歇式排盐操作自动控制具体过程为:

( 1 ) 关闭闽门 VI、 V2;

(2) 然后缓慢开启闽门 V3, 切换缓冲氧化器 3上的螺旋输运电机 9进 行正转 (输出盐) , 缓慢将盐输送至扩容器 4;

(3) 含盐流体在扩容器 4中自由膨胀, 产生的蒸汽进入储料池 6, 干化 后的盐存在于扩容器 4的底部;

(4) 排盐结束后 (扩容器 4压力 PI02与缓冲氧化器 3的压力 PIC01基 本相等) , 停止缓冲氧化器 3上的螺旋输运电机 9, 关闭闽门 V3;

(5)打开闽门 V7, 缓慢打开闽门 V6至一定的开度, 向缓冲氧化器 3中 充氧, 使缓冲氧化器 3压力 PIC01达到一定值, 然后关闭闽门 V6、 V7;

(6) 缓慢开启闽门 V2, 使水力旋流器 2与缓冲氧化器 3压力相等;

(7) 待扩容器 4内部的压力 PI02达到常压后, 开启扩容器 4底部出口管上 的闽门 V5, 排出干化后的盐, 然后进行填埋处理, 一段时间后, 关闭闽门 V5;

(8) 关闭闽门 V5后, 开启闽门 VI, 完成一次正常排盐操作。