一種超臨界水氧化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及超臨界水氧化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超臨界水氧化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]超臨界水氧化處理技術(shù)是一種利用超臨界水作為介質(zhì)，在高溫高壓條件下，將物料(如廢水或污水)中所含的有機(jī)物用氧化劑分解成水、二氧化碳等簡單無毒的小分子化合物的處理技術(shù)。由于超臨界水氧化處理技術(shù)對物料中所含的有機(jī)物的清除率幾乎達(dá)到100%，且在全封閉狀態(tài)進(jìn)行，無二次污染，因此，超臨界水氧化處理技術(shù)日益受到人們的重視。
[0003]本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)中，超臨界水氧化處理所得的產(chǎn)物經(jīng)過降壓分離后，所得的高溫高壓氣體直接排放，導(dǎo)致超臨界水氧化系統(tǒng)的能源利用率較低，經(jīng)濟(jì)性不尚O
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種超臨界水氧化系統(tǒng)，用于提高超臨界水氧化系統(tǒng)的能源利用率。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的超臨界水氧化系統(tǒng)采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種超臨界水氧化系統(tǒng)包括氧化劑供應(yīng)單元、原料供應(yīng)單元、反應(yīng)單元和產(chǎn)物收集單元，所述氧化劑供應(yīng)單元的出氣口與所述反應(yīng)單元的進(jìn)氣口連接，所述原料供應(yīng)單元的出料口與所述反應(yīng)單元的進(jìn)料口連接，所述超臨界水氧化系統(tǒng)還包括能量回收單元，所述能量回收單元連接于所述反應(yīng)單元的出料口和所述產(chǎn)物收集單元的進(jìn)料口之間，所述能量回收單元用于回收反應(yīng)產(chǎn)物的能量以便再利用。
[0007]本實(shí)用新型提供一種如上所述的超臨界水氧化系統(tǒng)，由于該超臨界水氧化系統(tǒng)包括用于回收反應(yīng)產(chǎn)物的能量以便再利用的能量回收單元，從而能夠在收集產(chǎn)物之前，先將產(chǎn)物攜帶的能量(例如壓力能和熱能)回收，以使其再利用，可以有效避免超臨界水氧化系統(tǒng)的能量的浪費(fèi)，有助于提尚超臨界水氧化系統(tǒng)的能源利用率，達(dá)到提尚超臨界水氧化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性的目的。
【附圖說明】
[0008]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0009]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中的超臨界水氧化系統(tǒng)的示意圖。
[0010]附圖標(biāo)記說明:
[0011]I—氧化劑供應(yīng)單元； 2—原料供應(yīng)單元； 3—反應(yīng)單元；
[0012]4—產(chǎn)物收集單元； 5—能量回收單元；6—?dú)怏w檢測單元；
[0013]7—控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0015]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種超臨界水氧化系統(tǒng)，如圖1所示，該超臨界水氧化系統(tǒng)包括氧化劑供應(yīng)單元1、原料供應(yīng)單元2、反應(yīng)單元3、產(chǎn)物收集單元4和能量回收單元5，其中，氧化劑供應(yīng)單元I的出氣口與反應(yīng)單元3的進(jìn)氣口連接，原料供應(yīng)單元2的出料口與反應(yīng)單元3的進(jìn)料口連接，能量回收單元5連接于反應(yīng)單元3的出料口和產(chǎn)物收集單元4的進(jìn)料口之間，能量回收單元5用于回收反應(yīng)產(chǎn)物的能量以便再利用，從而使得上述超臨界水氧化系統(tǒng)能夠在收集產(chǎn)物之前，先將產(chǎn)物攜帶的能量(例如壓力能和熱能)回收，以使其再利用，可以有效避免超臨界水氧化系統(tǒng)的能量的浪費(fèi)，有助于提高超臨界水氧化系統(tǒng)的能源利用率，達(dá)到提尚超臨界水氧化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性的目的。
[0016]由于通常對原料(如含碳料漿)進(jìn)行超臨界水氧化處理后，所得的產(chǎn)物為由液體、固體和高溫高壓氣體組成的混合物，產(chǎn)物的能量主要為氣體的壓力能和熱能，因此，本實(shí)用新型實(shí)施例中的能量回收單元5包括壓力能回收裝置和/或熱能回收裝置，顧名思義，壓力能回收裝置用于回收氣體的壓力能，熱能回收裝置用于回收氣體的熱能。下面本實(shí)用新型實(shí)施例對壓力能回收裝置和熱能回收裝置的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述:
[0017]可選地，上述壓力能回收裝置包括汽輪機(jī)和/或膨脹機(jī)，汽輪機(jī)和膨脹機(jī)用于將氣體的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，將汽輪機(jī)和膨脹機(jī)的輸出端與超臨界水氧化系統(tǒng)中的需要提供動(dòng)力的裝置連接，即可使用汽輪機(jī)和膨脹機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)上述裝置，進(jìn)而能夠有效降低超臨界水氧化系統(tǒng)的能耗;或者，上述壓力能回收裝置包括透平發(fā)電機(jī)，透平發(fā)電機(jī)用于將氣體的壓力能轉(zhuǎn)化為電能，將透平發(fā)電機(jī)的輸出端與超臨界水氧化系統(tǒng)中的需要提供電力的裝置連接，即可使用透平發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能驅(qū)動(dòng)上述裝置，進(jìn)而能夠有效降低超臨界水氧化系統(tǒng)的能耗。其中，上述汽輪機(jī)、膨脹機(jī)和透平發(fā)電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相同，此處不再進(jìn)行贅述。
[0018]可選地，上述熱能回收裝置包括換熱器，換熱器用于將氣體的熱能傳遞給待加熱物質(zhì)。示例性地，當(dāng)待加熱物質(zhì)為水時(shí)，水在換熱器中吸收了產(chǎn)物的熱量后溫度升高，進(jìn)而可以直接作為制備原料時(shí)使用的熱水或者廠區(qū)的熱水使用。
[0019]需要說明的是，本實(shí)用新型實(shí)施例中的能量回收單元5還可以包括其他用以回收產(chǎn)物的能量的裝置，此處不再一一進(jìn)行贅述。另外，能量回收單元5包括的壓力能回收裝置和熱能回收裝置的具體結(jié)構(gòu)也不局限于以上幾種，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。
[0020]此外，如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中的超臨界水氧化系統(tǒng)還包括與產(chǎn)物收集單元4連接的氣體檢測單元6，氣體檢測單元6用于檢測反應(yīng)產(chǎn)物中的氣體組成，以準(zhǔn)確判斷反應(yīng)單元3中的反應(yīng)條件是否合適，反應(yīng)單元3中的原料是否反應(yīng)充分。示例性地，對原料進(jìn)行超臨界水氧化處理后，若氣體檢測單元6檢測出氣體中含有一氧化碳和烴類氣體(如甲烷)，說明反應(yīng)單元3中的氧氣的量較小，原料反應(yīng)不充分，貝Ij應(yīng)該適當(dāng)增加反應(yīng)單元3中的氧氣的量(例如增大氣體流量調(diào)節(jié)閥的開度)。
[0021]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型實(shí)施例中的氣體檢測單元6還可以用于對氣體中各氣體組成的量進(jìn)行檢測，以便更加準(zhǔn)確的對反應(yīng)單元3中的反應(yīng)條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。示例性地，若氣體中只含有二氧化碳、氧氣和氮?dú)?，且氧氣的量超過設(shè)定值時(shí)，則可以適當(dāng)減小反應(yīng)單元3中的氧氣的量(例如，減小氣體流量調(diào)節(jié)閥的開度)，以減輕對氧氣的浪費(fèi)，節(jié)約生產(chǎn)成本，若氣體中的氧氣的量未超過設(shè)定值時(shí)，則無需對反應(yīng)單元3中的氧氣的量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0022]需要說明的是，根據(jù)氣體檢測單元6檢測處的氣體組成對反應(yīng)單元3中的反應(yīng)條件的調(diào)節(jié)方式不局限于以上所述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。
[0023]進(jìn)一步地，為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)氣體檢測單元6檢測到的氣體組成對反應(yīng)單元3中的反應(yīng)條件進(jìn)行調(diào)節(jié)，如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例中的超臨界水氧化系統(tǒng)還包括控制器7，其中，控制器7分別與氣體檢測單元6、氧化劑供應(yīng)單元I信號(hào)連接，氣體檢測單元6完成對氣體組成的檢測后，氣體檢測單元6會(huì)根據(jù)其檢測到的氣體組成向控制器7發(fā)送反饋信息，控制器7會(huì)根據(jù)氣體檢測單元6檢測到的氣體的組成信息，通過控制氧化劑供應(yīng)單元I來調(diào)節(jié)反應(yīng)單元3中的反應(yīng)條件。示例性地，上述控制器7為可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，簡稱PLC)。
[0024]另外，在現(xiàn)有技術(shù)中的超臨界水氧化處理過程中，通常使用純氧作為氧化劑，但是本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于純氧中氧氣的濃度較高，從而使得使用純氧作為氧化劑時(shí)，對氧化劑輸送管道的要求很高，使得超臨界水氧化系統(tǒng)的成本高，且容易引發(fā)安全隱患，導(dǎo)致超臨界水氧化系統(tǒng)的安全性低，因此，本實(shí)用新型實(shí)施例中選擇氧化劑供應(yīng)單元I為富氧氣體供應(yīng)單元，富氧氣體供應(yīng)單元的出氣口與反應(yīng)單元3的進(jìn)氣口連接，用于向反應(yīng)單元3中通入富氧氣體，由于富氧氣體中氧氣的濃度比純氧中氧氣的濃度低，因此，富氧氣體在