專利名稱：用于超臨界水氧化系統脫鹽排鹽的控制方法
技術領域：
本發明涉及廢有機物的超臨界水處理技術，特別涉及一種用于廢有機物的超臨界水處理系統中脫鹽、排鹽的控制方法。
背景技術：
超臨界水氧化(Supercritical Water Oxidation,簡稱SCW0)技術是一種可實現對多種有機廢物進行深度氧化處理的技術。在超臨界水中，有機物能與空氣、O2等無極性氣體混溶形成均相反應體系，實現有機物的高效快速分解，生成小分子產物h20、CO2和n2。雖然在常溫常壓下，大多數鹽類在水中的溶解度較大，一般在幾十 100g/L左右，但是在臨界水中，無機鹽在水中的溶解度顯著降低，一般在(I 100)X10_6(質量分數)。因此，一般在無機鹽很容易從超臨界水中析出。在相關有機廢物的SCWO處理裝置中，無機鹽等沉淀造成的設備及管道堵塞問題是影響SCWO處理技術工業化的最大障礙之一。在SCWO處理工業化應用系統中，建立可實現連續、穩定運行的脫鹽系統對維持整個SCWO處理系統的安全運行具有重要意義，目前已成為SCWO處理系統開發方面急需解決的核心技術問題。現有SCWO法處理有機廢物的脫鹽系統中，根據排鹽的時間可分為反應前脫鹽和反應后脫鹽，系統流程上可分為連續式脫鹽和間歇式脫鹽，操作條件類型可分為高壓直接排鹽和降壓后排鹽。實現連續穩定脫鹽和采用有效的降壓降溫方式是需要解決的關鍵問題。高溫高壓的操作條件對有機廢物SCWO脫鹽排鹽系統的操作和控制提出了嚴格的要求，雖然目前已經提出了多種帶有脫鹽排鹽的有機廢物SCWO系統，但尚未有關于有機廢物SCWO脫鹽排鹽系統的控制方法的報道。
發明內容
為了實現有機廢物的SCWO處理系統中脫鹽排鹽的可靠運行，本發明提供了一種機廢物SCWO處理系統用脫鹽排鹽的控制方法。為達到以上目的，本發明采取如下技術方案予以實現的一種用于超臨界水氧化系統脫鹽排鹽的控制方法，其特征在于系統裝備加熱爐引出管道接水力旋流器入口，水力旋流器上端的溢流口連接返回加熱爐的管道，水力旋流器下部為儲鹽緩沖罐并連接自帶的輸送電機，儲鹽緩沖罐出口通過第一閥門連接緩沖氧化器，緩沖氧化器自帶有輸運電機，緩沖氧化器的另一個進口通過通過第六閥門連接供氧管道，緩沖氧化器中設置有一個過濾器，過濾器出口管道通過第二閥門與水力旋流器溢流口管道連接，緩沖氧化器下部出口通過第三閥門連接一個擴容器，擴容器上部出口通過第四閥門連接儲料池，擴容器下部出口通過第五閥門連接儲鹽 池；脫鹽排鹽控制方法包括以下步驟(I)初始狀態下，第一閥門至第六閥門關閉，水力旋流器輸送電機和緩沖氧化器輸運電動停機；(2)系統啟動后，有機廢水進入水力旋流器入口，緩慢打開第六閥門至一定的開度，向緩沖氧化器中充氧，使緩沖氧化器中壓力達到一定值，然后關閉第六閥門；緩慢開啟第二閥門，使水力旋流器與緩沖氧化器壓力相等；(3)脫鹽第一階段開啟第一閥門，啟動水力旋流器輸送電 機，同時反轉開啟緩沖氧化器的輸運電機，水力旋流器下部的鹽被螺旋輸送到緩沖氧化器中，同時緩沖氧化器中的高溫高壓超臨界流體經過過濾器、第二閥門與水力旋流器溢流流體相匯合，進入后續管路；經過一段時間后，停止輸送電機和輸運電機，關閉第一、第二閥門門；(4)脫鹽第二階段開啟第三閥門、第四閥門，正轉開啟緩沖氧化器的輸送電機，鹽被螺旋輸送到擴容器，汽化產生的蒸汽進入儲料池，干化后的鹽通過第五閥門進入儲鹽池；(5)間歇式排鹽階段停止緩沖氧化器輸運電機，關閉第三閥門；重復步驟(2);待擴容器內的壓力達到常壓后，開啟第五閥門，排出干化后的鹽，然后進行填埋處理，一段時間后，關閉第五閥門，開啟第一閥門，一次正常排鹽操作完成。上述方法中，所述第六閥門與緩沖氧化器連接之間還設有截止閥。本發明脫鹽排鹽方法可通過水力旋流器自帶的儲鹽緩沖罐和緩沖氧化器的儲鹽作用，以及配合閥門之間的切換控制順序，可實現有機廢物超臨界水氧化處理系統高效、連續脫鹽。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步的詳細說明。圖I是本發明實施例中有機廢物SCWO脫鹽排鹽系統控制方法示意圖。圖中1.加熱爐，2.水力旋流器，3.緩沖氧化器，4.擴容器，5.儲鹽池，6.儲料池，7.過濾器，8.水力旋流器的螺旋輸送電機，9.緩沖氧化器的螺旋輸運電機，10.水力旋流器出口的控制閥VI，11.過濾器出口的控制閥V2，12.緩沖氧化器出口的控制閥V3，13.緩沖氧化器上部出口的控制閥V4，14.緩沖氧化器下部出口的控制閥V5，15.供氧管路上的控制閥V6，16.供氧管路上的截止閥V7，PIC01.緩沖氧化器上的壓力表，PI02.擴容器上的壓力表。
具體實施例方式參見圖1，SCffO處理有機廢物的脫鹽系統，包括加熱爐I引出管道接水力旋流器2入口，水力旋流器2上端的溢流口連接返回加熱爐I的管道，水力旋流器2下部為儲鹽緩沖罐并連接自帶的螺旋輸送電機8，水力旋流器下部出口連接一個緩沖氧化器3頂部進口，緩沖氧化器3連接螺旋輸運電機9，緩沖氧化器3的另一個進口連接供氧管道，緩沖氧化器中設置有一個過濾器7，過濾器7出口管道與水力旋流器2溢流口管道連接，緩沖氧化器3下部出口連接一個擴容器4，擴容器4上部出口連接儲料池6，擴容器4下部出口連接儲鹽池5。
其中，水力旋流器底部出口與緩沖氧化器入口之間設置有控制閥Vl ;過濾器出口連接加熱爐的管路上設置有控制閥V2 ;緩沖氧化器出口與擴容器入口之間設置有控制閥V3 ;擴容器上部出口與儲料池之間設置有控制閥V4 ;擴容器下部出口與儲鹽池之間設置有控制閥V5 ;緩沖氧化器上設置有壓力表PICOl ;擴容器上設置有壓力表PI02。
脫鹽控制包括兩部分水力旋流器2排鹽至緩沖氧化器3 ;緩沖氧化器3排鹽至擴容器4。初始狀態閥門VI，V2，V3，V6，V7，V5全部關閉；水力旋流器2和緩沖氧化器3自帶的電動機8、9停機。脫鹽操作I :(I)系統啟動過程中，進料由潔凈水切換成有機廢水后，打開供氧管上的閥門V7，緩慢打開閥門V6至一定的開度，向緩沖氧化器3中充氧，使緩沖氧化器壓力達到4 5MPa，然后關閉閥門V6、閥門V7;(2)緩慢開啟閥門V2，使水力旋流器與緩沖氧化器中的壓力相等；(3)系統切換物料約20min后，開啟閥門VI，開啟水力旋流器2的螺旋輸送電機8，同時開啟緩沖氧化器螺旋輸運電機(行反轉，逆螺旋輸送)，水力旋流器2下部的鹽被輸送到緩沖氧化器3中，同時緩沖氧化器3中的超臨界流體(工作溫度、壓力分別為400 500°C、25 35MPa)經過過濾器7，再經過閥門V2與水力旋流器2溢流流體相匯合，進入后續管路；(4)水力旋流器的螺旋輸送電機8開啟IOmin后停機，關閉閥門VI。脫鹽操作2 關閉水力旋流器2上的螺旋輸送電機8，關閉緩沖氧化器3上部的閥門VI、V2，開啟緩沖氧化器3下部的閥門V3，啟動緩沖氧化器3上的螺旋輸運電機9 (正向轉動)，鹽被輸送到擴容器4 (出口閥門V4先開啟)，汽化產生的蒸汽進入儲料池6，干化后的鹽通過儲鹽池5排出進行填埋處理。間歇式排鹽操作自動控制具體過程為(I)關閉閥門 V1、V2 ;(2)然后緩慢開啟閥門V3，切換緩沖氧化器3上的螺旋輸運電機9進行正轉(輸出鹽)，緩慢將鹽輸送至擴容器4 ；(3)含鹽流體在擴容器4中自由膨脹，產生的蒸汽進入儲料池6，干化后的鹽存在于擴容器4的底部；(4)排鹽結束后(擴容器4壓力PI02與緩沖氧化器3的壓力PICOl基本相等)，停止緩沖氧化器3上的螺旋輸運電機9，關閉閥門V3 ；(5)打開閥門V7，緩慢打開閥門V6至一定的開度，向緩沖氧化器3中充氧，使緩沖氧化器3壓力PICOl達到一定值，然后關閉閥門V6、V7 ；(6)緩慢開啟閥門V2，使水力旋流器2與緩沖氧化器3壓力相等；(7)待擴容器4內部的壓力PI02達到常壓后，開啟擴容器4底部出口管上的閥門V5，排出干化后的鹽，然后進行填埋處理，一段時間后，關閉閥門V5 ；(8)關閉閥門V5后，開啟閥門VI，完成一次正常排鹽操作。
權利要求
1.一種用于超臨界水氧化系統脫鹽排鹽的控制方法，其特征在于 系統裝備加熱爐引出管道接水力旋流器入口，水力旋流器上端的溢流口連接返回加熱爐的管道，水力旋流器下部為儲鹽緩沖罐并連接自帶的輸送電機，儲鹽緩沖罐出口通過第一閥門連接緩沖氧化器，緩沖氧化器自帶有輸運電機，緩沖氧化器的另一個進口通過通過第六閥門連接供氧管道，緩沖氧化器中設置有一個過濾器，過濾器出口管道通過第二閥門與水力旋流器溢流口管道連接，緩沖氧化器下部出口通過第三閥門連接一個擴容器，擴容器上部出口通過第四閥門連接儲料池，擴容器下部出口通過第五閥門連接儲鹽池； 脫鹽排鹽控制方法包括以下步驟 (1)初始狀態下，第一閥門至第六閥門關閉，水力旋流器輸送電機和緩沖氧化器輸運電動停機； (2)系統啟動后，有機廢水進入水力旋流器入口，緩慢打開第六閥門至一定的開度，向緩沖氧化器中充氧，使緩沖氧化器中壓力達到一定值，然后關閉第六閥門；緩慢開啟第二閥門，使水力旋流器與緩沖氧化器壓力相等； (3)脫鹽第一階段 開啟第一閥門，啟動水力旋流器輸送電機，同時反轉開啟緩沖氧化器的輸運電機，水力旋流器下部的鹽被螺旋輸送到緩沖氧化器中，同時緩沖氧化器中的高溫高壓超臨界流體經過過濾器、第二閥門與水力旋流器溢流流體相匯合，進入后續管路；經過一段時間后，停止輸送電機和輸運電機，關閉第一、第二閥門門； (4)脫鹽第二階段 開啟第三閥門、第四閥門，正轉開啟緩沖氧化器的輸送電機，鹽被螺旋輸送到擴容器，汽化產生的蒸汽進入儲料池，干化后的鹽通過第五閥門進入儲鹽池； (5)間歇式排鹽階段 停止緩沖氧化器輸運電機，關閉第三閥門；重復步驟(2);待擴容器內的壓力達到常壓后，開啟第五閥門，排出干化后的鹽，然后進行填埋處理，一段時間后，關閉第五閥門，開啟第一閥門，一次正常排鹽操作完成。
2.如權利要求I所述的超臨界水氧化系統脫鹽排鹽的控制方法，其特征在于所述第六閥門與緩沖氧化器連接之間還設有截止閥。
全文摘要
本發明涉及一種用于超臨界水氧化系統脫鹽排鹽的控制方法，其特征在于系統裝備主要由加熱爐、水力旋流器、氧化緩沖罐、擴容器等及相關控制閥門組成。脫鹽控制包括兩部分水力旋流器排鹽至緩沖氧化器；緩沖氧化器排鹽至擴容器，排鹽為間歇式自動操作。本發明可通過水力旋流器自帶的儲鹽緩沖罐和緩沖氧化器的儲鹽作用，以及配合閥門之間的切換控制順序，可實現有機廢物超臨界水氧化處理系統高效、連續脫鹽。
文檔編號C02F1/72GK102633351SQ201210120218
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月23日
發明者周璐, 唐興穎, 徐東海, 王樹眾, 馬紅和 申請人:西安交通大學