廢水的混合除鹽方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種原料廢水進入反應器處理前進行脫鹽預處理的方法和裝置，將原料廢水與少量氧化劑混合，使溫度調節到超臨界狀態，將鹽類成分進行分離的裝置和方法。原料廢水通過本發明專利技術所述的裝置和方法可以除去大部分溶解于原料廢水中的鹽分，防止后續的原料廢水超臨界水處理系統的堵塞。還可以通過設置耐腐蝕/磨蝕襯層，達到抗腐蝕/磨蝕效果，延長設備使用壽命。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種廢水的混合除鹽方法及裝置，所述方法和裝置尤其能夠用于超臨界水技術的大規模工業化應用等領域。
技術介紹
染料、農藥、醫藥、石油化工等行業生產過程中會產生高鹽廢水。對其進行初步脫鹽處理后可以進行超臨界水處理，將廢水進行凈化，達到排放標準。另外，超臨界水(Supercritical Water，SCW:溫度為374°C以上、并且壓力為22.1MPa以上)具有與常溫常壓水及亞臨界水完全不同的物理化學性質，典型的如比熱容大、傳熱系數高、擴散系數大、離子積高、粘度低、介電常數小、電離常數小、密度小且隨壓力改變、與有機物和氣體完全互溶等。因此，SCW在環保、化工、煤氣化、核電和火電、新材料合成等領域有廣泛的應用前景。然而，目前SCW僅在火電工業中得到了成功應用，在其他領域的推廣還處于嘗試性階段，缺乏工業化實踐經驗。限制超臨界水技術大規模工業化應用的主要問題是超臨界過程中無機鹽的析出造成的堵塞問題以及 設備的腐蝕/磨蝕。實際存在的問題至少包括:超臨界水、氧和有機無機污染物、固體顆粒等會造成設備的堵塞、腐蝕和磨蝕，降低設備的使用壽命，提高生產成本，同時還存在安全隱患。在西安交通大學的專利201010516881.4中描述了一種廢有機物的超臨界水處理用預脫鹽器(本專利技術所附的圖5即為該專利的一幅附圖)，該脫鹽器存在以下缺點:1、通過電加熱、加熱爐以及換熱形式使物料達到超臨界狀態，設備本體加熱對加熱設備的性能要求較高，且耗能高；2、冷卻器盤管設置在除鹽器內部對含無機鹽的渣水的導出會造成影響，嚴重時可能會引起堵塞；3、排渣口部分呈平面，這種結構非常容易造成固體顆粒的堆積；4、單層過濾擋板過濾效果較差；5、該脫鹽器無法抵制無機鹽等腐蝕因素的腐蝕以及固體顆粒的沖刷磨蝕。
技術實現思路
為解決上述現有技術中存在的諸多問題，本專利技術提供了一種廢水除鹽裝置以及利用該裝置對廢水除去原料廢水中的鹽分的方法。根據本專利技術的第一方面，本專利技術提供一種廢水除鹽裝置，用于除去原料廢水中的鹽分，所述裝置包括:立式壓力容器主體，該立式壓力容器主體具有器壁，該立式壓力容器主體具有封閉的底部和向上開口的頂部；密封蓋，設置在所述立式壓力容器主體的頂部，并與所述頂部的邊緣密封連接，所述密封蓋和所述器壁圍成內部空間；進入管道，貫穿地設置在所述密封蓋上，所述進入管道開口于所述內部空間內，形成混合物料入口，用于使物料進入所述內部空間；以及渣水出口，設置在所述立式壓力容器主體的底部，用于排出富集鹽分的原料廢水；其中:所述進入管道的頂部是封閉的，在所述進入管道的頂部下方且所述密封蓋的上方，設有供所述原料廢水進入的原料廢水入口和供氧化劑進入的氧化劑入口。優選地，所述原料廢水入口方向和所述氧化劑入口方向形成夾角，以使從廢水入口進入的亞臨界狀態的原料廢水與從氧化劑入口進入的氧化劑相互混合，以發生氧化反應，進而至少使所述進入管道內形成超臨界區域(其中的溫度為374°C以上、并且壓力為22.1MPa以上)。在本專利技術的一種實施方式中，所述立式壓力容器主體的內部空間的上部也形成超臨界區域。優選地，所述立式壓力容器主體的下部周圍設有冷卻夾套，從而使得所述立式壓力容器主體的內部空間的下部形成亞臨界區域，所述亞臨界區域的溫度低于所述超臨界區域的溫度。優選地，所述進入管道呈立式細長形狀，在所述原料廢水入口和所述氧化劑入口的下方的所述進入管道內設有用以使原料廢水與氧化劑進一步混合的折流擋板。優選地，所述進入管道呈立式細長形狀，在所述原料廢水入口和所述氧化劑入口的下方的所述進入管道內設有用以使原料廢水與氧化劑進一步混合的折流擋板。優選地，所述廢水除鹽裝置還包括噴嘴，所述噴嘴套設在所述進入管道內，所述噴嘴的截面自上而下逐漸減小，并且所述進入管道的下端為混合物料入口，所述噴嘴的下端為噴嘴出口端，所述噴嘴的出口端的水平高度高于所述混合物料入口的水平高度。優選地，所述冷卻夾套設有冷卻介質入口和冷卻介質出口，冷卻介質在所述冷卻夾套中流動。優選地，所述立式壓力容器主體的底部整體呈錐形或橢圓形；所述進入管道的混合物料入口呈上小下大的倒置漏斗形。優選地，所述廢水除鹽裝置還包括遮流擋板，所述遮流擋板的最低處高于所述混合物料入口，所述遮流擋板中穿設有多個孔隙，在所述遮流擋板的上方的內部空間內設有填料，并且，所述密封蓋中上設有至少一個脫鹽后流體出口，用于排出在所述裝置內經過脫鹽的脫鹽后流體。優選地，形成亞臨界區域的所述立式壓力容器主體的內部空間的下部區域的內壁設有呈波紋狀的螺旋導流槽。優選地，所述立式壓力容器主體的器壁內部設有用以延長設備使用壽命的耐腐蝕/磨蝕涂層。根據本專利技術的另一方 面，本專利技術提供一種采用如上所述的廢水除鹽裝置除去原料廢水中的鹽分的方法，所述方法基本包括下列步驟:從所述原料廢水入口供入原料廢水，所述原料廢水為亞臨界狀態；從所述氧化劑入口供入氧化劑，進入所述氧化劑入口之前，所述氧化劑的溫度為常溫至600°C，所述氧化劑的壓力大于所述除鹽裝置內的壓力；使所述原料廢水與所述氧化劑相互混合，發生氧化反應，使亞臨界狀態的原料廢水變為超臨界狀態，使得鹽分從超臨界狀態的原料廢水中析出。優選地，所述方法還包括:對所述廢水除鹽裝置的下部進行降溫，使所述變為超臨界狀態的原料廢水中的水部分地變為亞臨界狀態，所述亞臨界狀態的溫度低于所述超臨界狀態的溫度；使從超臨界狀態的原料廢水中析出的鹽分溶解在變為亞臨界狀態的水中，以使鹽分在亞臨界狀態的水中富集；以及，將富集了鹽分的亞臨界狀態的水從所述廢水除鹽裝置的底部排出。優選地，所述方法還包括:所述析出鹽分后的處于超臨界狀態的原料廢水經過所述遮流擋板，穿過所述內部空間的填料，并經由所述流體出口從所述廢水除鹽裝置中排出。優選地，所述原料廢水的溫度為300至400°C，壓力為15至35MPa。優選地，所述氧化劑為液氧或者雙氧水；所述氧化劑的添加量為原料所含有機質被全部氧化所耗氧量的I至30%。在上述過程中:本專利技術通過向所述超臨界除鹽裝置中加入氧化劑的方式，使原料廢水發生氧化反應放熱，進而使原料廢水變為超臨界狀態，此時，溶解在原料廢水中的鹽分的溶解度急劇減小，并從原料廢水中析出，超臨界狀態的廢水與鹽分的密度差，使二者的流動路徑發生分離，析出的鹽分下行，而超臨界狀態的原料廢水上行，實現流動路徑的分離；采用在該除鹽設備底部設置冷卻夾套對設備底部進行冷卻，溫度的降低，使原料廢水中小部分超臨界狀態水變為亞臨界狀態，形成集鹽除鹽區，在亞臨界狀態，水對于鹽分的溶解能力(溶解度)大大增加，從而使得沉降到亞臨界水中的鹽分溶解其中；該除鹽設備可實現連續運行，鹽分的析出和溶解過程都是連續進行的，使該除鹽設備底部的集鹽除鹽區的亞臨界水中的鹽分濃度逐漸增加，實現鹽分的連續富集；集鹽除鹽區底部的總體形狀可以呈現錐形或橢圓形，有利于富集鹽分的水的排出；上行的、被基本上脫鹽后的超臨界狀態的原料廢水，流經遮流擋板，穿過填料區域，被在該填料區域中的填料進一步濾除脫鹽后超臨界流體所攜帶的微量固體鹽分之后，從流體出口排出。該除鹽設備本體無需設置加熱設備，通過將原料廢水與少量氧化劑的混合，發生氧化反應達到超臨界狀態，從而節省了加熱設備的投資和占用的空間、以及其對能源的消耗；設備內設置多層折流擋板及噴嘴結構可以本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種廢水除鹽裝置，用于除去原料廢水中的鹽分，包括：立式壓力容器主體，該立式壓力容器主體具有器壁(5)，該立式壓力容器主體具有封閉的底部和向上開口的頂部；密封蓋，設置在所述立式壓力容器主體的頂部，并與所述頂部的邊緣密封連接，所述密封蓋和所述器壁(5)圍成內部空間；進入管道，貫穿地設置在所述密封蓋上，所述進入管道開口于所述內部空間內，形成混合物料入口(12)，用于使物料進入所述內部空間；以及渣水出口，設置在所述立式壓力容器主體的底部，用于排出富集鹽分的原料廢水；其中：所述進入管道的頂部是封閉的，在所述進入管道的頂部下方且所述密封蓋的上方，設有供所述原料廢水進入的原料廢水入口(1)和供氧化劑進入的氧化劑入口(14)。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：程樂明，張玉寶，王青，趙曉，谷蔚，谷俊杰，曹雅琴，宋成才，宋慶峰，
申請(專利權)人：新奧科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：