一种处理高COD废水的防结焦湿式氧化系统的制作方法

专利2025-08-03  36


本技术属于环保水处理领域,具体地说是一种处理高cod废水的防结焦湿式氧化系统。


背景技术:

1、湿式氧化法(wet air oxidation,简称wao)是在高温、高压下,利用氧气作为氧化剂,将废水中有机物氧化分解为co2和h2o等无机物或小分子有机物的化学过程,是一项很有发展前途的水处理方法。

2、典型的湿式氧化系统是原废水通过高压泵进入换热器中升温加热,同时空气或纯氧压缩后与加热后废水一起进入氧化反应器中;压缩氧气(或氧气)与废水中的有机物发生氧化反应;反应后废水返回至换热器降温冷却,并预热未处理的废水;之后通过循环水冷却器冷却至常温后进入气液分离器,分离后的气相经吸收塔吸收后排入大气中,液相则可做进一步的处理。

3、目前,工艺流程中换热器多采用管壳式换热器等间壁式换热器。这种换热器结构可靠,换热效率高;但在废水升温时容易出现有机物在换热器中结焦碳化的现象,这些焦化物附着到换热管内壁上,降低换热器换热能力,甚至堵塞换热管,导致系统需要频繁停车清洗。同时,工艺流程最终通过冷却循环水移走反应热,造成热量浪费;而湿式氧化后的废水通常进行脱氨或三效蒸发操作,对热量有较大需求。

4、授权公告日为2022年10月14、授权公告号为cn217578416u的实用新型专利公开了一种多级预热的湿式氧化系统。采用间歇操作实现多级预热,对于高温高压的操作条件来说,危险性高。

5、授权公告日为2022年9月13日、授权公告号为cn217418431u的实用新型专利公开了一种湿式氧化热交换网络系统。导热油从反应后的高温氧化物吸收热量后去预热低温原废水,废水换热流程长,换热效率低。


技术实现思路

1、为了解决废水在换热升温过程中的结焦堵塞问题,本实用新型的目的在于提供一种处理高cod废水的防结焦湿式氧化系统。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:

3、本实用新型包括高压泵、换热器、增压泵、氧化反应塔、气液分离器a、产蒸汽系统、废水冷却器、尾气冷却器、气液分离器b、压缩机及蒸汽升压系统,所述高压泵与换热器的一个进口相连,所述换热器的一个出口经增压泵与氧化反应塔的一个进口连接,所述氧化反应塔的出口与气液分离器a的入口连接,所述气液分离器a的气相出口与换热器的另一个进口相连,所述换热器的另一个出口经尾气冷却器与气液分离器b的进口连接,所述气液分离器b分离出的气相输出至尾气处理装置、分离出的液相回流到所述高压泵入口;所述气液分离器a的液相出口与产蒸汽系统连接,所述产蒸汽系统产出的水蒸汽一部分回流到蒸汽升压系统、另一部分用作后续操作热源,所述产蒸汽系统产出的液相经废水冷却器后排出,所述压缩机经蒸汽升压系统与氧化反应塔的另一个进口相连。

4、其中:所述蒸汽升压系统为提升蒸汽压力的喷射压缩器,所述喷射压缩器的工作介质为空气或氧气,引射介质为所述产蒸汽系统产出的低压水蒸汽。

5、所述喷射压缩器为多级喷射压缩器;所述喷射压缩器为三级喷射压缩器,压缩比为2.5:2.5:2。

6、所述产蒸汽系统为减压闪蒸罐或余热锅炉。

7、当所述产蒸汽系统为减压闪蒸罐时,为多级闪蒸;所述减压闪蒸罐为二级闪蒸,减压比为1~5,所述减压闪蒸罐产出的混合水蒸汽为低压蒸汽,压力为0.3~1.0mpa。

8、当所述产蒸汽系统为减压闪蒸罐时,闪蒸后的混合水蒸汽为氧化反应塔提供热源,或为后续三效蒸发或蒸氨操作提供热源。

9、所述换热器为直接混合换热器,原水与反应后的气相产物在所述换热器中直接混合换热升温。

10、本实用新型的优点与积极效果为:

11、1.本实用新型的原水在氧化反应塔内与水蒸汽直接混合传热减少了焦油的聚集,同时此过程中产生的焦化物会随着湿式氧化反应的持续进行而消失,保证湿式氧化系统的长周期运行。

12、2.本实用新型水蒸汽的分流使用,可有效控制氧化反应温度,提高湿式氧化系统进水cod的上限要求,降低冷却器冷却水的用量,降低湿式氧化系统运行成本。

13、3.本实用新型富裕的水蒸汽可作为热源提供给后续操作,减少外加热量投入,提高了热量再利用效率,降低废水处理成本。

14、4.本实用新型能够连续操作,把可结焦的温升阶段挪移到氧化反应器中,减少结焦累积的可能性。

15、5.本实用新型原水与反应后的气相产物直接混合换热,换热效率高且停留时间短。



技术特征:

1.一种处理高cod废水的防结焦湿式氧化系统,包括高压泵(101)、换热器(102)、增压泵(103)、氧化反应塔(104)、气液分离器a(105)、废水冷却器(107)、尾气冷却器(108)、气液分离器b(109)及压缩机(110),其特征在于:还包括产蒸汽系统(106)及蒸汽升压系统(111),所述高压泵(101)与换热器(102)的一个进口相连,所述换热器(102)的一个出口经增压泵(103)与氧化反应塔(104)的一个进口连接,所述氧化反应塔(104)的出口与气液分离器a(105)的入口连接,所述气液分离器a(105)的气相出口与换热器(102)的另一个进口相连,所述换热器(102)的另一个出口经尾气冷却器(108)与气液分离器b(109)的进口连接,所述气液分离器b(109)分离出的气相输出至尾气处理装置、分离出的液相回流到所述高压泵(101)入口;所述气液分离器a(105)的液相出口与产蒸汽系统(106)连接,所述产蒸汽系统(106)产出的水蒸汽一部分回流到蒸汽升压系统(111)、另一部分用作后续操作热源,所述产蒸汽系统(106)产出的液相经废水冷却器(107)后排出,所述压缩机(110)经蒸汽升压系统(111)与氧化反应塔(104)的另一个进口相连。

2.根据权利要求1所述处理高cod废水的防结焦湿式氧化系统,其特征在于:所述蒸汽升压系统(111)为提升蒸汽压力的喷射压缩器,所述喷射压缩器的工作介质为空气或氧气,引射介质为所述产蒸汽系统(106)产出的低压水蒸汽。

3.根据权利要求2所述处理高cod废水的防结焦湿式氧化系统,其特征在于:所述喷射压缩器为多级喷射压缩器。

4.根据权利要求3所述处理高cod废水的防结焦湿式氧化系统,其特征在于:所述喷射压缩器为三级喷射压缩器,压缩比为2.5:2.5:2。

5.根据权利要求1、2或3所述处理高cod废水的防结焦湿式氧化系统,其特征在于:所述产蒸汽系统(106)为减压闪蒸罐或余热锅炉。

6.根据权利要求5所述处理高cod废水的防结焦湿式氧化系统,其特征在于:当所述产蒸汽系统(106)为减压闪蒸罐时,为多级闪蒸。

7.根据权利要求6所述处理高cod废水的防结焦湿式氧化系统,其特征在于:所述减压闪蒸罐为二级闪蒸,减压比为1~5,所述减压闪蒸罐产出的混合水蒸汽为低压蒸汽,压力为0.3~1.0mpa。

8.根据权利要求5所述处理高cod废水的防结焦湿式氧化系统,其特征在于:当所述产蒸汽系统(106)为减压闪蒸罐时,闪蒸后的混合水蒸汽为氧化反应塔(104)提供热源,或为后续三效蒸发或蒸氨操作提供热源。

9.根据权利要求1所述处理高cod废水的防结焦湿式氧化系统,其特征在于:所述换热器(102)为直接混合换热器,原水与反应后的气相产物在所述换热器(102)中直接混合换热升温。


技术总结
本技术属于环保水处理领域,具体地说是一种处理高COD废水的防结焦湿式氧化系统,包括高压泵、换热器、氧化反应塔、气液分离器A、尾气冷却器、气液分离器B及产蒸汽系统,高压泵与换热器一个进口相连,换热器一个出口与氧化反应塔的一个进口连接,氧化反应塔的出口与气液分离器A连接,气液分离器A的气相出口与换热器的另一个进口相连,换热器的另一个出口经尾气冷却器与气液分离器B的进口连接,气液分离器B分离出的气相输出至尾气处理装置、液相回流到高压泵入口处;气液分离器A的液相出口与产蒸汽系统连接。本技术的原水在氧化反应塔内与水蒸汽直接混合传热减少了焦油的聚集,副产蒸汽提高了热量的利用率并实现废水减量化。

技术研发人员:吴军亮,董振海,姚慧强,田鸿超,张立君
受保护的技术使用者:中化环境科技工程有限公司
技术研发日:20231206
技术公布日:2024/7/25
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