技术领域
[0001] 本实用新型涉及有机废液处理技术领域，更具体地说，涉及一种用于处理有机废液的氧化反应系统。
背景技术
[0002] 生活中，
有机废物的降解处理是困扰环保领域的一大难题，如果有机废物不进行处理直接排放，会对环境产生不可逆的生态影响。
[0003] 超临界
水氧化作为处理有机废物的一种方式，具有反应速度快、转化彻底、效率高的特点，而且释放的
热能能够高效利用，不产生二次污染物，有效实现有机污染物的无害化与资源化，因此有很多氧化系统采用
超临界水氧化的形式处理有机废液，氧化处理系统需要连续进料并且对反应物预热至超
临界状态(300-450℃)，以确保物料进入反应器时达到所需的反应
温度。但是预热过程时间长，且温度比较高，氧化反应系统内就容易发生有机物
热解结焦和难溶无机盐
结垢的问题，容易导致反应系统中的换热设备与管路堵塞，同时也会发生
腐蚀，尤其是在处理含卤素或硫化物物料时，预热器的腐蚀现象尤其严重。
现有技术中也有考虑低温进料的方案来规避此问题，有的是在反应器外增加加热元件，但会使结构变得复杂；有的是在反应系统内增加辅助
燃料，将辅助燃料预热到反应温度后注入反应系统内，通过助燃反应释放热量来加热反应物，但也会增加反应系统的复杂性与成本。
[0004] 因此，如何解决现有技术中氧化系统中氧化反应之前对物料进行高温预热导致有机物易热解结焦、无机盐易结垢，换热设备与管路堵塞、以及预热器发生腐蚀，低温进料使得反应系统的结构复杂、成本提高的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种用于处理有机废液的氧化反应系统以解决现有技术中存氧化系统中氧化反应之前对物料进行高温预热导致有机物易热解结焦、无机盐易结垢，换热设备与管路堵塞、以及预热器发生腐蚀，低温进料使得反应系统的结构复杂、成本高的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0006] 本实用新型提供了一种用于处理有机废液的氧化反应系统，包括：
[0007] 反应器；
[0008] 超临界水发生器，与所述反应器相连通并向所述反应器内通入超临界水、以使所述反应器内部处于
超临界状态；
[0009] 供料组件和供
氧化剂组件，分别向呈超临界状态的所述反应器内提供物料和氧化剂、以使所述物料和所述氧化剂在所述反应器内发生氧化反应。
[0010] 优选地，所述反应器包括与所述供料组件和所述供氧化剂组件相连通的进料区、用于对所述物料和所述氧化剂提供氧化反应场所的反应区以及用于收集所述物料中未参与氧化反应的结晶物的沉积区，所述反应区的上端和下端分别与所述进料区、所述沉积区相连通，且所述超临界水发生器与所述反应区相连通。
[0011] 优选地，所述反应区内设有与所述进料区相连通的间隔管，所述超临界水发生器与所述间隔管相连接，所述物料与所述氧化剂在所述间隔管内发生氧化反应。
[0012] 优选地，还包括降温装置，所述降温装置包括设置在所述反应器内的测温管、设置在所述反应区和所述沉积区的外侧的控温套、以及
控制器，所述控温套和所述测温管分别与所述控制器之间可通信地相连接，当所述测温管检测的温度数据大于或等于预设值时，所述控制器控制所述控温套对所述反应区和所述沉积区进行降温。
[0013] 优选地，还包括后处理设备，所述反应器排出的超临界态水气产物中包括气态氧化剂，所述后处理设备用于将所述超临界态水气产物中提取出气态氧化剂，且所述后处理设备与所述供氧化剂组件相连通、以使所述反应器内的所述气态氧化剂通过所述供氧化剂组件重新进入所述反应器内。
[0014] 优选地，所述后处理设备包括用于制冷的
冷凝器、与所述冷凝器相连接的
净化器以及与所述净化器相连接的氧气缓冲罐，所述冷凝器和所述氧气缓冲罐分别与所述反应器的超临界态水气产物的出口端和入口端相连通，，所述进氧化剂组件与所述氧气缓冲罐相连接，且所述氧气缓冲罐与所述反应器之间还设有用于将所述气态氧化剂
泵送至所述反应器的进口端的
增压泵。
[0015] 优选地，所述后处理设备还包括设置在所述冷凝器与所述净化器之间的气液罐，所述冷凝器的下端与所述气液罐相连通，所述气液罐的上端设有与所述净化器相连通的排气管。
[0016] 优选地，还包括用于对所述反应器的内部进行清洗的清洗装置，所述清洗装置包括盛装清水的清水罐，所述清水罐与所述反应器相连通。
[0017] 优选地，还包括用于将所述清水罐内的清水泵送至所述反应器内的水泵，所述水泵的入口端与所述清水罐相连通、所述水泵的出口端与所述反应器相连通。
[0018] 优选地，所述水泵的入口端与所述供料组件相连通、以将所述供料组件内的所述物料泵送至所述反应器的入口端，且所述清水罐与所述水泵之间、所述供料组件与所述水泵之间均设有单向
阀。
[0019] 本实用新型提供的技术方案中，氧化反应系统包括反应器、超临界水发生器、供料组件和供氧化剂组件，反应器为氧化反应提供反应场所，超临界水发生器用于向反应器内提供超临界水，供料组件用于提供进行氧化反应所需的物料，供氧化剂组件用于提供进行氧化反应所需的氧化剂，当该氧化反应器系统开始工作时，首先令超临界水发生器与反应器相连通，超临界水发生器向反应器内通入超临界水，直至反应器内呈超临界状态，再使供料组件和供氧化剂组件与反应器的入口端相连通，向呈超临界状态的反应器内提供物料和氧化剂，同时物料和氧化剂会在已经处于超临界状态的反应器内发生氧化反应。如此设置，超临界发生器直接为物料和氧化剂提供发生氧化反应所需的高温高压，即温度不低于374摄氏度，压
力不低于22MPa的超临界状态，无需再对物料进行预热，也就不存在氧化反应之前对物料进行预热导致的有机物易热解结焦、无机盐易结垢以及换热设备与管路堵塞等问题，而且也无需低温进料额外增加加热元件和辅助燃料，不存在反应系统的结构复杂、成本高的问题。
附图说明
[0020] 为了更清楚地说明本实用新型
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021] 图1是本实用新型实施例中氧化反应系统的结构示意图；
[0022] 图2是本实用新型实施例中反应器的结构示意图。
[0023] 图1-2中：
[0024] 1-反应器，101-进料区，102-反应区，103-沉积区，2-超临界水发生器，3-供料组件，4-供氧化剂组件，5-间隔管，6-测温管，7-控温套，8-控制器，9-冷凝器，10-气液罐，11-净化器，12-氧气缓冲罐，13-增压泵，14-清水罐，15-水泵，16-
单向阀。
具体实施方式
[0025] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
[0026] 本具体实施方式的目的在于提供一种用于处理有机废液的氧化反应系统，解决现有技术中存氧化系统中氧化反应之前对物料进行高温预热导致有机物易热解结焦、无机盐易结垢，换热设备与管路堵塞、以及预热器发生腐蚀，低温进料使得反应系统的结构复杂、成本高的问题。
[0027] 以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对
权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。
[0028] 请参阅图1，在本实施例中，氧化反应系统包括反应器1、超临界水发生器2、供料组件3和供氧化剂组件4，反应器1为后续的氧化反应提供场所，超临界水发生器2与反应器1相连通并向反应器1内通入超临界水，能够使反应器1的内部处于超临界状态，提供氧化反应所需的高温高压，而供料组件3和供氧化剂组件4分别向反应器1内提供物料和氧化剂，即提供氧化反应所需的原料，供料组件3可设为盛装着有机废液的料液罐，物料和氧化剂会在呈超临界状态的反应器1内发生氧化反应，优选地，物料为有机废液，氧化剂可以为气态氧化剂比如氧气，也可以为液态氧化剂比如过氧化氢。超临界水发生器2无需持续向反应器1内提供超临界水，超临界水只是作为介质，是氧化反应的启动介质，一旦氧化反应开始进行，进行过程中氧化反应会放热，使反应器1内持续高温，能够一直达到氧化反应所需的温度。
[0029] 如此设置，超临界发生器直接为物料和氧化剂提供发生氧化反应所需的高温高压，即温度不小于374摄氏度，压力不小于22MPa的超临界状态，无需再对物料进行预热，也就不存在氧化反应之前对物料进行预热导致的有机物易热解结焦、无机盐易结垢以及换热设备与管路堵塞等问题，而且也无需低温进料，不需额外增加加热元件和辅助燃料，不存在反应系统的结构复杂、成本高的问题。
[0030] 具体地，反应器1包括进料区101、反应区102和沉积区103，如图2所示，其中供料区与供料组件3和供氧化剂组件4相连通、反应区102用于对物料和氧化剂提供氧化反应场所，沉积区103用于收集物料中未参与氧化反应的结晶物，超临界水发生器2与反应区102相连通，反应区102的上端和下端分别与进料区101、沉积区103相连通，故反应区102内未参与氧化反应的结晶物会直接掉落入反应区102下端的沉积区103内，将有机废液中未参与氧化反应的结晶物分离出来，最后沉积区103内的结晶物可排出或做其它处理。优选地，沉积区103的底部设有排放口，排放口连通有排放管，用于将沉积区103的结晶物排出。
[0031] 作为可选地实施方式，反应区102内设有间隔管5，超临界水发生器2与间隔管5相连接，故超临界水发生器2会向间隔管5内通入超临界水，使间隔管5内呈超临界状态，而间隔管5与进料区101相连通，物料与氧化剂会进入间隔管5内并在间隔管5内发生氧化反应。
[0032] 如此设置，设置间隔管5能够避免结晶物向反应器1的内壁扩散，结晶物不会堵塞反应器1的内壁，且整体的结构简单，易维护。
[0033] 作为可选地实施方式，氧化反应系统还包括降温装置，降温装置包括测温管6、控温套7和控制器8，测温管6设置在反应器1内，控温套7套在在反应区102和沉积区103的外侧，控温套7和测温管6分别与控制器8之间可通信地相连接，具体地，测温管6内设有多点温度
传感器，能够检测反应器1内进料区101、反应区102和沉积区103的温度，当测温管6检测的反应区102或沉积区103的温度数据大于或等于预设值时，控制器8会控制控温套7对反应区102或沉积区103进行降温，实现自动降温调节，预设值为提前设置好的温度值。
[0034] 由于反应区102内处于超临界状态，反应区102内的高温会蔓延至进料区101内，会使进料区101的温度也较高，通过控温套7对进料区101进行降温，能够避免有机废液中的有机物在高温情况下发生热解结焦、无机盐易结垢等现象；另外，沉积区103内处于亚临界或液体状态，有利于结晶盐沉积聚集在沉积区103的底部。
[0035] 作为可选地实施方式，氧化反应系统还包括后处理设备，后处理设备用于对反应器1内的氧化反应的超临界态水气产物进行后处理，供氧化剂组件4内的氧化剂为气态氧化剂，反应器的超临界态水气产物中包括过量的气态氧化剂，后处理设备用于从从超临界态水气产物中提取出气态氧化剂。具体地，供氧化剂组件4向反应器1内通入过量的氧气，保证与物料的充分反应，而除去参与氧化反应的氧气，剩余过量的氧气与氧化反应的介质超临界水及产物一同进入后处理设备内，后处理设备将其进行处理和排出，只剩下氧气，而后处理设备与供氧化剂组件4相连通，则后处理设备内的氧气会进入供氧化剂组件4内，能够重新进入反应器1内参与氧化反应。
[0036] 如此设置，后处理设备与供氧化剂组件4相连通，向反应器1内通入过量的氧化剂，既能保证氧化反应的充分进行，使氧化剂与有机废液充分
接触，也不会造成氧化剂的浪费，过量的氧化剂能够再次循环至反应器1内参与氧化反应。
[0037] 作为可选地实施方式，后处理设备包括冷凝器9、净化器11、氧气缓冲罐12，其中冷凝器9用于换热与制冷，净化器11与冷凝器9相连接，氧气缓冲罐12与净化器11相连接，冷凝器9和氧气缓冲罐12分别与反应器1的超临界态水气产物的出口端和入口端相连通，具体地，反应器1内发生氧化反应的超临界态水气产物会进入冷凝器9内，其中的超临界态水会冷凝成液态水，落在冷凝器9的底部，除去水蒸气的其余的超临界态水气产物进入净化器11内，将二氧化
碳等气体排出至外部空气中，只剩氧气通过净化器11上部的氧气排放管进入氧气缓冲罐12内，氧气缓冲罐12内的氧气再次进入反应器1的入口端，作为氧化反应的氧化剂。进氧化剂组件与氧气缓冲罐12相连接，氧气缓冲罐12与反应器1相连接，且氧气缓冲罐12与反应器1之间还设有用于将氧化剂泵送至反应器1的进口端的增压泵13。在优选的实施例中，控制器8还可以控制冷凝器9、净化器11的开启和关闭。
[0038] 如此设置，通过增压泵13能够快速地将氧化剂泵送至反应器1的进口端，保证氧化剂进入反应器1内，有利于氧化反应的顺利进行。
[0039] 优选地，后处理设备还包括气液罐10，气液罐10设置在冷凝器9与净化器11之间，冷凝器9的下端与气液罐10相连通，冷凝器9内的液态水和其它气态产物会进入气液罐10内，而气液罐10的上端设有与净化器11相连通的排气管，液态水会落入气液罐10的底部，而其它气态产物会通过排气管进入净化器11内。
[0040] 如此设置，设置气液罐10能够准确地将液态水与其余气态产物分离开，排气管设置在气液罐10的上端，利用气体
质量轻的性质，能够使气态产物顺利地从排气管进入净化器11内。
[0041] 作为可选地实施方式，还包括清洗装置，清洗装置用于对反应器1的内部进行清洗，清洗装置包括盛装清水的清水罐14，清水罐14与反应器1相连通。
[0042] 如此设置，通过清水罐14内的清水对进行氧化反应后的反应器1进行清洗。
[0043] 作为可选地实施方式，氧化反应系统还包括水泵15，水泵15用于将清水罐14内的清水泵送至反应器1内，水泵15的入口端与清水罐14相连通，水泵15的出口端与反应器1相连通。
[0044] 如此设置，通过水泵15能够将清水罐14内的清水泵15送至反应器1的入口端，保证了反应器1内的清洗速度。
[0045] 作为可选地实施方式，水泵15的入口端与供料组件3相连通，则水泵15也能够将供料组件3内的物料泵送至反应器1的入口端，而且清水罐14与水泵15之间、供料组件3与水泵15之间均设有单向阀16。具体地，清水罐14与水泵15之间的单向阀16使得清水罐14内的水只能向清水罐14至反应器1的方向流动，同样地，供料组件3与水泵15之间的单向阀16使得供料组件3内的物料只能向供料组件3至反应器1的方向流动。
[0046] 如此设置，通过水泵15还能够将供料组件3内的物料泵送至反应器1内，有利于氧化反应的顺利进行；设置单向阀16能够避免清水罐14内的水或供料组件3料液罐内的物料相互逆流。
[0047] 结合上述各个实施例对本氧化反应系统进行具体说明，在本实施例中，氧化反应系统包括：反应器1、超临界水发生器2、供料组件3、供氧化剂组件4、降温装置、后处理设备、清洗装置，超临界水发生器2与反应器1相连通并向反应器1内通入超临界水、以使反应器1内部处于超临界状态，供料组件3向反应器1内提供物料，供氧化剂组件4向反应器1内提供氧化剂，反应器1包括进料区101、反应区102和沉积区103，反应区102的上端和下端分别与进料区101、沉积区103相连通，且超临界水发生器2与反应区102相连通，反应区102内设有与进料区101相连通的间隔管5，超临界水发生器2与间隔管5相连接，物料与氧化剂在间隔管5内发生氧化反应。降温装置包括设置在反应器1内的测温管6、设置在反应区102和沉积区103的外侧的控温套7、以及控制器8，控温套7和测温管6分别与控制器8之间可通信地相连接，当测温管6检测的温度数据大于或等于预设值时，控制器8控制控温套7对反应区102和沉积区103进行降温。后处理设备包括冷凝器9、与冷凝器9相连接的净化器11以及与净化器11相连接的氧气缓冲罐12，冷凝器9与净化器11之间设有气液罐10，冷凝器9与反应器1相连通，进氧化剂组件与氧气缓冲罐12相连接，氧气缓冲罐12与反应器1相连接，且氧气缓冲罐12与反应器1之间还设有用于将氧化剂泵送至反应器1的进口端的增压泵13。清洗装置包括盛装清水的清水罐14，清水罐14与反应器1相连通，清水罐14内的清水或供料组件3内的物料通过水泵15泵送至反应器1内，且清水罐14与水泵15之间、供料组件3与水泵15之间均设有单向阀16。
[0048] 如此设置，无需再对物料进行预热，也就不存在氧化反应之前对物料进行预热导致的有机物易热解结焦、无机盐易结垢以及换热设备与管路堵塞等问题，而且也无需低温进料需额外增加加热元件和辅助燃料，不存在反应系统的结构复杂、成本高的问题。
[0049] 该氧化反应系统的工作过程为：第一步，启动控制器8，通过测温管6内的多点温度传感器对反应器1内的温度进行采集；第二步，启动超临界水发生器2、冷凝器9、气体净化器11和氧气增压泵13，使超临界水发生器2向反应器1内注入超临界水，直至反应器1内达到超临界状态，即适合氧化反应进行的工作条件；第三步，关闭超临界水发生器2，不再向反应器
1内注入超临界水，启动水泵15、打开料液罐与反应器1之间的单向阀16，使料液罐内的有机废液通入反应器1内，同时供氧化剂组件4向反应器1内提供过量的氧气，使有机废液与氧气在呈超临界状态的反应器1内发生氧化反应；第四步，氧化反应进行一段时间后，需要对反应器1内进行结晶盐的清洗，此时打开清水罐14与反应器1之间的单向阀16、关闭料液罐与反应器1之间的单向阀16，不再对反应器1内提供有机废液，而是对反应器1内提供清水，对反应器1的内壁进行清洗；第五步，在清洗一段时间后，根据反应器1内温度的下降情况，即反应器1内不再发生氧化反应，全部有机物料已经反应完全，此时关闭增压泵13，打开反应器1下端的沉积区103底部的排放口，使
沉积物以及进行清洗时的浓盐液(结晶盐与水的混合物)排出；第六步，当沉积物与浓盐液全部排出后，关闭两个单向阀16，关闭沉积区103底部的排放口；气液罐10中的冷凝水则根据液位高度实时由
排水管排出。此为整个氧化反应系统完成了一个运行周期。
[0050] 可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本实用新型提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。
[0051] 以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
