一种能量综合利用的纳米颗粒超临界水热合成系统及方法
专利汇可以提供一种能量综合利用的纳米颗粒超临界水热合成系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 一种 能量 综合利用的纳米颗粒超临界 水 热合成系统及方法，通过将 超临界水 氧 化装置与超临界水热合成装置的有效耦合，利用超临界水热合成反应后 流体 的热量产 蒸汽 ，为系统中其他需要生蒸汽的过程(产品后处理流程、 蒸发 浓缩流程以及MVR流程)提供生蒸汽，避免了外购蒸汽的成本，有效提升系统经济性。利用 超临界水氧化 反应放热，为超临界水热合成反应和超临界水氧化反应的冷态物料提供预热。通过液 力 透平回收压能，推动高压 泵 的 电机 转动，从而有效利用了系统压能。本发明实现了超临界水热合成系统的 热能 、压能的综合利用，有效降低超临界水热合成系统的运行成本，提升系统经济性。，下面是一种能量综合利用的纳米颗粒超临界水热合成系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种能量综合利用的纳米颗粒超临界水热合成系统，其特征在于，包括超临界水热合成装置和超临界水氧化装置，其中：
所述超临界水热合成装置包括反应器A，反应器A的出口连接蒸汽发生器的热源入口，蒸汽发生器利用反应器A中超临界水热合成反应后流体的热量产蒸汽，所述蒸汽发生器有三个蒸汽出口，分别通往产品后处理系统、蒸发浓缩装置以及MVR；
所述超临界水氧化装置包括反应器B，利用反应器B中超临界水氧化反应产生的热量，为超临界水热合成反应和超临界水氧化反应的冷态物料提供预热，并通过液力透平回收压能，推动线路中高压泵的电机转动。
2.根据权利要求1所述能量综合利用的纳米颗粒超临界水热合成系统，其特征在于，所述反应器A的入口与混合器的出口相连，所述混合器有两个入口，分别来自纯水管路和物料管路，所述物料管路包括物料储罐，物料储罐通过高压泵B连接混合器的一个入口，所述纯水管路包括纯水储罐，纯水管路包括纯水储罐，纯水储罐通过高压泵A连接换热器A的冷流体入口，换热器A的冷流体出口与换热器B的冷流体入口相连，换热器B的冷流体出口与混合器的另一个入口相连；所述蒸汽发生器的热源出口与换热器A的热流体入口相连，换热器A的热流体出口与液力透平A的入口相连，液力透平A的出口与三相分离器A的入口相连，三相分离器A的固相出口与产品后处理系统的入口相连，三相分离器A的液相出口与蒸发浓缩装置的入口相连，蒸发浓缩装置的浓水出口通过高压泵C与换热器C的冷流体入口相连，换热器C的冷流体出口与反应器B的入口相连，反应器B的出口与换热器B的热流体入口相连，换热器B的热流体出口与换热器C的热流体入口相连，换热器C的热流体出口与液力透平B的入口相连，液力透平B的出口与三相分离器B的入口相连，三相分离器的液相出口与MVR相连。
3.根据权利要求2所述能量综合利用的纳米颗粒超临界水热合成系统，其特征在于，所述液力透平A用于回收压能，与高压泵C机械连接，通过叶轮旋转带动高压泵C的电机旋转，从而为高压泵C提供能量；所述液力透平B用于回收压能，与高压泵B机械连接，通过叶轮旋转带动高压泵B的电机旋转，从而为高压泵B提供能量。
4.根据权利要求2所述能量综合利用的纳米颗粒超临界水热合成系统，其特征在于，所述换热器B的冷流体出口与混合器的另一个入口之间连接有加热器A；所述换热器C的冷流体出口与反应器B的入口之间连接有加热器B。
5.根据权利要求2所述能量综合利用的纳米颗粒超临界水热合成系统，其特征在于，所述蒸发浓缩装置用于废水浓缩，其清水出口与纯水储罐的入口以及蒸汽发生器的水源入口连接，分离出的清水一部分通向蒸汽发生器，用于产生新的蒸汽，另一部分通向纯水储罐，用于整个系统的给水。
6.基于权利要求1～5中任意一项所述能量综合利用的纳米颗粒超临界水热合成系统的超临界水热合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)超临界水热合成过程：利用超临界水热合成反应后流体的热量产蒸汽，产生的蒸汽分别通往产品后处理系统、蒸发浓缩装置以及MVR；
(2)超临界水氧化过程：利用超临界水氧化反应产生的热量，为超临界水热合成反应和超临界水氧化反应的冷态物料提供预热，并通过液力透平回收压能，推动线路中高压泵的电机转动。
7.根据权利要求6所述超临界水热合成方法，其特征在于，所述超临界水热合成过程包括：
(1.1)原料升压、预热；
(1.2)物料混合、反应、降温、降压；
(1.3)反应后流体分离、浓缩、后处理；
所述超临界水氧化过程包括：
(2.1)超临界水氧化反应过程；
(2.2)超临界水氧化出水后降温、降压过程；
(2.3)超临界水氧化过程反应后流体分离、分盐过程。
8.根据权利要求7所述超临界水热合成方法，其特征在于：
所述(1.1)中，步骤如下：原料包括两路，一路是纯水，经高压泵A升压后进行三级预热后进入混合器；第一级预热在换热器A中完成，热源为超临界水热合成反应后热流体的热量；第二级预热在换热器B中完成，热源为超临界水热合成反应后热流体的热量；第三级预热在加热器A中完成，热源有多种，包括电加热、电磁感应加热、燃气炉加热或者燃油炉加热；另一路原料为水热合成反应的物料，在物料储罐B中经高压泵B增压后进入混合器；
所述(1.2)中，步骤如下：混合器中，冷态物料与高温的超临界水混合后迅速升温到超临界状态，发生水热合成反应，然后进行两级冷却：首先通过蒸汽发生器，与冷水换热产生蒸汽，初步冷却后的反应后流体然后通过换热器A，与冷态物料换热，完成冷却后的反应后流体进入液力透平A进行泄压后达到常压，泄压过程中推动液力透平的叶轮转动；
所述(1.3)中，步骤如下：经过降温降压后的反应后流体在三相分离器中进行三相分离，气相直排大气，固相进入后处理系统，液相进行蒸发浓缩；
所述(2.1)中，步骤如下：经过蒸发浓缩后的浓水经高压泵C增压、换热器C加热、加热器B加热后进入反应器发生超临界水氧化反应，在将有机物氧化处理掉的同时放出大量的热量；
所述(2.2)中，步骤如下：反应器B的出水经过两级冷却，第一级的冷源为超临界水热合成系统的冷态给料，在换热器B中完成换热；第二级为超临界水氧化系统的冷态给料，在换热器C中完成；经降温后的反应后出水在液力透平B中实现降压到常压，泄压过程中推动液力透平的叶轮转动；
所述(2.3)中，步骤如下：经过降温降压后的反应后流体在三相分离器中进行三相分离，气相直排大气，一般无固相产生，液相进入MVR进行分盐，通过蒸发结晶将出水中的无机盐分离出来，纯度达到产品级别的无机盐对外售卖，液相则直接达标排放。
9.根据权利要求8所述超临界水热合成方法，其特征在于，所述产品后处理系统中，纳米颗粒产品后处理流程的烘干环节以生蒸汽作为热源，该部分生蒸汽由蒸汽发生器提供；
所述蒸发浓缩流程的目的是控制废水中的有机物浓度，从而控制后续超临界水氧化反应的放热量，使得超临界水氧化反应的放热量足够为超临界水热合成反应和超临界水氧化反应的冷态物料提供预热，蒸发浓缩过程以生蒸汽作为热源，该部分生蒸汽由蒸汽发生器提供；
所述MVR为脱盐流程，该过程包括蒸发结晶流程，以生蒸汽提供热源，该部分生蒸汽由蒸汽发生器提供。
一种能量综合利用的纳米颗粒超临界水热合成系统及方法
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具体实施方式
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