申请日2008.09.09
公开(公告)日2009.02.04
IPC分类号C02F1/02; C02F1/72
摘要
本发明涉及一种太阳能加热超临界水污水处理设备，包括制氧机(3)、预热器(5)、接收器(6)、超临界反应器(8)、缓冲器(9)、气液分离器(10)，所述的接收器(6)上装有太阳能集热装置(7)，制氧机(3)和泵(2)之间装有氧气收集箱(4)。一种太阳能加热超临界水污水处理方法，包括以下步骤：1)加压混合污水氧气;2)预热;3)加热使高压污水和氧气混合液超临界反应;4)气液分离。利用本发明处理污水，效率高，COD降解率可达99%，不受水质种类和水质浓度变化的影响，不会产生二次污染，同时预热器(5)和缓冲器(9)之间循环使用产生的冷/热水，节约了能耗。
权利要求书
1.一种太阳能加热超临界水污水处理设备，其特征是：包括制氧机(3)、预热器(5)、 接收器(6)、超临界反应器(8)、缓冲器(9)、气液分离器(10)，污水箱(1)和制 氧机(3)分别通过泵(2)连通预热器(5)，接收器(6)顺次连通超临界反应器(8)、 缓冲器(9)和气液分离器(10)，所述的接收器(6)上装有太阳能集热装置(7)，制 氧机(3)和泵(2)之间装有氧气收集箱(4)。
2.如权利要求1所述的太阳能加热超临界水污水处理设备，其特征是：所述的预热器(5) 的换热冷/热水进出口分别连通缓冲器(9)的换热冷/热水进出口。
3.如权利要求1或2所述的太阳能加热超临界水污水处理设备，其特征是：所述的泵(2) 为高压柱塞泵(2)。
4.如权利要求3所述的太阳能加热超临界水污水处理设备，其特征是：所述的太阳能集 热装置(7)为槽形抛物面太阳能收集器、塔式太阳能收集器或盘式可移动太阳能收集 器。
5.一种太阳能加热超临界水污水处理方法，其特征是：包括以下步骤
1)加压混合污水氧气，将污水和氧气经泵(2)加压后送入预热器(5) 混合;
2)预热，将高压污水和高压氧气在预热器(5)中用热交换水加热后送入 接收器(6);
3)加热使高压污水和氧气混合液超临界反应，高压污水和氧气混合液在 接收器(6)里经太阳能集热装置(7)加热后反应或流入超临界反应 器(8)经过电加热反应;
4)气液分离，污水和氧气在超临界反应器(8)反应结束后流入缓冲器(9) 降温、降压后流入气液分离器(10)完成气液分离。
6.如权利要求5所述的太阳能加热超临界水污水处理方法，其特征是：所述的步骤1中 加压的压力为22.1～25.00MPA。
7.如权利要求5所述的太阳能加热超临界水污水处理方法，其特征是：所述的步骤2中 预热为预热到50～100摄氏度。
8.如权利要求5所述的太阳能加热超临界水污水处理方法，其特征是：所述的步骤3中 的超临界反应温度为374～500摄氏度。
说明书
太阳能加热超临界水污水处理设备及方法
技术领域
本发明属超临界水污水处理领域，特别是涉及一种利用太阳能加热超临界水污水处理 设备及方法。
背景技术
目前，全球都面临着能源匮乏的挑战，尤其是中国这样的能源消耗大国。近年来，我 国经济发展越来越受制于能源供应的限制，国家大力推进节能减排工程，同时积极寻找新 能源，太阳能的利用受到越来越多的国家和地区的重视。在本发明中，用太阳能集热装置 来加热超临界水氧化反应器，使高压污水和氧气的混合液温度接近或超过水的临界温度， 使超临界水氧化反应在不需电力加热的条件下完成，节约了能源，降低了污水处理的成本。 太阳能由于可以直接转换为污水的热能，不需先转换为电能然后再转换为热能，减少了两 个能源转换的过程中的损失，太阳能在此污水处理系统中能源利用效率高。随着全球可再 生资源的枯竭和太阳能技术的发展，未来用太阳能作为能源的领域会越来越多，太阳能的 利用效率会越来越高，而且太阳能的利用成本也会慢慢降低。
地球所接受到的太阳能，只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右，这些能 量相当于全球所需总能量的3-4万倍，可谓取之不尽，用之不竭。太阳能和石油、煤炭等 矿物燃料不同，不会导致″温室效应″和全球性气候变化，也不会造成环境污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能加热超临界水污水处理设备及方法，以 解决现有技术中污水处理能源消耗大的缺陷。
技术方案
本发明提供一种太阳能加热超临界水污水处理设备，包括制氧机(3)、预热器(5)、 接收器(6)、超临界反应器(8)、缓冲器(9)、气液分离器(10)，污水箱(1)和制氧机 (3)分别通过泵(2)连通预热器(5)，接收器(6)顺次连通超临界反应器(8)、缓冲 器(9)和气液分离器(10)，所述的接收器(6)上装有太阳能集热装置(7)，制氧机(3) 和泵(2)之间装有氧气收集箱(4)。
所述的预热器(5)的换热冷/热水进出口分别连通缓冲器(9)的换热冷/热水进出口。
所述的泵(2)为高压柱塞泵(2)。
所述的太阳能集热装置(7)为槽形抛物面太阳能收集器、塔式太阳能收集器或盘式 可移动太阳能收集器。
一种太阳能加热超临界水污水处理方法，包括以下步骤
1)加压混合污水氧气，将污水和氧气经泵(2)加压后送入预热器(5) 混合;
2)预热，将高压污水和高压氧气在预热器(5)中用热交换水加热后送入 接收器(6);
3)加热使高压污水和氧气混合液超临界反应，高压污水和氧气混合液在 接收器(6)里经太阳能集热装置(7)加热后反应或流入超临界反应 器(8)经过电加热反应;
4)气液分离，污水和氧气在超临界反应器(8)反应结束后流入缓冲器(9) 降温、降压后流入气液分离器(10)完成气液分离。
所述的步骤1中加压的压力为22.1～25.00MPA。
所述的步骤2中预热为预热到50～100摄氏度。
所述的步骤3中的超临界反应温度为374～500摄氏度。
太阳能集热装置接收器的表面温度得达到超临界水的温度，即374摄氏度以上，就可 以不用电加热污水。
有益效果
本发明利用太阳能进行超临界水氧化法处理污水，效率高，COD降解率可达99%，不 受水质种类和水质浓度变化的影响，不会产生二次污染，同时预热器和缓冲器之间循环使 用产生的冷/热水，节约了能耗。