本發(fā)明涉及廢棄物資源化利用,具體為一種含油污泥超臨界水液化-氣化-氧化的耦合系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
1、我國每年在油田開發(fā)、石油加工過程中產(chǎn)生了超過五百萬噸的含油污泥。含油污泥是一種成分極其復(fù)雜的危險廢物,其主要構(gòu)成包括油(飽和烴、芳香烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì))、水和固體物質(zhì)。此外,它還含有高濃度的重金屬,如銅、鋅、鎘和汞;各種微生物,包括細(xì)菌和病原菌。這種廢物具有穩(wěn)定的多孔多相結(jié)構(gòu),增加了處理的復(fù)雜性。若直接排放含油污泥會導(dǎo)致原油資源的損失,自然環(huán)境的破壞,水資源污染,土壤破壞等,嚴(yán)重的話會破壞農(nóng)業(yè)生產(chǎn),動植物生存,人類生命安全。當(dāng)前主流的含油污泥處理技術(shù)包括:無害化處理(焚燒法、固化法、熱脫附技術(shù)和生物處理)和資源化處理技術(shù)(熱解法、萃取法、超聲波法、機(jī)械分離法和熱化學(xué)清洗法等)。然而,無害化處理和資源化處理技術(shù)雖然能夠回收利用含油污泥中的有用成分,但普遍存在高成本、效率受限、二次污染風(fēng)險、資源浪費(fèi)及適用范圍狹窄等問題。因此,在我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中,亟需發(fā)展一種能夠有效處理含油污泥等廢物的技術(shù),實(shí)現(xiàn)含油污泥的清潔高效資源化處理。
2、超臨界水氣化技術(shù)是一種新型的熱化學(xué)處理技術(shù),它能夠?qū)⒂袡C(jī)物轉(zhuǎn)化為富氫氣體。這種技術(shù)利用超臨界水(溫度>374℃,壓力>22.1mpa)具有高溶解性、低介電常數(shù)、低粘度和高擴(kuò)散率等物理化學(xué)性質(zhì),可以破壞含油污泥的乳化狀態(tài),直接將其中的廢棄有機(jī)物溶解,實(shí)現(xiàn)油分和灰分的分離,形成均相反應(yīng)體系,產(chǎn)生高熱值的富氫氣體。然而,含油污泥在超臨界水直接氣化(600℃-700℃)中受熱后,一部分油容易揮發(fā)并溶解于超臨界水中,而另一部分油則傾向于殘留在顆粒內(nèi)部,可能會發(fā)生縮聚反應(yīng)形成焦炭,這會阻礙反應(yīng)的進(jìn)行,從而成為氣化反應(yīng)中的關(guān)鍵限制因素。
3、在處理含油污泥的超臨界水氣化-氧化串聯(lián)裝置中,目前的操作流程是先于氣化裝置內(nèi)進(jìn)行氣化反應(yīng)(600℃-700℃),隨后物料進(jìn)入氧化裝置,進(jìn)行氧化反應(yīng)(900℃-1000℃)且釋放大量熱量?,F(xiàn)有氣化-氧化串聯(lián)裝置由于未采用氣化與氧化耦合的技術(shù)方案,導(dǎo)致氧化階段產(chǎn)生的大量熱能必須通過換熱器傳遞回氣化反應(yīng)環(huán)節(jié)以實(shí)現(xiàn)熱能的再利用。這樣的設(shè)計造成了從氣化到氧化串聯(lián)過程中的顯著散熱損失,并且由于氧化反應(yīng)釋放出的極高溫度,對換熱設(shè)備提出了極為嚴(yán)格的要求,這樣不僅降低了整個系統(tǒng)的能量效率,同時也增加了對高性能換熱裝置的需求。
4、當(dāng)前采用套管技術(shù)的超臨界水氣化-氧化耦合裝置中,雖然通過將氣化反應(yīng)裝置嵌入到氧化反應(yīng)裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)了熱量的直接傳遞,使得氧化過程中釋放的大量熱能可以直接用于氣化反應(yīng),但這一設(shè)計帶來了新的問題。由于氣化反應(yīng)緩慢,氧化反應(yīng)劇烈且釋放出高熱量,維持兩種反應(yīng)之間的熱平衡變得異常困難。這種能量的不匹配不僅導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部的能量利用效率低下,造成不必要的熱損失和資源浪費(fèi),還可能因?yàn)槿狈m當(dāng)?shù)恼{(diào)控而使系統(tǒng)溫度迅速攀升,導(dǎo)致反應(yīng)器遭受嚴(yán)重的腐蝕損害,顯著增加操作的安全風(fēng)險,甚至有可能引發(fā)安全事故。此外,由于氣化反應(yīng)相對較慢,而氧化反應(yīng)則非常迅速,過高的溫度也可能導(dǎo)致氣化反應(yīng)未能充分進(jìn)行,部分物料在未完全氣化的情況下即發(fā)生氧化反應(yīng),這不僅影響了氣化效果,殘留的反應(yīng)物也對實(shí)驗(yàn)裝置構(gòu)成了安全隱患。最后,由于為氧化反應(yīng)輸送氧氣的管路僅從單一點(diǎn)供氧,導(dǎo)致氧氣進(jìn)入后立即引發(fā)局部劇烈氧化反應(yīng),從而使反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)受熱不均和反應(yīng)不完全等問題。
5、當(dāng)前尚未充分挖掘含油污泥經(jīng)過超臨界水液化反應(yīng)(380℃-450℃),超臨界水氣化反應(yīng)(600℃-700℃),氧化反應(yīng)(900℃-1000℃)后的熱流體的潛在價值,這類熱流體的熱能可以被有效利用來發(fā)電或提供給用戶供熱等。目前,缺乏這樣一套體系來充分提高能源利用率、促進(jìn)資源的循環(huán)使用與環(huán)境保護(hù),并推動向更加可持續(xù)發(fā)展的能源使用模式轉(zhuǎn)變,以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益的多贏局面。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,本發(fā)明的目的在于提供一種含油污泥超臨界水液化-氣化-氧化的耦合系統(tǒng)及方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中如何提高含有污泥的清潔高效性,以此實(shí)現(xiàn)資源的合理利用的技術(shù)問題。
2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
3、第一方面,本發(fā)明提供了一種含油污泥超臨界水液化-氣化-氧化的耦合系統(tǒng),包括液氧輸出單元、含油污泥輸出單元、水箱、排渣裝置、氣液分離單元、第一換熱器以及耦合反應(yīng)裝置;
4、所述耦合反應(yīng)裝置包括由外至內(nèi)依次套設(shè)的超臨界水液化反應(yīng)裝置和超臨界水氧化反應(yīng)裝置;所述超臨界水氧化反應(yīng)裝置內(nèi)設(shè)有超臨界水氣化反應(yīng)螺旋裝置;所述超臨界水液化反應(yīng)裝置通過超臨界水氣化反應(yīng)螺旋裝置與超臨界水氧化反應(yīng)裝置連通;
5、所述超臨界水液化反應(yīng)裝置上設(shè)有進(jìn)水管、進(jìn)料管和排渣管;
6、所述含油污泥輸出單元的輸出端連接至進(jìn)料管,所述水箱設(shè)有兩個輸出端,其中第一輸出端連接至含油污泥輸出單元,第二輸出端設(shè)有兩個支路,其中一個支路用于加熱后連接至進(jìn)水管;另一個支路經(jīng)第一換熱器后連接至進(jìn)水管;所述排渣管的輸出端連接至排渣裝置;
7、所述液氧輸出單元的輸出端連接超臨界水氧化反應(yīng)裝置的輸入端;超臨界水氧化反應(yīng)裝置的輸出端為多元熱流體出口,所述多元熱流體出口經(jīng)第一換熱器后連接至氣液分離單元的輸入端,氣液分離單元的液體輸出端連接至水箱;其中,第一換熱器與氣液分離單元之間設(shè)有熱循環(huán)發(fā)電單元或循環(huán)供熱系統(tǒng),用于分別進(jìn)行循環(huán)發(fā)電或循環(huán)供熱。
8、優(yōu)選的,液氧輸出單元包括液氧瓶、液氧泵以及空氣預(yù)熱器;
9、所述液氧瓶的輸出端連接至液氧泵的輸入端,所述液氧泵的輸出端連接至空氣預(yù)熱器的輸入端,所述空氣預(yù)熱器的輸出端分兩組支路設(shè)置,兩組支路的輸出端分別連接至超臨界水氧化反應(yīng)裝置的輸入端。
10、進(jìn)一步的,超臨界水氧化反應(yīng)裝置的輸入端包括第一進(jìn)氣插管和第二進(jìn)氣插管;
11、所述第一進(jìn)氣插管和第二進(jìn)氣插管的輸入端分別連接至空氣預(yù)熱器輸出端的兩組支路;第一進(jìn)氣插管和第二進(jìn)氣插管的輸出端伸入至超臨界水氧化反應(yīng)裝置內(nèi)設(shè)置,且第一進(jìn)氣插管和第二進(jìn)氣插管的管體上分別設(shè)有若干出氣孔,用于在超臨界水氧化反應(yīng)裝置內(nèi)輸出氧氣。
12、優(yōu)選的,超臨界水氣化反應(yīng)螺旋裝置包括氣化螺旋管;其中氣化螺旋管的螺旋管入口通過超臨界水氧化反應(yīng)裝置與超臨界水液化反應(yīng)裝置連通;氣化螺旋管的螺旋管出口設(shè)置在超臨界水氧化反應(yīng)裝置內(nèi)。
13、優(yōu)選的,含油污泥輸出單元包括儲料罐、粉碎機(jī)、攪拌機(jī)以及料泵;
14、所述儲料罐的輸入端用于輸入含油污泥,儲料罐的輸出端連接至粉碎機(jī)的輸入端,粉碎機(jī)的輸出端連接攪拌機(jī)的漿料輸入端,所述攪拌機(jī)的液體輸入端連接水箱的第一輸出端;所述攪拌機(jī)的輸出端經(jīng)料泵連接至進(jìn)料管。
15、優(yōu)選的,水箱的第二輸出端處設(shè)有第一水泵,且第二輸出端經(jīng)第一水泵后設(shè)有兩個支路,其中一個支路上依次設(shè)有第一流量調(diào)節(jié)閥和加熱裝置,用于加熱后連接至進(jìn)水管;另一個支路上設(shè)有第二流量調(diào)節(jié)閥,用于經(jīng)第一換熱器后連接至進(jìn)水管。
16、優(yōu)選的,氣液分離單元包括氣液分離器、儲氣瓶、背壓閥以及第一冷卻器;
17、所述背壓閥的輸入端連接至第一換熱器的輸出端,背壓閥的輸出端連接至第一冷卻器的輸入端,第一冷卻器的輸出端連接至氣液分離器的輸入端,氣液分離器的氣體輸出端連接至儲氣瓶,氣液分離器的液體輸出端連接至水箱;
18、所述熱循環(huán)發(fā)電單元或循環(huán)供熱系統(tǒng)分別設(shè)置在第一換熱器與背壓閥之間,用于分別進(jìn)行循環(huán)發(fā)電或循環(huán)供熱。
19、進(jìn)一步的,當(dāng)進(jìn)行循環(huán)發(fā)電時,所述熱循環(huán)發(fā)電單元包括第二水泵、第二換熱器、透平機(jī)以及第二冷卻器;
20、所述第二換熱器設(shè)有兩組輸入端和兩組輸出端,其中一組輸入端連接至第一換熱器的輸出端,一組輸出端連接至背壓閥的輸入端;另一組輸出端連接透平機(jī)的輸入端,所述透平機(jī)的輸出端一支路用于對外界發(fā)電,另一支路連接至第二冷卻器的輸入端,所述第二冷卻器的輸出端經(jīng)第二水泵后連接至第二換熱器的另一組輸入端,形成熱循環(huán)回路。
21、進(jìn)一步的,當(dāng)進(jìn)行循環(huán)供熱時,所述循環(huán)供熱系統(tǒng)包括第二水泵、第二換熱器、供熱裝置以及第二冷卻器;
22、所述第二換熱器設(shè)有兩組輸入端和兩組輸出端,其中一組輸入端連接至第一換熱器的輸出端,一組輸出端連接至背壓閥的輸入端;另一組輸出端連接供熱裝置的輸入端,所述供熱裝置的輸出端一支路用于對外界供熱,另一支路連接至第二冷卻器的輸入端,所述第二冷卻器的輸出端經(jīng)第二水泵后連接至第二換熱器的另一組輸入端,形成循環(huán)供熱回路。
23、第二方面,本發(fā)明還提供了一種含油污泥超臨界水液化-氣化-氧化的耦合方法,基于上述一種含油污泥超臨界水液化-氣化-氧化的耦合系統(tǒng),耦合方法包括如下步驟:
24、將水放入水箱內(nèi),水通過水箱的一支路加熱后經(jīng)進(jìn)水管加入到超臨界水液化反應(yīng)裝置內(nèi)得到超臨界水;
25、將含有污泥放入含油污泥輸出單元內(nèi),并將水箱內(nèi)的水加入至含油污泥輸出單元內(nèi)混合后經(jīng)進(jìn)料管加入至超臨界水液化反應(yīng)裝置內(nèi);
26、將液氧加入至液氧輸出單元內(nèi),經(jīng)液氧輸出單元輸入至超臨界水氧化反應(yīng)裝置內(nèi);
27、含油污泥與超臨界水在超臨界水液化反應(yīng)裝置內(nèi),其中含油污泥的一部分溶于超臨界水中,并隨著超臨界水在超臨界水氣化反應(yīng)螺旋裝置內(nèi)進(jìn)行氣化反應(yīng)得到氣化產(chǎn)物;含油污泥的另一部分不溶于超臨界水的殘渣隨著重力沉入超臨界水液化反應(yīng)裝置的底部,經(jīng)排渣管進(jìn)入排渣裝置內(nèi);
28、氣化產(chǎn)物和超臨界水通過超臨界水氣化反應(yīng)螺旋裝置進(jìn)入超臨界水氧化反應(yīng)裝置內(nèi)進(jìn)行氧化反應(yīng)釋放熱量,為超臨界水液化反應(yīng)裝置中的液化反應(yīng)加熱提供熱量,同時為超臨界水氣化反應(yīng)螺旋裝置中的氣化反應(yīng)提供熱量,產(chǎn)生多元熱流體,多元熱流體通過超臨界水氧化反應(yīng)裝置的多元熱流體出口進(jìn)入第一換熱器內(nèi);
29、關(guān)閉水箱中所加熱的一支路水流,同時開啟水箱的另一支路,使得另一支路的水流進(jìn)入第一換熱器內(nèi)再經(jīng)進(jìn)水管加入到超臨界水液化反應(yīng)裝置內(nèi)得到超臨界水,形成水的熱循環(huán)回路;
30、同時多元熱流體進(jìn)入第一換熱器后進(jìn)入氣液分離單元,分離后的水進(jìn)入水箱,進(jìn)行水循環(huán)利用;
31、當(dāng)進(jìn)行循環(huán)發(fā)電時,多元熱流體與熱循環(huán)發(fā)電單元換熱形成熱循環(huán)回路,對外界進(jìn)行循環(huán)發(fā)電;
32、當(dāng)進(jìn)行循環(huán)供熱時,多元熱流體與循環(huán)供熱系統(tǒng)換熱形成循環(huán)供熱回路。
33、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
34、本發(fā)明提供了一種含油污泥超臨界水液化-氣化-氧化的耦合系統(tǒng),通過耦合超臨界水液化、氣化和氧化三個結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了對含油污泥的深度處理。超臨界水液化能夠有效分解污泥中的有機(jī)物,氣化過程則進(jìn)一步將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氣體,而氧化過程則確保了剩余污染物的徹底去除。這一連續(xù)的處理流程大大提高了處理的效率和清潔度。含油污泥中的有機(jī)成分可以被有效轉(zhuǎn)化和利用。液化階段產(chǎn)生的液體產(chǎn)物含有有價值的化學(xué)物質(zhì),氣化階段產(chǎn)生的氣體可以用作能源或化工原料,而氧化階段則確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和廢物的無害化處理,實(shí)現(xiàn)了從廢物到資源的轉(zhuǎn)化,提高了資源的利用率。本發(fā)明采用超臨界水作為反應(yīng)介質(zhì),超臨界水在特定條件下能夠顯著提高化學(xué)反應(yīng)速率和效率,同時減少有害物質(zhì)的排放。此外,系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)供熱和發(fā)電功能進(jìn)一步減少了能源消耗和碳排放,實(shí)現(xiàn)資源的合理利用。
35、進(jìn)一步的,液氧通過液氧泵加壓并經(jīng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱成氣體后,均勻分布至超臨界水氧化反應(yīng)器的輸入端中,這一過程不僅提高了氧氣的反應(yīng)活性和分布均勻性,還優(yōu)化了能量利用、增強(qiáng)了系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性,同時減少了副產(chǎn)物生成,提升了整體反應(yīng)效率。
36、更進(jìn)一步的,超臨界水氧化反應(yīng)裝置的輸入端包括第一進(jìn)氣插管和第二進(jìn)氣插管,其壁上布滿了微小的出氣孔,確保了多點(diǎn)供氧,讓氧氣能夠均勻且充分地與反應(yīng)物接觸,極大地促進(jìn)了氧化反應(yīng)的效率,均勻分散的氧氣流也有助于維持反應(yīng)溫度的穩(wěn)定性,從而防止局部劇烈反應(yīng)所導(dǎo)致的過熱和潛在的腐蝕問題,顯著提升了整個處理過程的效能,同時保證了操作的安全性和可靠性。
37、進(jìn)一步的,超臨界水氣化反應(yīng)螺旋管裝置將氣化裝置設(shè)置成螺旋管狀,增加接觸面積可以確保熱量分布均勻,增強(qiáng)吸收氧化反應(yīng)所釋放熱量的效率,維持熱平衡,防止溫度失衡。如果按照氣化反應(yīng)先行、隨后再進(jìn)行氧化反應(yīng)的順序,會使整個實(shí)驗(yàn)周期變長,將超臨界水氣化反應(yīng)螺旋管裝置放于超臨界水氧化反應(yīng)裝置內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)氣化反應(yīng)氧化反應(yīng)的同時進(jìn)行,縮短了實(shí)驗(yàn)周期,優(yōu)化了反應(yīng)順序。由于采用了長螺旋管設(shè)計,大大延長了氣化反應(yīng)路徑,增加了含油污泥在氣化過程中的停留時間。這不僅確保了含油污泥能夠?qū)崿F(xiàn)完全氣化,防止結(jié)焦堵塞管路,還提高了處理效率和靈活性,避免了含油污泥氣化反應(yīng)不充分的問題,更好地滿足各種生產(chǎn)需求。
38、進(jìn)一步的,儲料罐中的含油污泥首先被送入粉碎機(jī)中進(jìn)行精細(xì)粉碎,將大顆粒打磨成細(xì)小顆粒。這一過程顯著增加了含油污泥的比表面積,使得后續(xù)步驟中與水的混合更為均勻和徹底。接下來,這些細(xì)小的含油污泥顆粒在攪拌機(jī)中與來自水箱的水充分混合,形成均勻的漿料。通過提高物料與液體的接觸面積,不僅確保了垃圾顆粒與液體的完全融合,還為超臨界水液化和氣化反應(yīng)創(chuàng)造了理想的條件,提高了反應(yīng)效率和均勻性。這種預(yù)處理方法不僅能減少反應(yīng)過程中的能耗,還能有效降低管道堵塞的風(fēng)險,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。最終,通過漿料泵,制備好的漿料能夠以連續(xù)且穩(wěn)定的方式輸送至超臨界水液化反應(yīng)裝置,確保整個處理流程的順暢與高效。
39、進(jìn)一步的,水箱中的水在系統(tǒng)開始運(yùn)作時,先進(jìn)入第一水泵加壓,通過第一流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)入加熱裝置加熱,進(jìn)入進(jìn)水管,隨著反應(yīng)進(jìn)行,水通過第二流量調(diào)節(jié)閥,進(jìn)入第一換熱器,然后進(jìn)入進(jìn)水管,最后進(jìn)入超臨界水液化反應(yīng)裝置,形成水的熱循環(huán)回路實(shí)現(xiàn)熱水循環(huán),從而不再需要加熱。因此為了確保水量和壓力的穩(wěn)定性,在逐漸關(guān)閉第一流量調(diào)節(jié)閥的同時,應(yīng)相應(yīng)地逐步開啟第二流量調(diào)節(jié)閥。保證了關(guān)小第一流量調(diào)節(jié)閥的程度與開大第二流量調(diào)節(jié)閥的程度相匹配,能夠跟好保持水流的連續(xù)性和系統(tǒng)壓力的恒定??梢源_保在轉(zhuǎn)換過程中不會出現(xiàn)流量或壓力的突然變化,實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過渡;因此,在后續(xù)就可以關(guān)閉加熱裝置,只運(yùn)用換熱和水,實(shí)現(xiàn)了熱能的最大化利用,減少了資源浪費(fèi)。
40、進(jìn)一步的,通過引入氣液分離器,能夠高效地將處理過程中產(chǎn)生的氣體和液體進(jìn)行分離;背壓閥的引入能夠調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)的壓力,從而控制氣體的溫度和壓力,以適應(yīng)后續(xù)處理步驟的需求。第一冷卻器不僅用于冷卻氣體,還能在冷卻過程中釋放熱能。這些熱能可以被熱循環(huán)發(fā)電單元或循環(huán)供熱系統(tǒng)有效利用,從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)的能源利用效率。熱循環(huán)發(fā)電單元的設(shè)置使得系統(tǒng)能夠利用處理過程中產(chǎn)生的熱能進(jìn)行發(fā)電,為系統(tǒng)或其他設(shè)備提供電力支持。這有助于降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本,并提高整體經(jīng)濟(jì)效益。循環(huán)供熱系統(tǒng)則能夠?qū)崮苡糜诠┡?、熱水供?yīng)等用途,滿足周邊地區(qū)或企業(yè)的熱能需求。這種多用途的能源利用方式進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的靈活性和實(shí)用性。
41、更進(jìn)一步的,透平機(jī)作為熱能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備,能夠?qū)⒏邷馗邏旱臒崮苻D(zhuǎn)換為機(jī)械能,進(jìn)而驅(qū)動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力。在這個過程中熱能被高效利用,轉(zhuǎn)換為電能,為系統(tǒng)或其他設(shè)備提供電力支持,降低了對傳統(tǒng)能源的依賴。通過第二換熱器、第二水泵和第二冷卻器的協(xié)同作用,形成了一個封閉的熱循環(huán)回路。這一回路確保了熱能在系統(tǒng)內(nèi)的持續(xù)流動和有效利用,避免了熱能的浪費(fèi)。
42、更進(jìn)一步的,循環(huán)供熱系統(tǒng)能夠充分利用含油污泥處理過程中產(chǎn)生的熱能,通過第二換熱器將其傳遞給供熱裝置,進(jìn)而對外界進(jìn)行供熱。這一過程實(shí)現(xiàn)了熱能的高效利用,避免了熱能的浪費(fèi)。供熱裝置可以根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整供熱功率,確保熱能的穩(wěn)定供應(yīng),滿足周邊地區(qū)或企業(yè)的供熱需求。通過第二水泵、第二換熱器和第二冷卻器的協(xié)同作用,形成了一個封閉的循環(huán)供熱回路。這一回路確保了熱能在系統(tǒng)內(nèi)的持續(xù)流動和有效利用,提高了熱能的利用效率。
43、本發(fā)明還提供了一種含油污泥超臨界水液化-氣化-氧化的耦合方法,運(yùn)用超臨界水優(yōu)異的理化性質(zhì),采用超臨界水液化、氣化及氧化技術(shù),實(shí)現(xiàn)了含油污泥的高效清潔轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)了物料的清潔轉(zhuǎn)化與高效利用。在此過程中,氧化反應(yīng)釋放出大量的熱能,這些能量不僅能夠滿足處理過程自身的熱需求,還能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能或其他形式的能量,顯著提高了資源利用效率和能源回收率。經(jīng)過液化、氣化、氧化生成的多元熱流體進(jìn)入第一換熱器,能夠與水箱中的水換熱,隨后導(dǎo)入超臨界水氣化反應(yīng)裝置中完成水循環(huán)。同時,利用循環(huán)發(fā)電裝置進(jìn)行熱交換,實(shí)現(xiàn)能量回收并用于發(fā)電,形成閉環(huán)能源利用體系。經(jīng)過兩次換熱后的多元熱流體隨后流入氣液分離器,在此過程中多元熱流體被分離為富氫氣體和液體。富氫氣體被儲存于儲氣瓶中以備后續(xù)使用,保留了高價值的氫氣資源,而分離出的液體則重新返回水箱,實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)再利用,提高了能源的利用率和減少了環(huán)境污染。這一集成設(shè)計不僅提高了系統(tǒng)的整體能效,還促進(jìn)了資源的有效管理和環(huán)境保護(hù),確保了整個過程的可持續(xù)性與經(jīng)濟(jì)效益。