[實(shí)用新型]一種超臨界水氧化反應(yīng)器的燃燒器組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201521087058.0
• 申請(qǐng)日: 2015-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205199474U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王冰;張肖麗;劉志立
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 王冰
• 主分類(lèi)號(hào): B01J4/00
• 分類(lèi)號(hào): B01J4/00;B01J19/26
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 劉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種高溫高壓的化工設(shè)備，特別是一種超臨界水氧化反應(yīng)器的燃 燒器組件。

背景技術(shù)

超臨界水氧化(SCWO)技術(shù)最早是在20世紀(jì)80年代中期由美國(guó)學(xué)者M(jìn)odell 提出的一項(xiàng)能完全地、徹底地將有機(jī)物結(jié)構(gòu)破壞的深度氧化技術(shù)。美國(guó)國(guó)家關(guān)鍵技術(shù) 所列的六大領(lǐng)域之一“能源與環(huán)境”中指出，最有前途的廢物處理技術(shù)是SCWO法。

超臨界水(SCW)是指溫度超過(guò)374.15℃，壓力超過(guò)22.12Mpa的特殊狀態(tài)的水， 該條件下水的介電系數(shù)大大降低，氧化劑和多種有機(jī)物質(zhì)在水體系中形成均一相，消 除傳質(zhì)阻力，使本來(lái)發(fā)生在液相、固相、氣相之間的多相反應(yīng)轉(zhuǎn)化為在SCW中的均 相氧化反應(yīng)，反應(yīng)速率更快，停留時(shí)間更短。而且大多不需使用催化劑，氧化效率很 高，大部分有機(jī)物的去除率可達(dá)99％以上，產(chǎn)物為無(wú)機(jī)鹽、二氧化碳和水。由于反 應(yīng)在封閉的反應(yīng)器中進(jìn)行，符合全封閉處理的要求。反應(yīng)溫度遠(yuǎn)低于焚燒且無(wú)二次污 染物的產(chǎn)生。

高COD有機(jī)廢水、垃圾、污泥在超臨界狀態(tài)下的高溫氣體產(chǎn)物主要有O₂、CO₂、 SO₂、N₂，由于超臨界水氧化反應(yīng)過(guò)程中放出大量的熱，使得反應(yīng)器內(nèi)部的溫度和壓 力急劇升高，高溫高壓的氣體產(chǎn)物加劇了對(duì)反應(yīng)器本身的腐蝕性，且高溫氣體易發(fā)生 爆炸，兩種因素疊加起來(lái)對(duì)設(shè)備殼體內(nèi)壁及內(nèi)部零部件產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕破壞。

在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，溫度高對(duì)反應(yīng)器筒體和封頭的厚度影響很大，對(duì)材質(zhì)、密封、 強(qiáng)度要求高，高溫高壓反應(yīng)器設(shè)備常用鍛件材料，耐高溫耐腐蝕性的鍛件材料選擇性 少。且高溫氣體對(duì)設(shè)備氣體出口管道儀表和閥門(mén)的選型造成困難，對(duì)輸送氣體的管道 材質(zhì)要求高。除了管道用材之外，常用儀表和閥門(mén)的使用溫度在中高溫以下，溫度過(guò) 高時(shí)，儀表和閥門(mén)需要使用高合金材質(zhì)，高合金材質(zhì)比普通材質(zhì)費(fèi)用高出幾倍，造成 整個(gè)工藝系統(tǒng)的成本造價(jià)居高不下。所以降低反應(yīng)器內(nèi)部溫度，對(duì)反應(yīng)器、管道、儀 表、閥門(mén)的成本有著直接聯(lián)系。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種由多層環(huán)形隔層自上而下 套裝，形成階梯型燒嘴，物料和氧化劑分別通入隔層之間形成的環(huán)隙，分別由不同的 層段逐步交叉進(jìn)入反應(yīng)器充分反應(yīng)，避免物料和氧化劑過(guò)早混合發(fā)生回流燃燒造成反 應(yīng)器內(nèi)部腐蝕的超臨界水氧化反應(yīng)器的燃燒器組件。

本實(shí)用新型決其技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種超臨界水氧化反應(yīng)器的燃燒器組件，其特征在于：包括安裝于反應(yīng)器筒體 頂部的平蓋封頭、連接法蘭、燒嘴套筒、冷卻水套筒及冷卻水第一滲透壁，所述反應(yīng) 器筒體頂部與所述平蓋封頭之間通過(guò)所述連接法蘭固定，燒嘴套筒包括中心套筒、至 少一個(gè)中間層套筒及最外層套筒，所述燒嘴套筒的中心套筒、各中間層套筒、最外層 套筒、冷卻水套筒及冷卻水第一滲透壁由內(nèi)至外依次同軸套裝安裝于平蓋封頭及連接 法蘭內(nèi)；所述中心套筒、中間層套筒、最外層套筒、冷卻水套筒之間形成環(huán)隙，并在 下端形成自?xún)?nèi)而外、逐級(jí)下降的環(huán)形出口，所述最外層套筒的下端為噴燒區(qū)域；各層 環(huán)隙分別與側(cè)部物料通道及側(cè)部氧化劑通道交替連通；冷卻水套筒與第一滲透壁的底 部封閉，其內(nèi)部形成的環(huán)隙與側(cè)壁第一冷卻水入口連通，所述反應(yīng)器筒體頂部下方與 第一滲透壁外部之間形成冷卻區(qū)域，所述冷卻區(qū)域與連接法蘭上所制的氣體出口連 通。

所述中心套筒與頂部物料通道及頂部氧化劑通道連通。

所述最外層套筒與冷卻水套筒之間的第一環(huán)形空腔與側(cè)部物料通道連通。

所述反應(yīng)器筒體頂部下方的筒壁向內(nèi)收斂，所述冷卻區(qū)域?yàn)榈瑰F體空間。

所述反應(yīng)器筒體頂部下方的筒壁內(nèi)側(cè)設(shè)置第二滲透壁，所述第二滲透壁與筒壁內(nèi) 側(cè)之間形成第二環(huán)形空腔，所述第二環(huán)形空腔與筒壁上的第二冷卻水入口連通。

所述的第一滲透壁和第二滲透壁為多孔絲網(wǎng)燒結(jié)材料或者粉末冶金燒結(jié)材料。

經(jīng)過(guò)所述第一滲透壁、第二滲透壁后霧化的冷卻水進(jìn)入所述冷卻區(qū)域。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為：