[發明專利]一種臥式自平衡超臨界反應裝置

在審

• 申請號: 201710983598.4
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107698012A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 吳丹丹;戴萍
• 申請（專利權）人: 吳丹丹
• 主分類號: C02F1/74
• 分類號: C02F1/74;C02F1/02;C02F101/30
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所32230
• 代理人: 樊文紅,尹妍

技術領域

本發明涉及環保技術領域，具體涉及一種臥式自平衡超臨界反應裝置。

背景技術

隨著我國經濟的發展，化工工業、皮革業、食品制藥、造紙等行業高速發展，企業生產產生的高濃度有機廢水體量非常大，現有的技術存在處理周期長、處理成本高、設備占地面積大、處理過程中常伴有二次污染、處理效果不佳、處理效率低等問題，給企業帶來諸多困擾，制約了行業的發展。

高濃度有機廢水指COD在2000mg/L以上的廢水。有些工業廢水COD達到幾萬甚至幾十萬mg/L，相對而言，BOD較低，很多廢水的BOD與COD的比值小于0.3，這些廢水往往有一定的酸堿性或有毒物質，這些條件使得生物法等傳統工藝處理很難達到處理效果。

對于高濃度有機廢水，目前主要采用的處理方法有氧化-吸附法、焚燒法、吸附法、SBR處理等方法。這些處理方法或存在處理效率低、處理成本高、處理不徹底、處理過程二次污染等問題，對相關企業的污水處理排放造成極大困擾。

發明內容

本發明的目的是提供一種高效臥式自平衡超臨界反應裝置，對高濃度生物難降解有機廢水及污染土實現快速高效低成本的處理。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種臥式自平衡超臨界反應裝置，包括壓力容器、高壓空氣壓縮裝置和設置于壓力容器內的至少一個反應器；

所述反應器內設有前、后活塞，兩端通過反應器前活塞和反應器后活塞封閉；所述反應器前活塞與壓力容器內壁之間充有壓力介質；所述反應器后活塞通過后活塞推桿與后活塞驅動電機連接；所述反應器上設有閥門控制的進水口和出水/氣口，反應器內設有加熱裝置；

所述高壓空氣壓縮裝置與反應器內部聯通。

本發明中，通過壓力容器與反應器內設置的活塞系統的相互聯通，實現內置的反應器壓力與壓力容器中壓力的自平衡，使得反應器所有部位處于均勻壓力作用下，以保證內反應器的安全。高壓空氣壓縮裝置可將壓縮空氣加入反應器，利用空氣中的氧氣作為氧化劑對污染物進行處理，高壓空氣的加入使得反應器內壓力升高，同時由于壓力傳導作用，壓力容器中壓力介質的壓力也同時升高，且內反應器中壓力與壓力容器中壓力介質的壓力一致。當加入足夠量的壓縮空氣后，關閉高壓空氣壓縮裝置，同時打開加熱裝置，使得反應器中的壓力和溫度繼續升高，直至達到超臨界反應條件。待反應結束后，打開出水/氣口閥門減壓閥，靠反應器中自身高壓，將反應產物排除，在此過程中，反應器壓力不斷降低，壓力容器中的壓力介質壓力也同步降低，反應產物通過出水/氣管道排出，可按照常規流程進行冷凝。

此外，本發明中壓力容器為常規壓力容器，對材料無特殊需求，滿足壓力容器設計規范即可。壓力容器中允許布置多個反應器，也可實現對壓力容器空間的高效利用，也避免了制造體型較大的內置陶瓷反應器成型難，加工成本高的問題；壓力容器中的壓力介質可選用液壓油。

作為本發明的進一步改進，所述裝置還包括減壓緩沖裝置，所述減壓緩沖裝置由活塞、氣缸、活塞推桿和活塞控制電機組成，氣缸上設有減壓緩沖裝置進水口、減壓緩沖裝置出水口和減壓緩沖裝置控制閥門，所述減壓緩沖裝置進水口連接反應器出水/氣口，所述減壓緩沖裝置出水口連接待處理廢液池；所述活塞控制電機控制活塞推桿推動活塞運動，控制氣缸內壓力，通過開關減壓緩沖裝置控制閥門進行減壓出料。設置減壓緩沖裝置時，反應器中的高溫高壓氣/液體經閥門控制的反應器出水/氣口進入減壓緩沖裝置，減壓緩沖裝置出水口可連接常規冷凝裝置。

作為本發明的進一步改進，所述裝置還包括冷凝及熱量回收裝置和預熱裝置；冷凝及熱量回收裝置連接預熱裝置或為一體裝置；所述冷凝及熱量回收裝置連接反應器出水/氣口或減壓緩沖裝置出水口，所述預熱裝置連接待處理廢液池和反應器進水口。反應器中的高溫高壓氣/液體通過反應器出水/氣口進入冷凝及熱量回收裝置，進行冷凝，同時冷凝及熱量回收裝置回收冷凝時釋放出的熱量，并輸送至預熱裝置，廢液池中的廢水進入預熱裝置，經回收的熱量預熱后，通過反應器進水口進入反應器反應。冷凝及熱量回收裝置和預熱裝置可為一體裝置，更利于換熱。

作為本發明的進一步改進，還包括：液壓控制系統；所述液壓控制系統向壓力容器內加壓，控制反應器前活塞運動；所述反應器上設置出渣口，所述出渣口位于反應器后活塞的運動范圍內。設置出渣口，可定期對反應器的無機鹽析出物進行清理，保證設備的高效運行，出渣口位于反應器后活塞的運動范圍內，液壓控制系統向壓力容器內加壓，控制反應器前活塞運動，可使得析出物從出渣口排出。