[發(fā)明專利]一種可拆卸的超臨界水氧化反應(yīng)器

有效

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• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108439568B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭紅花;王帥;秦強;喬延波;馬洪軍;劉學陽;錢正華;何柳斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院上海應(yīng)用物理研究所
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

本發(fā)明涉及一種可拆卸的超臨界水氧化反應(yīng)器，包括反應(yīng)器筒體，該反應(yīng)器采用兩層同軸套筒設(shè)計，還包括位于反應(yīng)器筒體的內(nèi)部的內(nèi)筒體，該內(nèi)筒體具有凸座；反應(yīng)器筒體具有外筒壁以及通過緊固件連接在外筒壁上的上端蓋和下端蓋；該上端蓋和下端蓋上具有與凸座卡接的凹槽；內(nèi)筒體和外筒壁之間形成有環(huán)隙。解決了超臨界水氧化反應(yīng)器，使用時間短的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，更具體地涉及一種可拆卸的超臨界水氧化反應(yīng)器。

背景技術(shù)

有機廢液通常具有易燃、易揮發(fā)、易輻射分解、有毒有害等特性，使得有機廢液的銷毀及處理較為困難。由于有機廢液成分復(fù)雜，有機物含量多，難以固化貯存。目前，主要采用氧化、吸附過濾、焚對其進行處理。在氧化和吸附過濾過程中，由于有機廢液易與離子狀態(tài)其他核素形成絡(luò)合物，難以分離，影響處理效果。焚燒法是目前唯一商業(yè)化的處理方法，其處理成本較高，并且會產(chǎn)生二噁英等物質(zhì)，對環(huán)境及人類產(chǎn)生較大影響。

超臨界水氧化法處理有機廢液技術(shù)，在20世紀80年代中期由美國學者Modell提出，其被認為是一項能完全地、徹底地將有機物結(jié)構(gòu)破壞的深度氧化技術(shù)。美國國家關(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。超臨界水是指當溫度超過373.9℃，壓力超過22.1Mpa的特殊狀態(tài)的水，在此條件下的超臨界水具有常溫水所不具備的獨特性質(zhì)，如非極性、低粘度、低密度和高擴散系數(shù)。超臨界水氧化器以超臨界水為反應(yīng)介質(zhì)，具有以下優(yōu)點：1.為放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度遠低于焚燒，當反應(yīng)相中有機物含量達3％時，便可實現(xiàn)自熱，無需額外的能量供給；2.有機物去除率高，可達99％以上；3.消除氧化劑和多種有機物質(zhì)間傳質(zhì)阻力，在超臨界水體系中形成均相氧化反應(yīng)，反應(yīng)速度快，停留時間短(一般小于1min)，同時將有機廢液徹底氧化成無機鹽、CO₂和H₂O，無二次污染物的產(chǎn)生；4.該技術(shù)適用范圍廣，幾乎可處理所有有害物質(zhì)。經(jīng)過近30年來的研究和開發(fā)，目前超臨界水氧化技術(shù)的工業(yè)化程度遠沒達到最初人們的期望，至今全世界范圍內(nèi)也僅有幾座工業(yè)化裝置在運行，其主要是因為設(shè)備內(nèi)部的腐蝕和堵塞問題。

由于超臨界水氧化反應(yīng)器內(nèi)部處于高溫、高壓的環(huán)境，以及在處理如含鹵素、S、P等化合物時產(chǎn)生的各種無機酸、無機鹽顆粒和氣體產(chǎn)物，加劇了對反應(yīng)器筒體、內(nèi)部零部件、管道、儀表和閥門等的腐蝕性，至今無一種材料能夠耐受如此苛刻的環(huán)境。堵塞則是由于超臨界水的非極性，無機鹽在其中的溶解度極低，當處理高含鹽的有機廢液時，無機鹽易析出、結(jié)晶，并不斷沉積，從而導(dǎo)致反應(yīng)器的堵塞。堵塞和腐蝕具有協(xié)同作用，一旦發(fā)生，會加劇設(shè)備的腐蝕和堵塞進程。

因此，目前超臨界水氧化反應(yīng)器普遍存在使用時間短的問題，嚴重影響了超臨界水氧化反應(yīng)器運行的可靠性和安全性，制約了SCWO技術(shù)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有超臨界水氧化反應(yīng)器存在的使用時間短的問題，本發(fā)明提供一種可拆卸的超臨界水氧化反應(yīng)器。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種可拆卸的超臨界水氧化反應(yīng)器，包括反應(yīng)器筒體，該反應(yīng)器采用兩層同軸套筒設(shè)計，還包括位于反應(yīng)器筒體的內(nèi)部的內(nèi)筒體，該內(nèi)筒體具有凸座；反應(yīng)器筒體具有外筒壁以及通過緊固件連接在外筒壁上的上端蓋和下端蓋；該上端蓋和下端蓋上具有與凸座卡接的凹槽；內(nèi)筒體和外筒壁之間形成有環(huán)隙。

如此，內(nèi)筒體與反應(yīng)器筒體在軸向和徑向上保持位置的相對固定，防止內(nèi)筒體被反應(yīng)液流動影響；也為內(nèi)筒體和反應(yīng)器筒體提供隔離作用，防止(或極大的減少了)反應(yīng)液與反應(yīng)器筒體的接觸，極大緩解了反應(yīng)器筒體的壁面被腐蝕的現(xiàn)象；同時，該環(huán)隙也防止了反應(yīng)器在高溫高壓條件下產(chǎn)生的形變所導(dǎo)致的密封不良問題。

本發(fā)明提供的反應(yīng)器在更換內(nèi)筒體時，需拆卸上端蓋與外筒壁之間的緊固件，取出內(nèi)筒體，再將替換的內(nèi)筒體通過卡接的方式置于反應(yīng)器筒體的內(nèi)部，提高了反應(yīng)器的累積運行時間。

優(yōu)選地，該上端蓋與外筒壁具有相配的螺旋狀接口，與緊固件聯(lián)合使用，提高了超臨界水氧化反應(yīng)器的耐壓性能。