[實用新型]一種完全水力混合型超臨界水氧化反應器

有效

• 申請號: 201821305050.0
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN209155862U
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 張克江;潘小勇;馬偉強
• 申請（專利權）人: 成都九翼環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳泳歷

本實用新型“一種完全水力混合型超臨界水氧化反應器”，屬于超臨界水制備技術，其特征在于，包括反應器主體(13)、設置在反應器主體(13)內的蒸發壁(10)、設置在反應器主體(13)頂部的燃料?氧氣?物料混合注入設備、至少一組設置在反應器主體(13)側壁上的氧氣?物料混合注入器組、設置在反應器主體(13)底部的排放口(14)、設置在反應器主體(13)側壁上的蒸發壁冷卻水進口(11)以及蒸發壁冷卻水出口(12)。其優點在于，設備簡化，提高了系統的可靠性，同時避免了因進料中有機物濃度過高而在頂部發生過熱反應，避免了無機鹽在導流筒及機械攪拌設備的沉積及腐蝕問題。

技術領域

本實用新型涉及超臨界水熱燃燒技術,具體涉及一種完全水力混合型超臨界水氧化反應器。

背景技術

超臨界水是指溫度和壓力同時超過其臨界條件(溫度T＝374.3℃，壓力P＝22.05MPa)的水，超臨界水擁有與常態水完全不同的物理化學性質，在超臨界水中發生的氧化還原反應、脫水反應、水熱合成反應、聚合物降解反應等，相對于在常態水中發生的反應具有反應速率快，反應徹底等優勢。基于上述特點，超臨界水為環境保護、生物質轉化、有機廢棄物處理等領域提供了高效的、綠色的解決方案。然而，超臨界水對金屬、陶瓷、工程塑料等常規抗腐蝕材料均由極強的腐蝕作用，特別是高鹽含量廢水中，腐蝕程度會進一步加劇；又因超臨界水的特殊物理性質，無機鹽在超臨界水中的溶解度非常低，容易在反應過程中析出，從而造成反應器的堵塞。因此防腐蝕和鹽堵塞的問題是目前超臨界水領域中兩大關鍵問題。

超臨界水熱燃燒是指燃料或一定濃度的有機物與氧化劑在超臨界水中發生的劇烈氧化反應并產生水-熱火焰的一種新型燃燒方式。超臨界水熱燃燒技術可用于解決傳統的超臨界水氧化反應器所帶來的弊端，即進料須加熱到超臨界溫度后在進入反應器，從而導致了在管道、換熱器、閥門等附屬配件的腐蝕、結焦和無機鹽的沉積問題。超臨界水氧化反應器利用超臨界水熱火焰產生的高溫使得進料瞬間達到超臨界溫度以上并發生超臨界水氧化的過程。進料與氧化劑(如氧氣等)在超臨界水氧化反應器內部的充分混合是確保超臨界水氧化反應器內充分發生超臨界水氧化的關鍵。文獻M.D.Bermejo等(The Journal ofSupercritical Fuids, 2011，Vol.56,21-32，)采用水熱火焰作為具有蒸發壁的超臨界水氧化反應器的加熱熱源，反應器內部混合方式采用了導流筒的形式，易造成無機鹽在導流筒上沉積及導流筒的腐蝕問題。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題：如何提供一種以超臨界水熱燃燒火焰為熱源，在反應器內部快速加熱進料至超臨界溫度以上的設計溫度，從而在反應器內部充分發生超臨界水氧化反應的完全混合型反應器，并提供了其在生產超臨界水，以及污水資源化利用中的用途本實用新型所采用的技術方案如下：

一種完全水力混合型超臨界水氧化反應器，其特征在于，包括：反應器主體(13)、設置在反應器主體(13)內的蒸發壁(10)、設置在反應器主體(13)頂部的燃料-氧氣-物料混合注入設備、至少一組設置在反應器主體(13)側壁上的氧氣-物料混合注入器組、設置在反應器主體(13)底部的排放口(14)、設置在反應器主體(13)側壁上的蒸發壁冷卻水進口(11)以及蒸發壁冷卻水出口(12)；

所述燃料-氧氣-物料混合注入設備，用于注入液體燃料，氧氣和物料；注入的液體燃料和氧氣在所述燃料-氧氣-物料混合注入設備中進行混合和燃燒，并在所述反應器主體(13) 頂部形成超臨界水熱燃燒火焰；注入的物料吸收燃料和氧氣燃燒所產生的熱量以完成預熱，然后經所述燃料-氧氣-物料混合注入設備底部噴入到所述反應器主體(13)內參與超臨界水氧化反應；

所述氧氣-物料混合注入器用于從反應器主體(13)的側壁霧化噴入氧氣和物料，從而與所述超臨界水熱燃燒火焰充分混合加熱從而發生所述超臨界水氧化反應，反應后的產物經排放口(14)排出所述反應器主體(13)。

優選地，所述燃料-氧氣-物料混合注入設備為筒狀管體，包括設置在所述筒狀管體內腔中相互獨立的燃料導入管道、氧化劑導入管道、物料導入管道；