[發明專利]一種具有殘渣自分離功能的超臨界水熱燃燒裝置及方法

在審

• 申請號: 202010167654.9
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111237783A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 王樹眾;李艷輝;蔣卓航;崔成超;孔文欣;賀超;王濤
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F23G7/04
• 分類號: F23G7/04;B01D36/04;F23G5/44
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種具有殘渣自分離功能的超臨界水熱燃燒裝置，包括裝置主體(2)，其特征在于，裝置主體(2)內的上部中央布置有水熱火焰發生器(5)，上部側面設置有高溫穩燃體(10)，高溫穩燃體(10)外側壁為雙螺旋結構，與裝置主體(2)內壁配合構成進料雙螺旋通道(12)，裝置主體(2)上部設置有與進料雙螺旋通道(12)入口相連的高壓助劑輸配通道(6)以及與進料雙螺旋通道(12)出口相連進料內通道(15)，高溫穩燃體(10)內側壁設置旋流發生裝置(11)，裝置主體(2)的下部設置有燃燼渣漿匯聚錐(3)，燃燼渣漿匯聚錐(3)與其下部的超臨界熱流體引導錐(4)相連，燃燼渣漿匯聚錐(3)側面上部設有若干燃燼渣漿出口D，超臨界熱流體引導錐(4)底部設有超臨界熱流體出口C。

2.根據權利要求1所述具有殘渣自分離功能的超臨界水熱燃燒裝置，其特征在于，所述裝置主體(2)被高效冷卻套(1)包裹，所述高效冷卻套(1)為夾套結構或單層/多層螺旋通道結構，冷卻劑為水、空氣、導熱油、有機漿液或氧化劑。

3.根據權利要求1所述具有殘渣自分離功能的超臨界水熱燃燒裝置，其特征在于，所述水熱火焰發生器(5)為多級圓臺結構，其上端第一級臺面與裝置主體(2)內壁之間匹配形成連通反應器內部的氧化劑環形空間(13)，第二級臺面與裝置主體(2)內壁之間匹配形成連通反應器內部的助劑環形空間(14)，高壓物料筒體(8)自上而下貫穿水熱火焰發生器(5)的中央連通至裝置主體(2)內部，高壓氧化劑筒體(9)自上而下貫穿水熱火焰發生器(5)或者裝置主體(2)連通至氧化劑環形空間(13)，助劑環形空間(14)通過所述進料內通道(15)與進料雙螺旋通道(12)連通，使各物料在高溫穩燃體(10)內均勻混合并產生穩定火焰，保證有機漿液充分燃燼。

4.根據權利要求3所述具有殘渣自分離功能的超臨界水熱燃燒裝置，其特征在于，所述高壓物料筒體(8)和高壓氧化劑筒體(9)同軸設置并在頂部通過密封連接結構(7)連接，所述高壓物料筒體(8)入口A與高壓氧化劑筒體(9)入口B處壓力皆不低于23MPa。

5.根據權利要求3所述具有殘渣自分離功能的超臨界水熱燃燒裝置，其特征在于，所述氧化劑環形空間(13)通過貫穿水熱火焰發生器(5)的氧化劑環形外擴通道(16)至裝置主體(2)內部，助劑環形空間(14)通過貫穿水熱火焰發生器(5)的助劑環形外擴通道(17)至裝置主體(2)內部。

6.根據權利要求3所述具有殘渣自分離功能的超臨界水熱燃燒裝置，其特征在于，所述高壓物料筒體(8)底部設置有噴嘴結構(18)，根據進料流量及種類的不同，高壓物料筒體(8)能夠作為助劑進料通道，高壓助劑輸配通道(6)能夠物料進料通道。

7.根據權利要求1所述具有殘渣自分離功能的超臨界水熱燃燒裝置，其特征在于，所述高溫穩燃體(10)為收縮-外擴結構，以利于燃燒后的物料加速進入旋流發生裝置(11)，高溫穩燃體(10)和旋流發生裝置(11)保證燃燼渣漿以及超臨界流體做旋轉向下運動，以利于在燃燼渣漿在燃燼渣漿匯聚錐(3)處與超臨界熱流體分離。

8.根據權利要求1所述具有殘渣自分離功能的超臨界水熱燃燒裝置，其特征在于，所述燃燼渣漿匯聚錐(3)為微孔結構，采用圓臺型輪廓，其周向分布大量微孔，其頂部開有單個大孔或者頂部布滿中型孔，所述燃燼渣漿出口D接設有流量調控閥(19)的引管，燃燼渣漿出口D的數量為1個、2個或3個。