[發(fā)明專(zhuān)利]一種電熱塞點(diǎn)火內(nèi)燃式連續(xù)超臨界水氧化裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010977394.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111943349A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡德棟;楊桑宇;韓俊杰;譚富庭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/72
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/72
• 代理公司: 青島中天匯智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 袁曉玲

本發(fā)明提供了一種電熱塞點(diǎn)火內(nèi)燃式連續(xù)超臨界水氧化裝置，包括點(diǎn)火區(qū)、反應(yīng)區(qū)、分離區(qū)三部分。該裝置利用電熱塞的熱量點(diǎn)燃反應(yīng)斜管中的燃料，使得反應(yīng)區(qū)內(nèi)溫度迅速達(dá)到反應(yīng)要求，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)廢液的快速預(yù)熱和高效降解，此外，整個(gè)加熱過(guò)程中燃料無(wú)需使用預(yù)熱器，降低了設(shè)備的投資與能耗。分離直管下端設(shè)有第一電動(dòng)球閥、排鹽管以及第二電動(dòng)球閥，通過(guò)調(diào)節(jié)第一電動(dòng)球閥與第二電動(dòng)球閥的開(kāi)關(guān)，可實(shí)現(xiàn)裝置的自動(dòng)排鹽，避免含鹽污水的產(chǎn)生，有利于反應(yīng)器的連續(xù)運(yùn)行與零排放，滿(mǎn)足工業(yè)化處理需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超臨界水氧化領(lǐng)域，尤其涉及一種電熱塞點(diǎn)火內(nèi)燃式連續(xù)超臨界水氧化裝置。

背景技術(shù)

超臨界水氧化(SCWO)技術(shù)是指在23～30MPa、400～600℃的條件下，以超臨界水為反應(yīng)介質(zhì)，以空氣、O₂或H₂O₂為氧化劑，將有機(jī)物降解為無(wú)害的CO₂、N₂和H₂O等小分子的高級(jí)氧化技術(shù)，其中Cl、P和S通常被轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的酸或以無(wú)機(jī)鹽析出，SCWO技術(shù)被美國(guó)認(rèn)定為能源與環(huán)境領(lǐng)域中最有前途的廢物處理關(guān)鍵技術(shù)，盡管應(yīng)用基礎(chǔ)已經(jīng)形成，國(guó)內(nèi)外也已經(jīng)有一些SCWO工業(yè)裝置，但是反應(yīng)器的腐蝕、鹽沉積以及高運(yùn)行成本問(wèn)題阻礙了該技術(shù)的工業(yè)化推廣。

專(zhuān)利號(hào)為CN104291546A的超臨界水氧化裝置，主體由傾斜放置的斜管反應(yīng)器和垂直放置的直管分離器組成，預(yù)熱至200℃的廢料同氧化劑以及500～600℃的超臨界水混合后進(jìn)入斜管，斜管內(nèi)設(shè)有多孔內(nèi)襯管，邊界流體在內(nèi)襯管內(nèi)表面形成保護(hù)膜，避免固體顆粒在反應(yīng)器內(nèi)壁沉積，減小反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)斜管的腐蝕與鹽沉積的同時(shí)，降低反應(yīng)斜管內(nèi)壁溫度，確保設(shè)備的安全運(yùn)行，降低設(shè)備的材質(zhì)要求。產(chǎn)物在分離器中通過(guò)重力沉降實(shí)現(xiàn)固液分離，冷卻水對(duì)其進(jìn)行中和與降溫，同時(shí)將分離器底部的固體顆粒溶解排出。但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，裝置需不斷通入500～600℃超臨界水，存在高運(yùn)行成本問(wèn)題，而且固體顆粒溶解排出后會(huì)產(chǎn)生二次污染，無(wú)法實(shí)現(xiàn)零排放，不利于裝置的連續(xù)運(yùn)行。

目前為解決物料的預(yù)熱問(wèn)題，專(zhuān)利號(hào)為CN102190363A利用輔助燃料補(bǔ)給熱量的超臨界水氧化反應(yīng)器，提出了燃料加熱的方法，利用輔助燃料補(bǔ)給反應(yīng)所需熱量，通過(guò)不同方向的射流使物料、燃料以及氧化劑(空氣或氧氣)進(jìn)行高效混合以提高其氧化效率。但該裝置燃料點(diǎn)火困難，在與氧化劑一同進(jìn)入反應(yīng)器之前需使用預(yù)熱器，仍存在高運(yùn)行成本問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電熱塞點(diǎn)火內(nèi)燃式連續(xù)超臨界水氧化裝置，解決了裝置預(yù)熱時(shí)存在的高運(yùn)行成本問(wèn)題以及排鹽時(shí)產(chǎn)生的二次污染問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種電熱塞點(diǎn)火內(nèi)燃式連續(xù)超臨界水氧化裝置，包括點(diǎn)火區(qū)、反應(yīng)區(qū)和分離區(qū)三部分，

所述點(diǎn)火區(qū)由燃料入口管(1)、第一截止閥(2)、燃料出口管(3)、三通閥(4)、燃料與廢水出口管(5)、第一氧化劑入口管(6)、第二截止閥(7)、第一氧化劑出口管(8)、斜管端蓋(9)、電熱塞(10)組成，

所述燃料入口管(1)與第一截止閥(2)入口連接，所述第一截止閥(2)出口與燃料出口管(3)連接，所述三通閥(4)的燃料入口(4-1)、燃料與廢水出口(4-3)分別與燃料出口管(3)、燃料與廢水出口管(5)連接，所述第一氧化劑入口管(6)與第二截止閥(7)入口連接，所述第二截止閥(7)出口與第一氧化劑出口管(8)連接，所述燃料與廢水出口管(5)與第一氧化劑出口管(8)成一定角度焊接在斜管端蓋(9)上端，所述電熱塞(10)經(jīng)螺紋連接在斜管端蓋(9)中心處；

所述反應(yīng)區(qū)由三通閥(4)、燃料與廢水出口管(5)、第一氧化劑入口管(6)、第二截止閥(7)、第一氧化劑出口管(8)、斜管端蓋(9)、廢水入口管(11)、第三截止閥(12)、廢水出口管(13)、反應(yīng)斜管(14)、T型多孔內(nèi)襯管(15)、斜管凸臺(tái)(16)、第二氧化劑入口管(17)、第四截止閥(18)、第二氧化劑出口管(19)組成，