[發明專利]一種超臨界水氧化反應裝置及控制方法

有效

• 申請號: 202110075659.3
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112811567B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 謝彪;蹇怡;劉忠;何勇;黃華平;高勇
• 申請（專利權）人: 貴州航天朝陽科技有限責任公司
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;G21F9/06;C02F101/30
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 張祥軍

本發明涉及一種立式超臨界水氧化反應裝置及控制方法，裝置包括噴注器、立式反應釜、具有冷卻及隔離作用的隔離套筒、外部加熱裝置、排鹽閥、排鹽釜、排鹽釜放氣閥、截止閥、排料噴管、溫度傳感器及壓力傳感器。反應物經過噴注器霧化及提前混合，熱管理結構采用冷熱分開模式；利用內置套筒及進、出料口置頂的結構布局；利用小流量持續排料、大流量間歇性排料的壓力控制方式有效延長排料閥的使用壽命；采用多排料閥并行控制的方式，采用排鹽釜及其相應控制閥的工作方式，提高了反應裝置的使用效率；在實際應用中可實現長期化無人作業及部分故障條件下的在線維修檢測，極大提高裝置運行效率，有效降低廢液處理周期及成本。

技術領域

本發明用于常規有機廢液或涉核有機廢液處理，屬于環保設備技術領域，特別是一種用于超臨界水氧化反應的裝置結構和超臨界水氧化反應的控制方法。

背景技術

隨著國家工業體系發展完善及環保要求的提高，現有的焚燒、萃取、吸附等廢液處理方式已經難以滿足排放要求。

由于超臨界水(溫度≥373.99℃、壓力≥22.064MPa)具有溶解非極性有機化合物的能力，在足夠高的溫度和壓力下，它與有機物、氧氣、空氣等完全互溶，因此這些有機化合物可以在超臨界水中均相氧化，不受相間轉移限制。超臨水氧化技術是一種能夠徹底破壞有機物結構，達到高效率處理有機物的技術。超臨界水氧化裝置其主要原理是利用超臨界水作為介質來氧化分解有機物。

在現有的超臨界水氧化反應裝置和控制方法中，受反應釜結構限制，其加熱裝置及冷卻裝置均位于反應釜殼體外部，在兼顧反應釜殼體材料強度的前提下，造成反應釜冷卻及加熱效率及其低下，既不利于快速控制反應釜溫度，又提高了廢液處理成本。在將廢液等通入反應釜時，現有裝置采用分開獨立管路直排進料，不利于反應物的霧化、混合，延長了反應準備時間；由于其內部無特殊結構及有效控制措施，抗排料壓力波動干擾能力差，容易造成反應物與反應產物同時被排除裝置外的情況，造成處理效率低下。且其各參數控制需要較緊密的人為參與，設備自動化控制程度低。另外一方面由于現有的反應裝置大部分采用間歇性排料控制，閥門工作次數頻繁，使用壽命短、可靠性差。當反應裝置出現故障時，必須關閉反應裝置進行排故，影響反應裝置處理廢液的能力，造成處理系統運行維護成本高、不利于實現工業化及產業化。

發明內容

為了解決上述問題，本發明旨在提供一種超臨界水氧化反應裝置及控制方法，能夠高效、快速的控制反應釜的加熱和冷卻，提高廢液與氧氣的反應效率，縮短反應準備時間，反應釜內部的反應壓力控制準確、方便，提高克服排料壓力波動的抗干擾能力，更進一步，可以提高排料閥的使用壽命和次數，降低因排料閥頻繁開啟、關閉造成的反應釜內部壓力波動，減少對反應物的影響，同時降低因排鹽問題導致的反應裝置停止工作的幾率。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種超臨界水氧化反應控制方法，包括，

將待反應的廢液霧化后與氧氣預混合，然后進入反應釜內反應；

霧化后的廢液與氧氣在反應釜中包含至少兩個流動方向相反的流程；

采用相互獨立的加熱和冷卻裝置控制反應釜內的反應溫度；

反應釜中的壓力和反應產物通過兩個排放流量不同的排料通道進行控制，其中排放流量較小的排料通道連續排放，流量較大的通道間歇性排放。

進一步，前述超臨界水氧化反應控制方法還包括，單獨設置一個排放通道用于排放反應產物中的鹽，其余反應產物通過另一個出料口排放。

進一步，前述超臨界水氧化反應控制方法還包括，采用排料噴管排料，通過調整變截面排料噴管中最大截面與最小截面的比值來控制反應物排料的壓力和溫度。

一種超臨界水氧化反應裝置，包括，

立式反應釜；