[發(fā)明專利]一種集成型一體化超臨界水氧化反應(yīng)器

在審

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• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114804322A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王樹眾;張凡;耿一然;李艷輝;丁璐;段遠(yuǎn)望;劉凱
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 高博

本發(fā)明公開了一種集成型一體化超臨界水氧化反應(yīng)器，反應(yīng)器主體內(nèi)腔劃分為核心反應(yīng)區(qū)和反應(yīng)換熱區(qū)：核心反應(yīng)區(qū)用于實現(xiàn)超臨界水氧化反應(yīng)；反應(yīng)換熱區(qū)內(nèi)設(shè)有壁溫調(diào)節(jié)器可以調(diào)節(jié)壁面溫度，設(shè)有物料預(yù)熱組件和取熱組件，可以回收超臨界水氧化反應(yīng)熱并同時實現(xiàn)物料預(yù)熱，設(shè)有出水集箱導(dǎo)出降溫后的反應(yīng)流體。本發(fā)明提出了一種將反應(yīng)?預(yù)熱?降溫?壁溫調(diào)控多種功能集成于一體的新型超臨界水氧化反應(yīng)器，降低裝備投資成本的同時實現(xiàn)了物料預(yù)熱、反應(yīng)后流體降溫、壁面保護等功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超臨界水處理有機廢物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種集成型一體化超臨界水氧化反應(yīng)器。

背景技術(shù)

得益于超臨界水優(yōu)良的溶劑特性和獨特的反應(yīng)特性、傳質(zhì)特性，有機物與氧化劑在超臨界水中能夠突破相間傳質(zhì)限制，實現(xiàn)快速、徹底的反應(yīng)，使廢水中的有機物污染物降解為二氧化碳、氮氣、水、無機鹽等無毒無害物質(zhì)。

但是，超臨界水氧化技術(shù)的大規(guī)模商業(yè)化推廣仍受到如下問題的限制。首先，超臨界水氧化設(shè)備造價、運行成本較高；其次，高能耗也是超臨界水氧化處理運行成本較高的重要原因，將反應(yīng)產(chǎn)物的能量進行回收用于反應(yīng)物預(yù)熱、外輸電力、蒸汽或熱水可大大降低能耗，提高經(jīng)濟效益。因此，若能開發(fā)出緊湊、節(jié)省型反應(yīng)裝備，并高效利用反應(yīng)熱，將會大大提高整個反應(yīng)器的效率，達(dá)到節(jié)約建造及運行成本的目的。

總的來說，超臨界水氧化技術(shù)具有極大的技術(shù)優(yōu)勢，但常規(guī)超臨界水氧化反應(yīng)器仍然存在著投資成本較高、能源利用率偏低的問題。如何高效利用反應(yīng)熱，同時降低工藝建造成本，對提高超臨界水氧化處理工藝的市場競爭力具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種集成型一體化超臨界水氧化反應(yīng)器，實現(xiàn)物料在反應(yīng)器內(nèi)部預(yù)熱至反應(yīng)所需的溫度，回收超臨界水反應(yīng)熱，節(jié)省回?zé)崞鳎档头磻?yīng)器壁面溫度，達(dá)到壁面保護的目的。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種集成型一體化超臨界水氧化反應(yīng)器，包括核心反應(yīng)區(qū)A，核心反應(yīng)區(qū)A的外側(cè)分別設(shè)置有反應(yīng)換熱區(qū)B，核心反應(yīng)區(qū)A用于實現(xiàn)超臨界水氧化反應(yīng)；反應(yīng)換熱區(qū)B內(nèi)部設(shè)置有壁溫調(diào)節(jié)器、物料預(yù)熱組件、取熱組件和出水集箱，壁溫調(diào)節(jié)器經(jīng)主體保護組件與物料預(yù)熱組件連接，物料預(yù)熱組件和取熱組件用于回收超臨界水氧化反應(yīng)熱并實現(xiàn)物料預(yù)熱，出水集箱用于導(dǎo)出降溫后的反應(yīng)流體。

具體的，核心反應(yīng)區(qū)A和反應(yīng)換熱區(qū)B設(shè)置在反應(yīng)器主體內(nèi)，反應(yīng)器主體和反應(yīng)換熱區(qū)B之間設(shè)置有分隔件，主體保護組件設(shè)置在反應(yīng)器主體的內(nèi)側(cè)。

進一步的，分隔件的上部設(shè)置有加熱器，分隔件的下部設(shè)置有微孔過濾器。

更進一步的，加熱器位于核心反應(yīng)區(qū)A內(nèi)。

進一步的，核心反應(yīng)區(qū)A頂部的反應(yīng)器主體上分別設(shè)置有氧化劑注入口和物料反應(yīng)注入口。

具體的，壁溫調(diào)節(jié)器的底部分別設(shè)置有第一引入口和壁溫調(diào)節(jié)器接出口，第一引入口用于引入外部物料，壁溫調(diào)節(jié)器接出口通過管道與主體保護組件一側(cè)設(shè)置的主體保護組件接入口連接，主體保護組件的另一側(cè)設(shè)置有主體保護組件接出口，主體保護組件接出口通過管道與物料預(yù)熱組件上設(shè)置的物料預(yù)熱組件接入口連接。

進一步的，物料預(yù)熱組件的頂部設(shè)置有物料預(yù)熱組件接出口，物料預(yù)熱組件的底部一側(cè)設(shè)置有物料第二引入口。

具體的，取熱組件的一側(cè)設(shè)置有取熱介質(zhì)引入口，另一側(cè)對應(yīng)設(shè)置有取熱組件引出口。

具體的，出水集箱的一側(cè)設(shè)置有出水集箱接出口。

具體的，壁溫調(diào)節(jié)器、物料預(yù)熱組件、取熱組件和出水集箱從下至上依次間隔設(shè)置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：