[发明专利]控制氧化反应区域的装置及方法

权利要求书

1.一种控制氧化反应区域的装置，包括：

壳体，内部形成腔室；

涂覆在所述壳体内壁上的耐温涂层；

原料入口，设置在所述腔室的第一端壁上，并被构造成将包括有机物和亚临界水、或者有机物和超临界水的原料输送到所述腔室；

至少一个氧化剂入口，设置在所述第一端壁上，并被构造成向所述腔室输送氧化剂；

催化反应装置，通过支撑装置安装在所述腔室内，用以催化所述原料与氧化剂发生的氧化反应，形成反应后混合物；以及

出料口，设置在所述壳体的与所述第一端壁相对的第二端壁上，并被构造成将所述反应后混合物排出所述壳体。

2.如权利要求1所述的控制氧化反应区域的装置，其中，所述原料入口的末端的内径从所述壳体的外部到内部逐渐缩小，从而使所述末端的内壁与所述原料入口的轴线之间形成夹角β，所述夹角β为5-60°。

3.如权利要求1所述的控制氧化反应区域的装置，其中，所述氧化剂入口的轴线与所述原料入口的轴线之间的夹角α为5-65°。

4.如上述权利要求中的任一项所述的控制氧化反应区域的装置，其中，催化反应装置包括：

主体部，被支撑在所述支撑装置上；

至少一个流道，所述反应后混合物在所述流道内流动，所述流道在所述反应后混合物的流动方向上贯穿所述主体部；以及

催化剂层，设置在所述主体部的面对所述原料入口的一端，所述催化剂层上形成至少一个贯穿所述催化剂层的、与所述流道连通的通孔。

5.如权利要求4所述的控制氧化反应区域的装置，其中，所述催化剂层包括：

催化剂，包括Pt、Pd、Au、Ru、Ni、Co中的至少一种及其组成的混合物；以及

用于承载所述催化剂的催化剂载体，由TiO₂、γ-Al₂O₃、ZrO₂、CaO、La₂O₃、MgO、活性炭中的至少一种制成。

6.如权利要求4所述的控制氧化反应区域的装置，其中，每个所述流道的轴线设置成与所述原料入口的轴线平行或倾斜。

7.如权利要求4所述的控制氧化反应区域的装置，其中，所述支撑装置连接在所述第一端壁和第二端壁之间的侧壁与所述主体部之间。

8.如权利要求7所述的控制氧化反应区域的装置，其中，所述第二端壁可拆卸地安装在位于所述第一端壁和第二端壁之间的侧壁上，并且所述支撑装置连接在所述主体部和所述第二端壁之间。

9.如权利要求1所述的控制氧化反应区域的装置，其中，所述壳体的外壁上设有冷却装置。

10.一种利用权利要求1-9中的任一项所述的控制氧化反应区域的装置控制氧化反应区域的方法，包括如下步骤：

通过所述至少一个氧化剂入口向所述腔室输送氧化剂；

将包括有机物和亚临界水、或者有机物和超临界水的原料输送到所述腔室，其中所述原料和所述氧化剂穿过催化反应装置；以及

将所述腔室内的压力设置在15-40MPa。

11.如权利要求10所述的控制氧化反应区域的方法，其中，所述原料在原料入口处的温度为300-600℃。

12.如权利要求10所述控制氧化反应区域的方法，其中，所述氧化剂在所述氧化剂入口处的温度为常温至650℃。

13.如权利要求10所述的控制氧化反应区域的方法，其中，在所述氧化剂入口处加入的氧化剂的量为所述原料的耗氧量的2-150％。

14.如权利要求10-13任一项所述的控制氧化反应区域的方法，其中，所述氧化剂为液氧、双氧水中的至少一种。