[实用新型]直接分离盐和亚临界水的蒸发壁式超临界水氧化反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域的超临界水氧化反应器，特别是一种直接分离盐和亚临界水的蒸发壁式超临界水氧化反应装置。

背景技术

目前，含有有机化合物水样的工业化处理采用的主要方法为氧化法、吸附过滤法、焚烧法等。其中氧化法、吸附过滤法处理后的水样中还是会残余有机物，而焚烧法的处理成本较高，并且会产生二噁英等物质，需要后续处理。

超临界水氧化(SCWO)技术最早是在20世纪80年代中期由美国学者Modell提出的一项能完全地、彻底地将有机物结构破坏的深度氧化技术。美国国家关键技术所列的六大领域之一“能源与环境”中指出,最有前途的废物处理技术是SCWO法。

超临界水(SCW)是指温度超过374.15℃，压力超过22.12Mpa的特殊状态的水，该条件下水的介电系数大大降低，氧气和多种有机物质在水体系中形成均一相，消除传质阻力，使本来发生在液相、固相、气相之间的多相反应转化为在SCW中的均相氧化反应，反应速率更快，停留时间更短。而且大多不需使用催化剂，氧化效率很高，大部分有机物的去除率可达99％以上。另外,无机组分与盐类在SCW中溶解度很低，几乎可以完全沉淀析出，使反应过程中盐的分离变得容易。当有机物浓度在1wt％～2wt％时，就可依靠反应过程中自身的氧化放热来维持反应所需的温度，不需要外界供热，多余的热能可以回收。由于反应在封闭的环境下进行，符合全封闭处理的要求。反应温度远低于焚烧,且无二次污染物的产生。

但是由于超临界水氧化反应的苛刻的条件374.15℃，22.12Mpa，很多工艺难以保持平稳的运行，很多工艺中对废水和氧化剂流体进行预热到超临界条件进入反应器，这样在预热阶段出现的盐类沉淀以及热解、裂解等反应带来的脱炭、焦化等引起的管路堵塞问题，反应器高温高压时材料选材问题，反应器高温下盐在亚临界水中的强烈腐蚀问题，反应后盐和亚临界水较难分离的问题等难题大大制约了该技术的发展。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有效克服预热器、反应器、管路堵塞及腐蚀，减少蒸发壁用纯净水量，并能使反应器体积减小，降低贵重合金用量的直接分离盐和亚临界水的蒸发壁式超临界水氧化反应装置。

本实用新型决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种直接分离盐和亚临界水的蒸发壁式超临界水氧化反应装置，其特征在于：主要由筒体、上端盖、下端盖、烧嘴组件、管壳式换热器、多层蒸发壁构成，筒体与上端盖、下端盖固定安装，上端盖中部安装伸入筒体内部的烧嘴组件，上端盖制有气相出口及与烧嘴组件连通的污水二次入口；筒体内的上部固装所述管壳式换热器，筒体上部制有与该管壳式换热器连通的污水一次入口及常温污水出口，筒体上制有位于多层蒸发壁上部且壳管式换热器下部的亚临界水出口；筒体内的下部固装所述多层蒸发壁，多层蒸发壁与筒体之间由上至下形成多个环隙，筒体上依次制有与该多个环隙连通的多个蒸发壁水入口；多层蒸发壁的上沿制有蒸发壁球状挡板，烧嘴组件下端伸出管壳式换热器并位于蒸发壁球状挡板下部，烧嘴组件下端固装位于蒸发壁球状挡板上方的烧嘴球状挡板，烧嘴球状挡板与蒸发壁球状挡板之间留有超临界流体通道；下端盖底部制有盐水出口。

而且，所述的多层蒸发壁与筒体之间由上至下形成的多个环隙至少包括一个高温蒸发壁狭隙，一个中温蒸发壁狭隙及一个低温蒸发壁狭隙，所述多个蒸发壁水入口为分别与高温蒸发壁狭隙，中温蒸发壁狭隙及低温蒸发壁狭隙连通的高温蒸发壁水入口、中温蒸发壁水入口及低温蒸发壁水入口。

而且，所述的管壳式换热器由管板、换热管、折流板板构成，纵向排列的换热管通过水平管板固装成一体，并固装于筒体内部，换热管上共同安装多个折流板；所述的烧嘴球状挡板与蒸发壁球状挡板之间留有的超临界流体通道与管壳式换热器的管程连通，所述筒体上所制的污水一次入口、常温水出口与管壳式换热器的壳程连通。

而且，所述的下端盖制有大倒角的锥形导流底面，该锥形导流底面的底端制有盐水出口。

而且，所述的下端盖插装有伸入筒体内的冲洗水管。

而且，所述的下端盖插装有伸入筒体内的多高度集成温度计。

本实用新型的优点和有益效果为：