[实用新型]多层喷烧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，特别是一种多层喷烧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，反应器蒸发壁需用纯净水量比较大的问题，反应后下层蒸发壁易堵问题，反应后产物对容器的腐蚀等问题大大制约了该技术的发展。

中国实用新型专利201110121463.X中公开了一种利用辅助燃料补给热量的超临界水氧化反应器，其主要由釜体、端盖及多孔蒸发壁构成，在端盖上安装有燃料芯管，并制有热空气入口，釜体底部制有盐排出口，其利用辅助燃料补给反应所需热量，解决超临界水反应系统经济型问题。此种结构的反应器存在如下不足：1、其在端盖中心处制有一个燃料入口及一个氧气入口，存在辅助燃料需要量大，高温区集中的问题，且处理量小，难以工业放大；2、蒸发壁由于处于超临界状态，上层蒸发壁盐挂壁现象严重，需要大量纯净水进行冲刷，极易产生盐析出及挂壁现象。

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多层喷烧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：

一种多层喷烧蒸发壁式超临界水氧化反应装置，主要由筒体、上端盖、下端盖、烧嘴及蒸发壁构成，筒体与上端盖、下端盖分别固定安装，在筒体内安装蒸发壁，下端盖制有反应物出口，其特征在于：所述烧嘴为多层烧嘴，该多层烧嘴由一个安装于端盖中心的中心烧嘴及至少一个位于第一烧嘴下部的下层烧嘴构成，中心烧嘴与下层烧嘴之间有环状狭隙，中心烧嘴制有燃料与氧气混合物入口，下层烧嘴制有与所述环状狭隙连通的污水与氧气混合物入口。

而且，所述的下层烧嘴由2-5层下层烧嘴构成，各下层烧嘴之间均有环状狭隙，各下层烧嘴上均制有与环状狭隙连通的污水与氧气混合物入口。

而且，所述的蒸发壁的外壁与筒体的内壁之间形成狭隙，该狭隙由从上至下分隔开的多个狭隙构成，该多个狭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，在筒体上制有分别与所述高温蒸发壁狭隙，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，所述的筒体上插装有多个与蒸发壁内多个狭隙逐个对应连通的温度计。

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所述反应物出口。

而且，所述的筒体与上端盖、下端盖均采用耐高温紧固螺母固装，并在该耐高温紧固螺母上套装有耐高温套筒。

本实用新型的优点和有益效果为：