[发明专利]一种旋风式超临界水氧化反应器

说明书

本发明提供一种旋风式超临界水氧化反应器，包括反应器筒体、包裹在所述反应器筒体的外周的电加热模块以及与所述反应器筒体连接的密封盖；所述反应器筒体包括圆柱形筒体、与圆柱形筒体连接并设置于其下方的圆锥形筒体、设置于圆柱形筒体的内壁上的进水管和设置于圆锥形筒体的底部的排盐管，且进水管的延伸方向为水平方向且与圆柱形筒体的内壁相切。本发明的旋风式超临界水氧化反应器通过有机废液、水和氧化剂在反应器超临界区进行旋风式运动，从而有效避免析出的无机盐沉积在超临界区内表面，并通过使得反应过程产生的无机盐颗粒在重力的作用下落入亚临界区重新溶解并从底部排出,保障反应器的长期稳定运行；且该反应器结构紧凑，占地面积小。

技术领域

本发明涉及有机废液处理技术领域，特别涉及一种旋风式超临界水氧化反应器。

背景技术

超临界水氧化法(SCWO)是指有机废物和空气、氧气等氧化剂在超临界水中进行氧化反应而将有机废物去除，超临界水氧化技术中的系统反应速率快，有机物中的C、H、O最终转化成CO₂和H₂O，而S、P、N则相应地转化为SO₄^2-、PO₄^3-、N₂等，能有效的降解有机物并且不会形成二次污染，超临界水氧化法对有机物的去除率达到99％以上。

常温下，水对大多数盐来说是一种优异的溶剂，溶解度可达100g/L，然而，大部分盐在超临界水中的溶解度极低。在超临界水氧化技术中，盐的溶解度随反应温度的上升而不断降低，流体中析出、结晶的无机盐颗粒物不断沉积在反应器内壁和内构件上，增加反应器压降，恶化传热，导致反应器堵塞和腐蚀加剧，最终迫使SCWO装置停机、清洗、装配、压力测试和重新启动，严重影响了SCWO装置运行的可靠性和经济性。

发明内容

本发明旨在提供一种旋风式超临界水氧化反应器，以解决无机盐颗粒物沉积在反应器内壁上的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种旋风式超临界水氧化反应器，包括反应器筒体、包裹在所述反应器筒体的外周的电加热模块以及与所述反应器筒体连接的密封盖；所述反应器筒体包括圆柱形筒体、与圆柱形筒体连接并设置于其下方的圆锥形筒体、设置于圆柱形筒体的内壁上的进水管和设置于圆锥形筒体的底部的排盐管，且进水管的延伸方向为水平方向且与圆柱形筒体的内壁相切。

圆柱形筒体下端与圆锥形筒体上端焊接，且圆锥形筒体的锥尖向下。

进水管通过焊接设置在圆柱形筒体顶部的内壁上，所述排盐管通过焊接设置在圆锥形筒体的底部。

所述圆柱形筒体和圆锥形筒体均为镍基合金材质，且内壁均涂有防腐材料。

所述电加热模块包括设置在圆柱形筒体外周的超临界加热模块、设置在圆锥形筒体外周的亚临界加热模块、设置在超临界加热模块和亚临界加热模块的外周的隔热保温层，超临界加热模块设置为将圆柱形筒体加热至500-600℃，以使圆柱形筒体内形成超临界温度区；亚临界加热模块设置为将圆锥形筒体加热至250-350℃，以使圆锥形筒体内形成亚临界温度区。

超临界加热模块仅仅设置在圆柱形筒体的外周的上半部分，且超临界加热模块和亚临界加热模块之间间隔开。

隔热保温层为阻燃性硅酸铝材料。

所述密封盖包括与所述反应器筒体连接的上端盖板，以及插设于所述上端盖板的开孔的超临界区热电偶、亚临界区热电偶、压力表、安全阀和中心管，所述超临界区热电偶的温度探头设置在所述圆柱形筒体内，所述亚临界区热电偶的温度探头设置在所述圆锥形筒体内，中心管包括喇叭口和位于喇叭口上方的出水管，喇叭口的最底部设置在圆柱形筒体内，所述出水管的下端与喇叭口焊接。

所述上端盖板为镍基合金材质，其下表面涂有防腐材料，通过耐高温螺栓与圆柱形筒体的上端连接；且所述中心管为镍基合金材质，表面涂有防腐材料。