申请日2014.12.05
公开(公告)日2015.04.08
IPC分类号C02F1/72; C02F1/04
摘要
本实用新型涉及一种超临界污水处理的蒸发壁式反应器，主要由上端法兰、筒体、下端法兰、顶部接头、烧嘴组件、蒸发壁构成，上端法兰与筒体、下端法兰固装成密封空间，顶部接头连接烧嘴组件后固装于上端法兰中心，顶部接头制有燃料入口，下端法兰制有液体出口，其特征在于：所述筒体为多层筒体，该多层筒体由上筒体、多个中间筒体构成，上筒体与上端法兰固装，多个中间筒体之间通过中间环固装，在多个中间筒体的内部分别固装蒸发壁，蒸发壁外表面与各中间筒体内表面之间形成密封狭隙，多个中间筒体均制有与该密封狭隙连通的蒸发壁水入口。本实用新型结构设计科学合理，有效避免污水预热管内热解反应，盐类沉淀等问题，且具有结构简单、拆装方便，易于检修和维护的优点。
摘要附图
权利要求书
1.一种超临界污水处理的蒸发壁式反应器，主要由上端法兰、筒体、 下端法兰、顶部接头、烧嘴组件、蒸发壁构成，上端法兰与筒体、下端 法兰固装成密封空间，顶部接头连接烧嘴组件后固装于上端法兰中心， 顶部接头制有燃料入口，下端法兰制有液体出口，其特征在于：所述筒 体为多层筒体，该多层筒体由上筒体、多个中间筒体构成，上筒体与上 端法兰固装，多个中间筒体之间通过中间环固装，在多个中间筒体的内 部分别固装蒸发壁，蒸发壁外表面与各中间筒体内表面之间形成密封狭 隙，多个中间筒体均制有与该密封狭隙连通的蒸发壁水入口。
2.根据权利要求1所述的超临界污水处理的蒸发壁式反应器，其特 征在于：所述的上端法兰的底面制有细长的套筒，烧嘴组件包括烧嘴芯 管及烧嘴，烧嘴芯管插入该套筒内，烧嘴芯管与上端法兰之间形成氧化 剂狭隙，上端法兰制有与该氧化剂狭隙连通的第一路氧化剂入口;套筒 与上筒体内壁之间形成污水加热间隙，上筒体制有与该污水加热间隙连 通的污水入口。
3.根据权利要求2所述的超临界污水处理的蒸发壁式反应器，其特 征在于：所述的上筒体固装燃烧室，燃烧室套装于套筒下部，燃烧室与 套筒之间形成污水通道，燃烧室外壁与上筒体内壁之间形成氧化剂狭隙， 上筒体制有与该氧化剂狭隙连通的第二路氧化剂入口。
4.根据权利要求1所述的超临界污水处理的蒸发壁式反应器，其特 征在于：所述的中间环圆周间隔安装有一组径向插入筒体内的温度传感 器，该一组温度传感器在径向上插入深度不同。
说明书
一种超临界污水处理的蒸发壁式反应器
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 超临界污水处理的蒸发壁式反应器。
背景技术
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，氧化剂和多种有机物质 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，所以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、裂解等反应带来的焦炭，焦油等引起的管路堵塞问题，材料腐蚀问 题，喷嘴易损问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，提供一种超临界污水 处理的蒸发壁式反应器，用于避免污水预热管内热解反应，盐类沉淀等 问题。且具有结构简单、拆装方便，易于检修和维护的优点。
本实用新型决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种超临界污水处理的蒸发壁式反应器，主要由上端法兰、筒体、 下端法兰、顶部接头、烧嘴组件、蒸发壁构成，上端法兰与筒体、下端 法兰固装成密封空间，顶部接头连接烧嘴组件后固装于上端法兰中心， 顶部接头制有燃料入口，下端法兰制有液体出口，其特征在于：所述筒 体为多层筒体，该多层筒体由上筒体、多个中间筒体构成，上筒体与上 端法兰固装，多个中间筒体之间通过中间环固装，在多个中间筒体的内 部分别固装蒸发壁，蒸发壁外表面与各中间筒体内表面之间形成密封狭 隙，多个中间筒体均制有与该密封狭隙连通的蒸发壁水入口。
而且，所述的上端法兰的底面制有细长的套筒，烧嘴组件包括烧嘴 芯管及烧嘴，烧嘴芯管插入该套筒内，烧嘴芯管与上端法兰之间形成氧 化剂狭隙，上端法兰制有与该氧化剂狭隙连通的第一路氧化剂入口;套 筒与上筒体内壁之间形成污水加热间隙，上筒体制有与该污水加热间隙 连通的污水入口。
而且，所述的上筒体固装燃烧室，燃烧室套装于套筒下部，燃烧室 与套筒之间形成污水通道，燃烧室外壁与上筒体内壁之间形成氧化剂狭 隙，上筒体制有与该氧化剂狭隙连通的第二路氧化剂入口。
而且，所述的中间环圆周间隔安装有一组径向插入筒体内的温度传 感器，该一组温度传感器在径向上插入深度不同。
本实用新型的优点和有益效果为：
1、本实用新型的超临界污水处理的蒸发壁式反应器，采用多层筒体， 各层筒体和蒸发壁之间形成四个独立的区域，进入此区域的为亚临界水， 亚临界水在压差的作用下，流入蒸发壁内表面，由于蒸发壁采用多级安 装，各个分区单独调节进水量，保证了在其上形成一层厚度均匀的水膜， 溶解了在超临界反应过程中产生的无机盐，阻止了无机盐在内壁上的结 垢，同时防止了腐蚀性物质与内筒壁接触从而造成的腐蚀;脱盐后的反 应流体从底部流出，提高了装置的安全性，蒸发壁的使用降低了对反应 釜筒体材料的选择难度;同时当蒸发壁破碎或者堵塞时，无需更换所有 蒸发壁，只需更换损坏的蒸发壁即可使用。
2、本实用新型的超临界污水处理的蒸发壁式反应器，套筒与上筒体 内壁之间形成污水加热间隙，根据需要预热的污水流量，计算出套筒与 上部法兰长度差，污水缓慢的流入反应釜套筒与上筒体形成的加热间隙， 燃料和氧化剂经过外部预热后进入喷嘴与套筒内壁组成的燃烧区域，在 燃烧区域燃烧，在燃烧产生的大量热能作用下，污水的温度迅速升高， 达到燃烧条件，此方案减少了污水的外部预热系统，降低了制作成本， 同时避免了污水在外部预热管内的热解、裂解等反应带来的焦炭，焦油 等堵塞管路现象，提高了系统的可靠性。
3、本实用新型的超临界污水处理的蒸发壁式反应器，第二路氧化剂 从燃烧室与上筒体之间形成的氧化剂狭隙进入反应釜，与被加热的污水 接触发生氧化反应，同时预热后的第一路氧化剂与燃料接触产生稳定的 火焰，多余的第一路氧化剂附着在火焰周围也与污水发生氧化反应，这 样提高了污水有机物的处理效率。
4、本实用新型的超临界污水处理的蒸发壁式反应器，顶部接头通过 螺纹方式与上端法兰连接，喷嘴通过螺纹方式与顶部接头下部的芯管连 接。只需拧下顶部接头即可拆卸喷嘴，从而便于更改喷嘴直径，以及喷 嘴结构，以得到最佳的燃料流速。
5、本实用新型的超临界污水处理的蒸发壁式反应器，多个中间筒体 之间通过中间环固装，中间环在圆周上均布四个测温接口，温度传感器 (热电偶)采用螺纹方式安装其上，探头插入反应釜内长度不等，可以 实现反应釜内多点位置温度场的实时测量，更加方便、精确的观察和控 制反应过程。由于中间环的存在，整个反应釜可以采用多级安装，更加 便捷的改变蒸发壁的长度，有利于调整反应釜出口温度。
6、本实用新型结构设计科学合理，有效避免污水预热管内热解反应， 盐类沉淀等问题，且具有结构简单、拆装方便，易于检修和维护的优点。