申请日2019.11.22
公开(公告)日2020.02.28
IPC分类号C02F11/10; C02F11/18
摘要
本发明去离子水介质超临界电加热装置，多根直线段管道由框架固定支撑，通过多个弯头、三通接头互相串联连接构成高压流通通道，电加热器对去离子水循环加热，超临界高温高压去离子水对污泥类杂物及垃圾进行冲洗循环加热再分解处理;框架外部设置防护壳体和保温填充层，靠近进水口的电加热功率大于靠近出水口的电加热功率，多根直线段管道内的电加热器可以同时工作，也可以独立运行单独加热，采用自动化恒温控制，能够根据使用要求调整加热功率，有效提高了热通量和换热效率，温升均匀，加热效果好，效率高;小口径流通通道式容器替代了原有的体积大而笨重的整体容器，减少了原材料消耗，体积小重量轻，操作方便，节约了设备成本投入。
权利要求书
1.一种去离子水介质超临界电加热装置，其特征在于：包括有由若干竖直支撑柱、水平横梁纵横组合、固定连接构成的框架，框架内部固定安装有多根沿水平方向延伸的高压力直线段管道，多根直线段管道按多层、多列的矩阵形式规则分布，多根直线段管道之间通过多个弯头、三通接头互相串联连接构成高压流通通道，最上层直线段管道中靠近框架顶部一侧边缘的一根直线段管道后端伸出至框架后侧外部并设置有进水口，靠近框架顶部另一侧边缘的一根直线段管道后端伸出至框架后侧外部并设置有出水口，每根直线段管道内部分别设置有多根电加热管组合构成的电加热器，其中设置有进水口的直线段管道内的电加热器的加热功率大于设置有出水口的直线段管道内的电加热器的加热功率;框架外部设置有防护壳体，防护壳体内部填充有保温填充层;设置有出水口的直线段管道上靠近前端的位置连接有安全阀接口，靠近后端的位置连接有放空阀接口;靠近框架底部一侧边缘的一根直线段管道中部连接有排污阀接口;进水口、出水口外圆周面上分别连接有温度监测装置。
2.根据权利要求1所述去离子水介质超临界电加热装置，其特征在于：所述框架内部固定安装有20根直线段管道，20根直线段管道按五层、四列的矩阵形式分布;每根直线段管道内部分别设置有由5～30根电加热管组成的电加热器，多根电加热管分别自每根直线段管道前端伸入至直线段管道内部，直线段管道前端外侧设置有防爆接线箱，每根电加热管前端插入至防爆接线箱内连接电源线。
3.根据权利要求2所述去离子水介质超临界电加热装置，其特征在于：所述按五层、四列矩阵形式分布的20根直线段管道中，自上至下第一层位于两侧边缘的两根直线段管道后端分别设置进水口、出水口;每一层位于两侧边缘的两根直线段管道前端分别通过等径三通连接至每一层位于中部的两根直线段管道前端，第一层、第三层位于中部的两根直线段管道后端分别通过180°弯通连接至第二层、第四层位于中部的两根直线段管道后端，第二层、第四层位于两侧边缘的的两根直线段管道后端分别通过180°弯通连接至第三层、第五层位于两侧边缘的的两根直线段管道后端，第五层位于中部的两根直线段管道后端互相通过180°弯通连通。
4.根据权利要求1～3所述之一去离子水介质超临界电加热装置，其特征在于：所述每根直线段管道内部分别设置有由6根U形电加热管组成的电加热器，6根U形电加热管前端按照松塔形矩阵规则排列。
5.根据权利要求4所述去离子水介质超临界电加热装置，其特征在于：所述每根直线段管道电加热器的电加热管通过法兰管板限位固定安装在直线段管道前端，电加热管伸出于直线段管道前侧的部分为冷区，电加热管的冷区设置有至少一个防辐射板，防辐射板直径与法兰管板最大直径一致。
6.根据权利要求4或5所述之一去离子水介质超临界电加热装置，其特征在于：所述框架包括有前后四根支撑柱，连接在支撑柱之间的纵向边框、横向边框，和连接在框架前端两根支撑柱之间的五根横梁，五根横梁上分别设置有上下贯穿的连接孔，每根直线段管道前端分别通过U形管卡穿过连接孔限位固定;框架后端两根支撑柱之间上部固定连接有一根横梁，第一层位于两侧边缘的两根直线段管道后端也分别通过U形管卡穿过连接孔限位固定。
7.根据权利要求6所述去离子水介质超临界电加热装置，其特征在于：所述框架中部设置有至少左右两根辅助支撑杆，两根辅助支撑杆之间也分别连接有五根横梁，五根横梁上也分别设置有上下贯穿的连接孔，每根直线段管道中段也通过U形管卡穿过连接孔限位固定。
8.根据权利要求6或7所述之一去离子水介质超临界电加热装置，其特征在于：所述每根横梁上表面与每直线段管道之间设置有绝热垫。
9.根据权利要求8所述去离子水介质超临界电加热装置，其特征在于：所述四根支撑柱顶端分别连接有吊耳。
10.根据权利要求8所述去离子水介质超临界电加热装置，其特征在于：所述进水口、出水口外圆周面上的温度监测装置分别为K型热电偶，K型热电偶通过温度保护套管固定安装。
说明书
一种去离子水介质超临界电加热装置
技术领域
本发明涉及一种去离子水介质超临界电加热装置。
背景技术
随着科学技术与居民生活水平的飞速发展，对社会环境的整治力度也日益提高，垃圾、污水及污泥处理难度的不断加大，现有技术中通过对污泥类杂物及垃圾等进行加热后再分解处理，传统结构的加热装置采用导热油、熔盐等作为加热介质，在大型容器内设置多组加热器管束，采用整体同时同时加热方式，通过容器内的加热介质传递热量，机械支撑结构复杂，体积庞大而且笨重，原材料消耗多，设备成本投入高;污泥类杂物及垃圾处理工作温度、工作压力都很高，传统结构热通量差，换热效率低，热量传递、温升不均匀，保温效果不好，检修维护操作不方便，也不能根据使用要求调节加热功率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够根据使用要求调整加热功率，体积小重量轻，温升均匀，效率高，保温效果好，检修维护操作方便，节约设备成本的去离子水介质超临界电加热装置。
本发明去离子水介质超临界电加热装置，其特征在于：包括有由若干竖直支撑柱、水平横梁纵横组合、固定连接构成的框架，框架内部固定安装有多根沿水平方向延伸的高压力直线段管道，多根直线段管道按多层、多列的矩阵形式规则分布，多根直线段管道之间通过多个弯头、三通接头互相串联连接构成高压流通通道，最上层直线段管道中靠近框架顶部一侧边缘的一根直线段管道后端伸出至框架后侧外部并设置有进水口，靠近框架顶部另一侧边缘的一根直线段管道后端伸出至框架后侧外部并设置有出水口，每根直线段管道内部分别设置有多根电加热管组合构成的电加热器，其中设置有进水口的直线段管道内的电加热器的加热功率大于设置有出水口的直线段管道内的电加热器的加热功率;框架外部设置有防护壳体，防护壳体内部填充有保温填充层;设置有出水口的直线段管道上靠近前端的位置连接有安全阀接口，靠近后端的位置连接有放空阀接口;靠近框架底部一侧边缘的一根直线段管道中部连接有排污阀接口;进水口、出水口外圆周面上分别连接有温度监测装置;
所述框架内部固定安装有20根直线段管道，20根直线段管道按五层、四列的矩阵形式分布;每根直线段管道内部分别设置有由5～30根电加热管组成的电加热器，多根电加热管分别自每根直线段管道前端伸入至直线段管道内部，直线段管道前端外侧设置有防爆接线箱，每根电加热管前端插入至防爆接线箱内连接电源线;
所述按五层、四列矩阵形式分布的20根直线段管道中，自上至下第一层位于两侧边缘的两根直线段管道后端分别设置进水口、出水口;每一层位于两侧边缘的两根直线段管道前端分别通过等径三通连接至每一层位于中部的两根直线段管道前端，第一层、第三层位于中部的两根直线段管道后端分别通过180°弯通连接至第二层、第四层位于中部的两根直线段管道后端，第二层、第四层位于两侧边缘的的两根直线段管道后端分别通过180°弯通连接至第三层、第五层位于两侧边缘的的两根直线段管道后端，第五层位于中部的两根直线段管道后端互相通过180°弯通连通;
所述每根直线段管道内部分别设置有由6根U形电加热管组成的电加热器，6根U形电加热管前端按照松塔形矩阵规则排列;
所述每根直线段管道电加热器的电加热管通过法兰管板限位固定安装在直线段管道前端，电加热管伸出于直线段管道前侧的部分为冷区，电加热管的冷区设置有至少一个防辐射板，防辐射板直径与法兰管板最大直径一致;
所述框架包括有前后四根支撑柱，连接在支撑柱之间的纵向边框、横向边框，和连接在框架前端两根支撑柱之间的五根横梁，五根横梁上分别设置有上下贯穿的连接孔，每根直线段管道前端分别通过U形管卡穿过连接孔限位固定;框架后端两根支撑柱之间上部固定连接有一根横梁，第一层位于两侧边缘的两根直线段管道后端也分别通过U形管卡穿过连接孔限位固定;
所述框架中部设置有至少左右两根辅助支撑杆，两根辅助支撑杆之间也分别连接有五根横梁，五根横梁上也分别设置有上下贯穿的连接孔，每根直线段管道中段也通过U形管卡穿过连接孔限位固定;
所述每根横梁上表面与每直线段管道之间设置有绝热垫;
所述四根支撑柱顶端分别连接有吊耳;
所述进水口、出水口外圆周面上的温度监测装置分别为K型热电偶，K型热电偶通过温度保护套管固定安装。
本发明去离子水介质超临界电加热装置，多根直线段管道由框架固定支撑，通过多个弯头、三通接头互相串联连接构成高压流通通道，去离子水介质从进水口输送至出水口，电加热器对去离子水循环加热，超临界高温高压去离子水对污泥类杂物及垃圾进行冲洗循环加热再分解处理;框架外部设置防护壳体和保温填充层，靠近进水口的电加热功率大于靠近出水口的电加热功率，多根直线段管道内的电加热器可以同时工作，也可以独立运行单独加热，采用自动化恒温控制，能够根据使用要求调整加热功率，有效提高了热通量和换热效率，温升均匀，加热效果好，效率高;小口径流通通道式容器替代了原有的体积大而笨重的整体容器，减少了原材料消耗，体积小重量轻，保温效果好，生产制造、安装调试、检修维护操作方便，工艺简化，节约了设备成本投入;经江苏省配电设备产品质量监督检验中心检测，设备整体承受工作压力达到18.5MPa，设计压力20 MPa，水压试验压力38MPa的要求，工作温度达到350℃，设计温度380℃，与智能污泥处理设备整合构成污泥处理加热循环利用系统，也可以推广应用到其他需要对介质进行超临界高温高压加热的场合。（发明人王太峰;王太祥）