CN102642909B - 废有机物超临界处理用水力旋流脱盐装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废有机物超临界处理用水力旋流脱盐装置，其特征在于：包括一个上部与高压废水输运管道连接的水力旋流器，该水力旋流器的下部连接储盐缓冲罐，该储盐缓冲罐的下端通过一个出口椎体连接出口管道，储盐缓冲罐内上部设置有支架将一根中心轴定位在缓冲罐内垂直中心，中心轴上段连接一个水平向齿轮，该水平向齿轮啮合一个垂直向齿轮，该垂直向齿轮由储盐缓冲罐外侧的电机驱动，中心轴中段与一个贴壁刮刀连接，中心轴下段连接螺旋输送带。该装置不仅能有效脱除最小粒径为几十微米级的盐颗粒，而且能有效地将分离出的高粘度无机盐输送出水力旋流器。

Description

废有机物超临界处理用水力旋流脱盐装置
技术领域
本发明涉及废有机物的超临界水处理用脱盐装置，特别涉及一种具有储盐和连续输盐功能的超临界水处理用脱盐装置。
背景技术
超临界水氧化(Supercritical Water Oxidation，简称SCWO)技术是一种可实现对多种有机废物进行深度氧化处理的技术。在超临界水中，有机物能与空气、O2等无极性气体混溶形成均相反应体系，实现有机物的高效快速分解，生成小分子产物H2O、CO2和N2。
虽然在常温常压下，大多数盐类在水中的溶解度较大，一般在几十～100g/L左右，但是在临界水中，无机盐在水中的溶解度显著降低，一般在(1～100)×10-6(质量分数)。因此，一般无机盐很容易从超临界水中析出。在相关有机废物的SCWO处理装置中，无机盐等沉淀造成的设备及管道堵塞问题是影响超临界水处理技术工业化的最大障碍之一。
目前，在超临界水处理工业化应用系统中，通常采用废水加热炉将废水在进入反应器前预热至超临界状态。根据多种盐的溶解度研究，当废水加热至350～400℃时，原先溶解在水中的无机盐就会结晶析出，造成加热器、反应器和相应输运管道的堵塞。无机盐沉淀造成的堵塞不仅会影响加热炉的换热效率，严重时会影响整个超临界水处理系统的安全运行。
发明内容
为了克服目前废水的SCWO处理系统在废水预热阶段所面临的盐沉积问题，本发明专利提供了一种废水SCWO处理用水力旋流脱盐装置。该装置不仅能有效脱除最小粒径为几十微米级的盐颗粒，而且能有效地将分离出的高粘度盐输送出水力旋流脱盐装置。
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：
一种废有机物超临界处理用水力旋流脱盐装置，其特征在于：包括一个上部与高压废水输运管道连接的水力旋流器，该水力旋流器的下部连接储盐缓冲罐，该储盐缓冲罐的下端通过一个出口椎体连接出口管道，储盐缓冲罐内上部设置有支架将一根中心轴定位在缓冲罐内垂直中心，中心轴上段连接一个水平向齿轮，该水平向齿轮啮合一个垂直向齿轮，该垂直向齿轮由储盐缓冲罐外侧的电机驱动，中心轴中段与一个贴壁刮刀连接，中心轴下段连接螺旋输送带。
上述方案中，所述水力旋流器包括上部圆柱段和下部倒椎体，厚壁管圆柱段上端连接进口蜗壳，进口蜗壳顶部设置带有溢流口的球形封头，球形封头中设置导流板，倒椎体下端连接厚壁管，厚壁管通过法兰盖和法兰盘连接储盐缓冲罐，厚壁管中与倒椎体连接部位设置一个开有顶孔的反射屏。
所述导流板上开有若干平衡孔。如开有3个平衡孔，分布在导流板的半个圆面积范围内。即开孔位置在水力旋流器进口位置的另一侧。
所述螺旋输送带的长度从出口锥体一直延伸到出口管道中。并且在出口椎体内的直径大于出口管道中的直径。
所述支架上开85～87°锥形孔，与中心轴上端间隙配合。
所述水平向齿轮上方设置有齿轮罩。
本发明的有益效果是，结构简单，可在废水的SCWO处理系统的预热过程中以水力旋流的简单方式实现高效脱盐。当携带有析出盐颗粒的超临界水流经水力旋流器时，盐颗粒由于离心力、重力作用而分离出来，进入下部的储盐缓冲罐。储盐缓冲罐中的旋转刮刀可防止具有较高粘性的无机盐粘结壁面上，同时缓冲罐下部的螺杆可将罐中储存的无机盐连续输运至排盐管路，从而达到连续脱盐、排盐的目的。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明的脱盐装置的结构示意图。
图2是图1中导流板的零件图。
图1、图2中：1.圆柱段，2.倒椎体，3.厚壁管，4.球形封头，5.溢流口，6.导流板，7.进口蜗壳，8.反射屏顶孔，9.反射屏，10.法兰盖，11.法兰盘，12.缓冲罐体，13.出口椎体，14.出口管道，15.定位支架，16.齿轮罩，17.水平向齿轮，18.垂直向齿轮，19.刮刀，20.螺旋输送带，21.中心轴，22.电机，23.平衡孔。
具体实施方式
参见图1，废有机物的超临界水处理用脱盐装置，主要包括：由上部圆柱段1和下部倒椎体2组成的水力旋流器，设置在圆柱段1上部的进口蜗壳7，设置在进口蜗壳7顶部的球形封头4，设置在球形封头4中的导流板6，设置在球形封头4上的溢流口5，设置在倒椎体2下部的厚壁管3，焊接在倒椎体2和厚壁管3连接部位开有顶孔8的反射屏9，通过法兰盖10和法兰盘11连接的储盐缓冲罐12，设置在缓冲罐12中的贴壁刮刀19，缓冲罐12外侧设置一个电机22与变速箱连接，变速箱与缓冲罐壁内的垂直向齿轮18连接，垂直向齿轮18啮合水平向齿轮17，水平向齿轮17与中心轴21连接，齿轮17上设置齿轮罩16，在中心轴21下端设置螺旋输送带20，缓冲罐下端出口椎体13与出口管道14连接。中心轴21的上端设置定位支架15，中心轴21中段与刮刀19连接。
进口蜗壳7的圆形进口与高压废水输运管道连接，携带有析出盐颗粒的超临界水流经水力旋流器，在圆柱段1和倒锥体段2做离心运动，盐颗粒沿水力旋流器内壁与反射屏9之间的环隙进入到厚壁管3，超临界水在反射屏9处回流向上运行，从溢流口5流出，被盐粒携带进入反射屏9下部的超临界水从反射屏顶部的开孔8返回到主流体中，脱出的盐粒经过厚壁管3进入下部的储盐缓冲罐体12；电机22带动齿轮18转动，齿轮17从动带动中心轴21旋转，齿轮17上设置的齿轮罩16可防止盐堆积在齿轮上，连接在中心轴21上的刮刀19在旋转过程中可起到松动堆积盐的作用，防止具有较高粘性的无机盐粘结在缓冲罐体12的壁面上，设置在中心轴21下部的螺旋输送带20可将罐中储存的无机盐连续输运出出口管道14，螺旋输送带20延伸至排盐管路，达到连续脱盐、排盐的目的。
本实施例中，中心轴21上部连接上端定位支架15，防止中心轴21向上移动，其中，定位支架15上开85～87°锥形孔，与中心轴21上部间隙配合。
参见图2，设置在球形封头4下部的导流板6上开有若干平衡孔23。采用球形封头4有利于承受超临界状态下的高压，从进口蜗壳7进入水力旋流器的流体受到导流板6阻挡，可保证流场不被破坏。在本实施例中，导流板6上的半个圆面积范围开有3个平衡孔23，使得导流板6上下的维持压力平衡。

Claims (6)

1.一种废有机物超临界处理用水力旋流脱盐装置，其特征在于：包括一个上部与高压废水输运管道连接的水力旋流器，该水力旋流器的下部连接储盐缓冲罐，该储盐缓冲罐的下端通过一个出口椎体连接出口管道，储盐缓冲罐内上部设置有支架将一根中心轴定位在缓冲罐内垂直中心，中心轴上段连接一个水平向齿轮，该水平向齿轮啮合一个垂直向齿轮，该垂直向齿轮由储盐缓冲罐外侧的电机驱动，中心轴中段与一个贴壁刮刀连接，中心轴下段连接螺旋输送带；其中，水力旋流器包括上部圆柱段和下部倒椎体，厚壁管圆柱段上端连接进口蜗壳，进口蜗壳顶部设置带有溢流口的球形封头，球形封头中设置导流板，导流板上开有若干平衡孔，倒椎体下端连接厚壁管，厚壁管通过法兰盖和法兰盘连接储盐缓冲罐，厚壁管中与倒椎体连接部位设置一个开有顶孔的反射屏。
2.如权利要求1所述的废有机物超临界处理用水力旋流脱盐装置，其特征在于：所述螺旋输送带的长度从出口锥体一直延伸到出口管道中。
3.如权利要求2所述的废有机物超临界处理用水力旋流脱盐装置，其特征在于：所述螺旋输送带在出口椎体内的直径大于出口管道中的直径。
4.如权利要求1所述的废有机物超临界处理用水力旋流脱盐装置，其特征在于：所述支架上开85～87°锥形孔，与中心轴上端间隙配合。
5.如权利要求1所述的废有机物超临界处理用水力旋流脱盐装置，其特征在于：所述导流板上开有3个平衡孔，分布在导流板的半个圆面积范围内。
6.如权利要求2所述的废有机物超临界处理用水力旋流脱盐装置，其特征在于：所述水平向齿轮上方设置有齿轮罩。
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