CN103588278A - 流体纯化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对包含有机物质的流体进行纯化的流体纯化设备，其具有反应器，所述反应器包括：第一输送部，其从外部接收所述流体并且将所述流体以竖直方向从上侧向下侧输送，同时对所述流体进行加热和加压并且将所述流体与氧化剂混合；第二输送部，其接收已经穿过所述第一输送部的流体并且将所述流体以竖直方向从下侧向上侧输送；和分隔部件，其将所述反应器的上部分隔成所述第一输送部和所述第二输送部；和固体存储部，其与所述第一输送部和所述第二输送部连通，位于所述分隔部件下方，并且接收当输送所述流体时沉降的包含在所述流体中的固体物质。

Description

流体纯化设备
技术领域
本发明涉及流体纯化设备，其包括反应器，所述反应器通过如下对纯化目标流体例如废液进行纯化：在将氧化剂例如空气与该纯化目标流体混合的同时，向该纯化目标液体施加压力和热，和通过氧化反应使该纯化目标流体中包含的有机物质分解。
背景技术
作为用于纯化液体废弃物例如人类排泄物(human waste)、污水、来自居民区的生活废水、家畜排泄物(livestock excrete)和来自食品加工厂的流出物的方法，通常使用利用活性污泥进行生物处理的方法。然而，所述方法不利于处理包含高浓度有机溶剂的液体废弃物(在不降低所述浓度的情况下，其妨碍活性污泥中微生物的活性)或者不利于处理包含不能生物降解的塑料细颗粒的液体废弃物。而且，所述方法不利于处理包含高含量的无法容易地通过微生物分解的持久性有机物质例如油的废液。
同时，最近正在对通过如下纯化废液的流体纯化设备进行技术开发：向该液体废弃物和氧化剂例如空气的混合流体施加热和压力，并且通过氧化分解使该混合流体中包含的有机物质分解。这样的流体纯化设备的实例公开于日本专利特开公报No.2001-9482(下文中称为“专利文献1”)。所述流体纯化设备向反应器内的废液和空气的混合流体施加热和压力并且使该混合流体中包含的水处于超临界状态。超临界水具有在液体和气体性质之间的性质。超临界水是在其中温度升高至高于水的临界温度并且压力升高至高于水的临界压力的条件下产生的。在反应器中，有机物质可在超临界水和空气的混合物中水解，或者有机物质可在氧的存在下进行氧化分解。
通过实施涉及通过向混合流体中包含的水施加高温和高压并且将水转变为超临界水而使混合流体中包含的有机物质氧化分解的该技术，例如，可对无法通过生物处理纯化的废液例如包含高浓度有机溶剂的废液、包含塑料颗粒的废液、和包含持久性有机物质的废液进行纯化。
本发明的发明人正在开发新型的流体纯化设备，其能够通过如下而在反应器中引起有机物质的氧化分解：在将混合流体加热至高温的同时向混合流体施加比水的临界压力低的压力，使得混合流体中包含的水转化为高温和高压蒸气状态。本发明人通过他们的研究和开发努力已经发现，这样的流体纯化设备也能够纯化，例如，包含高浓度有机溶剂的废液、包含塑料颗粒的废液和包含持久性有机物质的废液。
然而，在使用上述流体纯化设备或者专利文献1中公开的流体纯化设备纯化作为纯化目标流体的包含高含量无机悬浮固体的废液的情况下，例如，必须频繁地进行涉及中断流体纯化设备的操作以清洁反应器内部的清洁操作。
具体地，常规反应器包括立式反应器(例如，专利文献1的图1中所示的)和卧式反应器(例如，专利文献1的图2中所示的)。立式反应器布置成其长边在基本上竖直的方向上延伸。立式反应器配置成从其上侧接收废液；在将氧化剂与废液混合并且将废液从上侧向下侧输运的同时使废液中包含的有机物质分解；和将经纯化的流体排放至连接至该反应器下端的排泄管。卧式反应器布置成其长边在基本上水平的方向上延伸。卧式反应器配置成从其水平端之一接收废液；在将氧化剂与废液混合并且将废液从所述一个水平端输运至另一水平端的同时使废液中包含的有机物质分解；和将经纯化的流体排放至连接至所述另一水平端的输送管。
在以上类型反应器的任一种中，包含在废液中的水在废液被引入到反应器中之后立刻被转变为超临界水或者高温高压蒸气。在此情况下，废液中包含的大量无机悬浮固体沉淀，并且所述无机固体沉降且积聚在反应器底部处。在立式反应器中，积聚在反应器底部处的无机固体可堵塞连接至反应器下端的排泄管，从而阻碍反应器内超临界水或高温高压蒸气的有效输送。在卧式反应器中，无机固体的沉淀很大程度上在从其引入废液的所述一个水平端附近发生。因此，最终，在所述一个水平端处无机固体可从反应器的底部向其天花板堆积，从而堵塞反应器本身。在这样的情况下，可难以有效地将反应器内的超临界水或高温高压蒸气从所述一个水平端输送到所述另一水平端。因此，必须频繁地中断流体纯化设备的操作以对反应器进行清洁操作。
鉴于以上，可通过例如凝结、沉降或过筛预先将悬浮固体除去，以降低废液中包含的无机悬浮固体的浓度。以此方式，可降低反应器内无机固体的沉淀量并且可降低必须进行清洁操作的频率。然而，预先除去悬浮固体可排除废液中包含的有机物质的分解能量的有效使用并且结果，可使成本上升。
具体地，包含在废液中的悬浮固体可通常分为无机悬浮固体和有机悬浮固体。当进行除去过程例如凝结、沉降或过筛时，无机悬浮固体以及有机固体被除去。有机悬浮固体可在高温高压下溶解在超临界水或高温高压蒸气中并且之后可被氧化和分解，或者即使将有机悬浮固体与水分离并且沉淀为有机固体，也可将它们在氧气的存在下燃烧。因此，有机悬浮固体不可能积聚在反应器内。因此，即使在反应器内存在大量的有机悬浮固体，有机悬浮固体也不可能对反应器的堵塞作出贡献。而且，由于有机悬浮固体在反应器内进行氧化分解时产生热，它们可有助于将反应器内的温度保持在高温，使得可节约用于通过加热装置例如加热器对反应器进行加热的加热用能量。因此，在将废液引入到反应器中之前除去有机悬浮固体可具有提高反应器内所需的加热用能量的不利效果，这又可导致成本增加。
发明内容
本发明至少一个实施方式的总体目的是提供流体纯化设备，其基本上避免了由相关领域的局限和缺点导致的一个或多个问题。本发明至少一个实施方式的一个具体目的是提供流体纯化设备，其能够将反应器内有机悬浮固体的分解能量用于保持反应器内的高温，同时降低必须对反应器进行清洁操作的频率。
根据本发明的一个实施方式，流体纯化设备包括对包含有机物质的待纯化流体进行纯化的反应器，所述反应器配置成将氧化剂与所述流体混合，同时对所述流体进行加热和加压以引起所述有机物质的分解。所述反应器包括：第一输送部，其从外部接收所述流体并且将所述流体以竖直方向从上侧向下侧输送，同时对所述流体进行加热和加压并且将所述流体与所述氧化剂混合；第二输送部，其接收已经穿过所述第一输送部的流体并且将所述流体以竖直方向从下侧向上侧输送；分隔部件，其至少将所述反应器的上部分隔为所述第一输送部和所述第二输送部；和固体存储部，其与所述第一输送部和所述第二输送部连通并且相对于竖直方向布置在所述分隔部件下方。所述固体存储部配置成接收当所述流体输送通过所述第一输送部和所述第二输送部时沉降的包含在所述流体中的固体物质。
根据本发明的一个方面，例如，引入到所述反应器的第一输送部中的待纯化流体在所述第一输送部中被加热和加压，使得所述流体中包含的水被转变为超临界水或高温高压蒸气。此时，包含在所述流体中的无机悬浮固体从所述流体作为无机固体沉淀出来并且以竖直方向向下侧沉降。所述无机固体进入与所述第一输送部连通并且布置在所述第一输送部下方的所述固体存储部。以此方式，所述无机固体积聚在所述固体存储部内。另一方面，已经被转变为超临界水或高温高压蒸气的流体以竖直方向从上侧向下侧移动，以离开所述第一输送部，并且之后改变其路线以在竖直方向上从下侧向上侧移动以进入所述第二输送部。然后，所述流体在所述第二输送部内以竖直方向从下侧向上侧移动以从所述反应器排放。积聚在所述固体存储部处的无机固体的积聚水平(料面，level)随时间逐渐上升。然而，所述无机固体不会限制(窄化，confine)所述第一输送部或所述第二输送部的流动路径，只要所述无机固体的积聚水平低于所述固体存储部上端的高度。即，当所述无机固体的积聚水平仅在所述固体存储部内上升时，可使所述氧化剂和待纯化流体有效地输送通过所述第一输送部和所述第二输送部。因此，通过将所述固体存储部布置成具有足够大的容积，可降低对所述反应器进行清洁操作的频率，而无需在将待纯化流体引入到所述反应器中之前进行从所述流体除去悬浮固体的除去过程。进一步地，通过将未进行这样的除去过程的流体引入到所述反应器中，所述流体中包含的有机悬浮固体的分解能量可用于保持所述反应器内的高温。
附图说明
图1为根据本发明第一实施方式的流体纯化设备的总体构造的示意图；
图2为根据第一实施方式的流体纯化设备的第一反应器和预热部的纵截面图；
图3为根据第一实施方式的变形实施方式的流体纯化设备的第一反应器和预热部的纵截面图；
图4为固体存储部从阀部拆卸的第一反应部的纵截面图；
图5为具有布置在输送部和阀部之间以及在阀部和固体存储部之间的垫圈的第一反应器的纵截面图；
图6为根据本发明第二实施方式的流体纯化设备的第一反应器和预热部的纵截面图；
图7为根据本发明第三实施方式的流体纯化设备的总体构造的示意图；
图8为根据第三实施方式的流体纯化设备的第一反应器的纵截面图；
图9为根据第三实施方式的第一变形实施方式的流体纯化设备的第一反应器的纵截面图；
图10为根据第三实施方式的第二变形实施方式的流体纯化设备的第一反应器的纵截面图；
图11为根据第三实施方式的第三变形实施方式的流体纯化设备的第一反应器的纵截面图；
图12为根据第三实施方式的第四变形实施方式的流体纯化设备的第一反应器的纵截面图；
图13为根据第三实施方式的第五变形实施方式的流体纯化设备的第一反应器的纵截面图；
图14为根据第三实施方式的第六变形实施方式的流体纯化设备的第一反应器的纵截面图；和
图15为根据第三实施方式的第七变形实施方式的流体纯化设备的第一反应器的纵截面图。
具体实施方式
下文中，参照附图描述本发明的实施方式。
首先，描述根据本发明第一实施方式的流体纯化设备的总体构造。图1为根据第一实施方式的流体纯化设备的总体构造的示意图。图1中所示的流体纯化设备包括，例如，原水罐1、搅拌器2、原水进料泵3、原水入口阀4、预热装置5、氧化剂压力进料泵6、氧化剂罐7、氧化剂入口阀8和预热部9。所述流体纯化设备还包括反应器10(10A,10B)、第一加热装置12、第二加热装置15、存储部开放阀(opening valve)16、增压泵17、冷却部30、热交换泵32、过滤器33、出口压力表34、出口阀35、气-液分离器36和控制器(未示出)。反应器10包括第一反应器10A和第二反应器10B。第一反应器10A包括输送部11、阀部13和固体存储部14。
所述控制器包括对于搅拌器2、原水进料泵3、预热装置5、氧化剂压力进料泵6、第一加热装置12、第二加热装置15、增压泵17和热交换泵32单独提供的相应数量的电源电路，所述电源电路各自包括例如接地漏电断路器(earth leakage breaker)、磁力开关和热动继电器。所述控制器配置成通过基于来自可编程定序器的控制信号打开/关闭电源电路的磁力开关而进行这些装置的单独的开/关电源控制。
出口压力表34根据压力检测结果输出具有某一值的电压。而且，温度计T1根据预热部9内的温度输出具有某一值的电压。而且，温度计T2根据第一反应器10A的输送部11内的温度输出具有某一值的电压。而且，温度计T3根据第一反应器10A的固体存储部14内的温度输出具有某一值的电压。而且，温度计T4根据第二反应器10B内的温度输出具有某一值的电压。来自这些测量装置的输出电压各自通过A-D(模拟-到-数字)转换器(未示出)转换为数字数据，之后所述数字数据作为传感数据被输入至所述可编程定序器。所述可编程定序器基于所述传感数据控制各种装置的驱动操作。
原水罐1存储未处理状态的包含相对高分子量有机物质的液体废弃物。所述液体废弃物可包括如下的至少一种：有机溶剂液体废弃物、由造纸过程产生的造纸液体废弃物、和由调色剂制造过程产生的调色剂制造液体废弃物。所述造纸液体废弃物和所述调色剂制造液体废弃物可包含持久性有机物质。
搅拌器2搅拌相当于纯化目标流体的液体废弃物以实现所述液体废弃物中包含的悬浮固体的均匀分散并且因此确保均匀的有机物质浓度。原水罐1内的液体废弃物通过原水进料泵3在高压下经过原水入口阀4连续地压力进料到预热部9中，所述原水进料泵3包括高压泵。原水入口阀4起到容许从原水进料泵3压力进料的废液流向预热部9，同时防止所述废液反向流动的止回阀的作用。
氧化剂压力进料泵6通过抽吸而吸入存储在氧化剂罐7中的氧化剂，将所述氧化剂压缩至与所述废液的流入压力大致相等的压力，并且将经压缩的氧化剂经由氧化剂入口阀8进料至预热部9。已经在高压下从氧化剂压力进料泵6进料的氧化剂经由氧化剂入口阀8进入预热部9。
氧化剂入口阀8起到容许所述氧化剂从氧化剂压力进料泵6流向预热部9，同时防止所述氧化剂反向流动的止回阀的作用。基于所述液体废弃物中的有机物质完全氧化所需的氧的化学计量的量确定来自驱动氧化剂压力进料泵6的氧化剂的流入压力。更具体地，例如，所述有机物质完全氧化所需要的氧的量是基于所述液体废弃物中的有机物质浓度、氮浓度和磷浓度例如所述液体废弃物的COD(化学需氧量)、总氮(TN)和总磷而计算的，并且基于计算结果设置所述氧化剂的流入压力。
所述氧化剂的流入压力优选地由操作人员设置。然而，在其中所述液体废弃物中包含的有机物质的类型随时间稳定并且在物理性质例如浊度、透光率、电导率以及比重与氧的量之间存在相对良好的相关性的情况下，例如，可将所述可编程定序器配置成基于由检测所述物理性质的传感器获得的结果而自动控制所述流入压力。所述氧化剂可为例如如下的任一种：双氧水、空气、氧气、或臭氧气体、或者以上的两者或更多者的混合物。
预热装置5被固定至预热部9的外壁，使得流入预热部9中的氧化剂或液体废弃物可通过预热装置5经由预热部9的外壁加热。然后，将经预热的氧化剂或液体废弃物引入到第一反应器10A的输送部11中。在预热部9处布置用于检测预热部9内的氧化剂或液体废弃物的温度的温度计T1。所述可编程定序器对预热装置5进行电源开/关控制操作以将温度计T1的温度检测结果保持在预定目标温度附近。
包括第一反应器10A和第二反应器10B的反应器10内的混合流体的压力可控制在例如0.5-30MPa(优选5-30MPa)范围内。反应器10内的压力通过出口阀35调节，如下文中详细描述的。出口阀35配置成当反应器10内的压力超过预定阈值时通过自动打开以将反应器10内的混合流体排放到外部而将反应器10内的压力保持在该预定阈值附近。
反应器10内的混合流体的温度可在100-700℃(优选200-550℃)的范围内。可通过对固定至第一反应器10A的输送部11的外壁的第一加热装置12、或者固定至第二反应器的外壁的第二加热装置15进行开/关控制操作而调节所述混合流体的温度。本发明的一个实施方式可在其中例如温度为至少374.2℃和压力为至少22.1MPa的条件下实施。在此情况下，温度可高于水的临界温度并且压力可高于水的临界压力，使得所述混合流体中包含的水可被转变为具有在液体和气体性质之间性质的超临界水。在超临界水的存在下，所述混合流体中包含的有机物质容易溶解在所述超临界水中并且容易与空气接触，使得可加速所述有机物质的氧化分解。
替代地，本发明的一个实施方式可在其中温度为至少200℃(优选至少374.2℃)和压力为低于22.1MPa的相对高压(优选10MPa或更高)的条件下实施。在此情况下，反应器10内的混合流体中包含的水可被转变为高温高压蒸气状态。
反应器10内的混合流体可通过固定至第一反应器10A的第一输送部11的外壁的第一加热器12、或者固定至第二反应器10B的外壁的第二加热器15加热，使得反应器10内的温度可升高。进一步地，可通过由反应器10内有机物质的氧化分解所产生的热使反应器10内的温度升高。在其中所述液体废弃物包含高浓度有机物质的情况下，通过所述有机物质的氧化分解所产生的大量热可足以将所述混合流体的温度升高至期望的温度。在这样的情况下，通过第一加热装置12和第二加热装置15进行的加热操作可仅在所述流体纯化设备的最初发动期间进行，并且一旦所述有机物质的氧化分解开始，则可将第一加热装置12或第二加热装置15的电源关掉。
通过将反应器10内所述混合流体的温度和压力升高至高温和高压，可引起所述混合流体中包含的有机物质和/或氨氮的氧化分解。包含分解的有机物质和/或氨氮的混合流体然后被从反应器10输送至冷却部30。冷却部30具有布置在其外壁处的热交换器31。热交换器31具有布置在冷却部30的外壁上面的外管并且具有在所述外管和冷却部30之间的填充有热交换流体例如水的空间。以此方式，热交换器31引起冷却部30的外壁和所述热交换流体之间的热交换。在反应器10操作期间，处于极高温度的经纯化流体流入到冷却部30的内部之中，并且结果，大量的热从冷却部30传递到所述热交换流体，从而导致所述热交换流体被加热。
将热交换流体在热交换器31内输送的方向布置成与经纯化流体在冷却部30内输送的方向相反以实施所谓的逆流热交换。具体地，将所述经纯化流体布置成在冷却部30内以竖直方式从下侧向上侧流动，而热交换流体布置成在热交换器31内以竖直方式从上侧向下侧流动。所述热交换流体的流动通过驱动热交换泵32实现，所述热交换泵32配置成通过抽吸而吸入所述热交换流体并且将所述热交换流体进料至发电机(未示出)。所述发电机配置成通过利用气流使蜗轮旋转而发电，所述气流是在使由于被加热而处于升高的压力下的所述热交换流体从液态转变为气态时产生的。
反应器10包括用于检测第一反应器10A的输送部11内的温度的温度计T2，用于检测第一反应器10A的固体存储部14内的温度的温度计T3，和用于检测第二反应器10B内的温度的温度计T4。所述控制器的可编程定序器配置成当温度计T2的检测结果或温度计T3的检测结果之一超过预定的上限温度时关闭第一加热装置12的电源。而且，所述控制器的可编程定序器配置成当温度计T4的检测结果超过预定的上限温度时关闭第二加热装置15的电源。以此方式，可防止能源的浪费。
已经穿过冷却部30的经纯化流体通过过滤器33和出口阀35，之后所述经纯化流体的压力突然降低，从而导致所述经纯化流体中包含的水从超临界状态或高温高压蒸气状态相变为液态。另一方面，所述经纯化流体中包含的氧和/或氮的相态从超临界状态变为气态。所述经纯化流体然后通过气-液分离器36分离成经处理液体和气体。所述经处理液体然后被存储在经处理液体罐(未示出)中，并且所述气体被排放至大气。
本实施方式中获得的经处理液体除去了基本上所有有机物质，包括持久性有机物质例如无法通过使用例如活性污泥的生物处理除去的酚。因此，所述经处理液体几乎不含有悬浮固体或有机物质。所述经处理液体可仅包含微小量的无法被完全分解的无机物质。取决于其用途，所述经处理液体可再用作工业用水，而不进行任何进一步的处理。而且，当所述经处理液体通过超滤膜过滤时，所述经处理液体可用作，例如LSI清洁液。通过气-液分离器36分离的气体具有二氧化碳、氮气和氧气作为主要成分。
在下文中，描述根据本实施方式的流体纯化设备的进一步特征。
图2是根据第一实施方式的流体纯化设备的预热部9和第一反应器10A的纵截面图。预热部9和第一反应器10A均具有在竖直方向上延伸的管结构。第一反应器10A包括：相对于竖直方向的布置在第一反应器10A上部的输送部11、布置在其中部的包括闸阀的阀部13、和布置在其下部的固体存储部14。预热部9的管结构的下端部分被插入到输送部11的上端部分中。
将第一反应器10A的输送部11的内径、阀部13的内径和固体存储部14的内径布置为基本上相同，并且输送部11、阀部13和固体存储部14在竖直方向上布置成彼此连通。预热部9的外径布置成明显小于输送部11的内径。因此，在输送部11的内壁和插入到输送部11上端部分中的预热部9的外壁之间形成管状空间。为了形成具有足够厚度的这样的管状空间，输送部11的内径优选地布置成为预热部9外径的至少两倍。
预热部9包括用于接收液体废弃物W的液体废弃物接收部9a和用于接收氧化剂H的氧化剂接收部9b。液体废弃物接收部9a中的液体废弃物W已经穿过原水入口阀4并且因此被升高至预定压力。而且，氧化剂接收部9b中的氧化剂H已经穿过氧化剂入口阀8并且因此被升高至预定压力。经加压的(高压)液体废弃物W和氧化剂H在预热部9内彼此混合成为混合流体M，同时通过固定至预热部9外壁的预热装置5预热。混合流体M以竖直方式从预热部9的上侧向下侧移动，以从输送部11的中央部分进入第一反应器10A。
已进入输送部11的混合流体M进一步通过固定至输送部11外壁的加热装置12以及已经容纳在输送部11内的混合流体的热量而被加热。以此方式，将所述混合流体M中包含的水从液态转变为超临界状态或高温高压蒸气状态，并且结果，其体积显著增加。在此情况下，悬浮在水中的无机固体作为无机固体S从水中沉淀出来。然后，所述无机固体S通过重力向下侧沉降。另一方面，被所述超临界水或高温高压蒸气溶解的有机悬浮固体被混入到混合流体M中。
在第一反应器10A中，输送部11在其接收预热部9下端部分(其起到用于将液体废弃物W引入到输送部11中的引入管的作用)的上端处布置有开口。输送部11上端处的所述开口起到用于接收被引入到第一反应器10A中的液体废弃物W的接收口的作用。固体存储部14的底面14a设置在所述接收部的正下方以直接对向面对所述接收口，而在其间不布置任何障碍物。
如上所述，预热部9的管结构的下端部分插入到输送部11的上端部分中。下文中，预热部9的被插入到输送部11中的部分可被称为“插入管部”或“引入管”。预热部9的插入管部充当将接收所述插入管部的输送部11上部的内部空间划分成所述插入管部的内侧和所述插入管部的外侧(即，上述的管状空间)的分隔部件。所述插入管部的内侧对应于第一输送部11A和所述插入管部的外侧(管状空间)对应于第二输送部11B。
第一反应器10A包括第一输送部11A、第二输送部11B、第三输送部11C、阀部13和固体存储部14。
引入到反应器10A的第一输送部11A的混合流体M在第一输送部11A内以竖直方向从上侧向下侧输送。然后，混合流体M进入第三输送部11C，其设置在第一输送部11A和第二输送部11B正下方并且与第一输送部11A和第二输送部11B连通。即使已经进入第三输送部11C的混合流体M可继续向下侧移动，但是在位于第三输送部11C下方的位置处未布置用于将第一反应器10A内的混合流体M排放到外部的排放口。这样的用于将所述混合流体M排放到所述第一反应器10A之外的排放口(下述的排放口11a)布置在第二输送部11B的上端部分处。因此，在第一反应器10A中，已经从第一输送部11A进入第三输送部11C的混合流体M突然将其路线改变为以竖直方向从下侧向上侧流动。即，第三输送部11C内的混合流体M进入与第三输送部11C连通并且位于第三输送部11C上方的第二输送部11B。已进入第二输送部11B的混合流体M然后在第二输送部11B内以竖直方向从下侧向上侧移动。以此方式，混合流体M经由布置在第二输送部11B的上端部分处的排放口11a排放到第一反应器10A之外。
在第一反应器11A中，所述插入管部起到将输送部11的上部划分为第一输送部11A和第二输送部11B的分隔部件的作用。进一步地，布置在第三输送部11C下方的阀部13与第三输送部11C连通，并且布置在阀部13下方的固体存储部14与阀部13连通。
已经从预热部9进入第一输送部11A的混合流体M中包含的水在第一输送部11A的下端部分附近被转变为超临界水或高温高压蒸气。然后，已经在第一输送部11A的下端部分附近从混合流体M沉淀出来的无机固体S通过重力以由图2中所示的虚线箭头表示的方向沉降，以穿过第三输送部11C和阀部13内部，从而积聚在固体存储部14的底面14a处。在固体存储部14的上端部分处形成具有与输送部11内径基本相同的直径的开口，并且固体存储部14的该开口充当用于经由阀部13与输送部11连通的连通口。在第一输送部11A处从混合流体M沉淀出来的无机固体S经由该连通口被接收到固体存储部14中。
另一方面，已经在第一输送部11A的下端部分附近从液态转变为超临界状态或高温高压蒸气状态的混合流体M由于这样的相变而体积显著增加。然而，由于如上所述在固体存储部14处未布置出口，因此混合流体M无法以重力方向向固体存储部14移动。因此，混合流体M以向着包括排放口11a的第二输送部11B的方向移动。具体地，混合流体M中包含的水在位于排放出口11a下方的第一输送部11A的下端部分附近被转变为超临界水或高温高压蒸气。在体积增加的同时，混合流体M以竖直方向从上侧向下侧移动通过第一输送部11A以进入第三输送部11C，之后其反转其移动方向。即，在进入第三输送部11C之后，混合流体M反转其路线并且开始以竖直方向从下侧向上侧向排放口11a移动。以此方式，混合流体M从第三输送部11C进入第二输送部11B并且继续在第二输送部11B内以竖直方向从下侧向上侧移动。然后，混合流体M穿过排放口11a进入连通管10C。
积聚在固体存储部14的底面14a上的无机固体可限制排放口11a并且阻碍从第二输送部11B流向第二反应器10B的混合流体M的流动。然而，通过相对于竖直方向在固体存储部14上方的位置处布置排放口11a，可防止无机固体S限制排放口11a，直到积聚在固体存储部14的底面14a上的无机固体S到达排放口11a的高度。以此方式，位于第一反应器10A内在输送部11下方的固体存储部14起到临时存储积聚在底面14a上的无机固体S的临时存储部的作用以防止无机固体S限制排放口11a。通过将固体存储部14布置成具有足够大的容量，可降低对反应器10进行清洁操作的频率，即使当在将液体废弃物W引入到反应器10中之前未除去包含在液体废弃物W中的悬浮固体时也是如此。进一步地，通过将未进行用于除去包括有机悬浮固体的悬浮固体的除去过程的液体废弃物W引入到反应器10中，所述有机悬浮固体的分解能量可被用于在反应器10内保持高温。
已经从第一反应器10A的输送部11进入连通管10C的混合流体M穿过连通管10C进入图1中所示的第二反应器10B。第二反应器10B和冷却部30各自布置成在竖直方向上延伸的管结构。第二反应器10B和冷却部30的直径布置成基本上相同，并且第二反应器10B和布置在第二反应器10B上方的冷却部30彼此连通。已经从连通管10C进入第二反应器10B下端部分的混合液体M在第二反应器10B内以竖直方向从下侧向上侧移动。
在输送部11、连通管10C和第二反应器10B内，例如，在氧的存在下可发生混合流体M中包含的有机物质的氧化分解和/或可发生氨氮分解为氮。条件可特别有利于在第二反应器10B内引起有机物质的氧化分解，因为在第二反应器10B内包含用于加速有机物质的氧化分解的催化剂。所述催化剂可为包含Ru、Pd、Rh、Pt、Au、Ir、Os、Fe、Cu、Zn、Ni、Co、Ce、Ti和Mn的至少一种的化合物。
其有机物质已经在第二反应器10B内通过氧化分解而几乎完全分解的混合液体M从第二反应器10B向冷却部30移动。然后，混合液体M在冷却部30处通过热交换器31被冷却。在冷却部30内以相对高的冷却速率冷却所述混合液体M的情况下，可实施以下措施以防止经冷却的混合液体M向第二反应器10B回流。在一个实例中，可将冷却部30布置在第二反应器10B下方，并且可将混合流体M以竖直方式从上侧向下侧输送以穿过第二反应器10B，然后穿过冷却部30。在另一实例中，第二反应器10B和冷却部30可经由具有小直径的管彼此连接以防止混合流体的回流。在又一实例中，第二反应器10B和冷却部30可在水平方向上彼此连接。
固体存储部14的内径布置成大于或等于输送部11的内径。即，当固体存储部14的内径布置成小于输送部11的内径时，无机固体S的团块可堵塞形成于固体存储部14的上端部分处的开口。
固体存储部14包括用于检测积聚在底面14a上的无机固体S的积聚水平(高度)的积聚水平检测单元。在根据本实施方式的流体纯化设备中，使用常规的电容式料面传感器作为所述积聚水平检测单元。所述可编程定序器可配置成例如当从所述积聚水平检测单元传输的积聚水平数据达到预定上限时开启报警灯以提示操作人员进行清洁操作。
在其中液体废弃物W中包含的无机悬浮固体的浓度随时间相对稳定的情况下，可预先基于所述无机悬浮固体的平均浓度计算积聚的无机固体S达到所述积聚水平上限的平均时间。在此情况下，除了基于所述积聚水平检测单元的检测结果控制所述报警灯开启之外，所述可编程定序器还优选地配置成基于对应于所述平均时间加上一定量延迟时间的阈值时间控制所述报警灯开启。以此方式，例如，即使当所述积聚水平检测单元由于某些错误或者故障而未能精确地检测所述无机固体S的积聚水平时，也可在合适的时机开启所述报警灯。
在本实施方式的一个变形实施方式中，可省略第一反应器10A的阀部13并且在第一反应器10A上侧处的输送部11可直接连接至在第一反应器10A下侧处的固体存储部14。然而，通过在输送部11和固体存储部14之间布置阀部13可改善可维护性。
图3为根据其中输送部11直接连接至固体存储部14的变形实施方式的预热部9和第一反应器11A的纵截面图。在图3中，输送部11和固体存储部14通过两个法兰F彼此连接。通过将钳入该两个法兰F中的螺栓(未示出)拔出，可将包括所述法兰F之一的固体存储部14从包括所述法兰F的另一个的输送部11拆卸。然后，在从拆卸的固体存储部14除去无机固体S之后，可将固体存储部14再一次连接至输送部11以完成清洁操作。虽然这些程序自身可相对容易地进行，但是降低反应器10内压力的过程可为相当繁重的。即，由于在操作期间将反应器10内的压力升高至高压，固体存储部14可能无法以此状态从输送部11拆卸。为了拆卸固体存储部14，首先，必须停止所述流体纯化设备的操作，并且必须逐渐排放反应器10和冷却部30内的混合流体M，使得可将反应器10内的压力降低至大气压。即，为了进行用于从反应器10除去无机固体S的清洁操作，必须停止所述流体纯化设备的操作并且这可降低所述流体纯化设备的可维护性。
另一方面，在其中所述流体纯化设备中使用如图2中所示的反应器10的情况下，当进行清洁操作时不必停止所述设备的操作。具体地，如图2中所示，在本实施方式的反应器10中，在固体存储部14的上端附近布置开放管(open pipe)14b，并且存储部开放阀(open valve)16连接至该开放管14b。存储部开放阀16通常是关闭的。然而，当进行清洁操作时，首先，手动关闭阀部13的阀，使得输送部11和固体存储部14可彼此隔离以形成独立空间。然后，可打开存储部开放阀16以排放容纳在固体存储部14中的混合流体M，使得固体存储部14内的压力可降低至大气压。此时，固体存储部14形成完全独立于输送部11的空间。因此，即使当固体存储部14内的压力降低时，也可将输送部11内的压力保持为高压(即，输送部11内的压力可保持不变)。然后，将穿过阀部13的法兰和固体存储部14的法兰插入的螺栓移除，使得可将固体存储部14从阀部13拆卸。
图4说明其中将固体存储部14从阀部13拆卸的第一反应器10A。当将固体存储部14从阀部13拆卸时，输送部11内产生的无机固体S积聚在阀部13的阀处。在将无机固体S从固体存储部14除去之后，操作人员将固体存储部14固定至阀部13并且将增压泵17(参见图1)连接至存储部开放阀16。增压泵17用于将空气送入固体存储部14中，使得可将固体存储部14内的压力升高至等于输送部11内的压力。然后，在关闭存储部开放阀16之后，将阀部13的阀打开。以此方式，输送部11可经由阀部13重新连接至固体存储部14，并且积聚在阀部13的阀处的无机固体S可沉降和积聚在固体存储部14处。使用这样的构造，可在不停止所述流体纯化设备的操作的情况下进行清洁操作。
图5为根据一个优选实施方式的流体纯化设备的第一反应器10A的纵截面图。在图5中，在输送部11的法兰F和阀部13的上部法兰F之间布置用于改善气密性的垫圈G。而且，在阀部13的下部法兰F和固体存储部14的法兰F之间布置用于改善气密性的垫圈G。使用具有高耐热性的金属垫圈作为垫圈G。因此，即使第一反应器10A在高温下操作，垫圈G也可相对长时间地改善反应器10A的气密性。
在另一优选实施方式中，可使用可移除的管接头(连接器，coupling)来连接阀部13和固体存储部14。这样的管接头优选地包括由具有高耐热性的金属制成的箍和接头主体。
下文中，描述根据第二实施方式的流体纯化设备。注意，除非另有说明，第二实施方式的流体纯化设备的构造可与上述第一实施方式的基本上相同并且相同的附图标记用于表示对应的组件。
根据第二实施方式的流体纯化设备的反应器10仅包括第一反应器10A，但是不包括第一实施方式的第二反应器10B。即，根据第二实施方式的流体纯化设备仅具有一个反应器。虽然将该反应器称为“第一反应器10A”可能在通常情况下是不合适的，但是出于有利于与先前描述的第一实施方式比较的目的而使用这样的术语。
图6为根据第二实施方式的流体纯化设备的预热部9和反应器10的纵截面图。如在先前描述的实施方式中那样，预热部9的管结构的上部具有固定至其外壁的预热装置5并且配置成对进入预热部9的氧化剂或液体废弃物进行预热。在预热部9的该上部的下方是插入到反应器10的输送部11中的插入管部。所述插入管部起到用于将液体废弃物W引入到输送部11中的引入管11c的作用。
输送部11在其上壁处形成有开口，并且引入管11c经由该开口插入到输送部11中。输送部11的所述开口起到用于接收被引入到输送部11中的液体废弃物W的接收口的作用。引入管11c的内部对应于第一输送部11A。而且，通过引入管11c的外壁和输送部11的内壁形成的管状空间对应于第二输送部11B。在图6中，第二输送部11B通过剖面线表示。
第二输送部11B的上端部分连接至用于将经纯化流体从第二输送部11B排放的排放管37。连接输送部11和排放管37的该部分对应于用于将经纯化流体排放到反应器10之外的排放口11a。排放口11a位于高于引入管11c下端的位置处。
在位于引入管11c内部的第一输送部11A处，来自预热部9的混合流体M以竖直方向从上侧向下侧移动。在混合流体M以此方式在第一输送部11A内输送的同时，第一加热器12经由输送部11的壁、第二输送部11B内的混合流体M以及引入管11c的壁加热第一输送部11A内的混合流体M。而且，在本实施方式的流体纯化设备中，由第二输送部11B内的混合流体M中包含的有机物质的氧化产生的热被用于加热容纳在第一输送部11A内的混合流体M。即，第二输送部11B内产生的氧化热经由引入管11c的壁传播至第一输送部11A内的混合流体M，从而加热第一输送部11A内的混合流体M。
在第一输送部11A内被加热的混合流体M通过其中包含的水从液体转变为超临界水或高温高压蒸气而体积增加，并且无机悬浮固体从水沉淀出来作为无机固体S。沉淀的无机固体S与转变为超临界水或高温高压蒸气的混合流体M一起从引入管11c的下端进入第三输送部11C。然后，由于在固体存储部14处未布置出口，混合流体M的移动方向反转。因此，经由包围引入管11c下端的环形开口进入第三输送部11C的混合液体M改变其路线并且从第三输送部11C向第二输送部11B移动。如在先前描述的实施方式中那样，本实施方式的第二输送部11B包括用于加速有机物质的氧化分解的催化剂。因此，当所述混合流体进入第二输送部11B时，第二输送部11B内的催化剂加速了混合流体M内包含的有机物质的氧化分解。在进行这样的氧化分解的同时，已经进入第二输送部11B的混合流体M以竖直方向从下侧向上侧移动。然后，混合流体M经由排放口11a从第二输送部11B排放以进入排放管37。
根据本发明的一个方面，反应器10具有在竖直方向上以直线延伸的简单结构，使得例如，在所述流体纯化设备中可容许更大的布局设计灵活性。而且，在输送部11中，在使混合流体M经由引入管11c以竖直方向从上侧向下侧朝着固体存储部14移动之后，混合流体M的移动方向在固体存储部14附近突然改变，使得无机固体S可从混合流体M分离。
下文中，描述根据第三实施方式的流体纯化设备。注意，除非另有说明，第三实施方式的流体纯化设备的构造可与先前描述的实施方式的那些基本上相同，并且相同的附图标记用于表示对应的组件。
图7为根据第三实施方式的流体纯化设备的总体构造的示意图。如在第二实施方式中那样，根据第三实施方式的流体纯化设备的反应器10仅包括第一反应器10A。图8为根据第三实施方式的流体纯化设备的反应器10A的纵截面图。如图8中所示，本实施方式的反应器10A不包括阀部，并且固体存储部14经由接头连接至第三输送部11C。
在本实施方式的第一反应器10A中，引入管11c的外壁被催化剂层11c-1覆盖，所述催化剂层11c-1由引起有机物质的氧化分解的催化材料制成。而且，输送部11的管结构的面对引入管11c的内壁部分被催化剂层11Be覆盖，所述催化剂层11Be也由所述催化材料制成。在本实施方式中，催化剂层11c-1和11Be包括作为所述催化材料的Pb。
使用这样的构造，已经从第三输送部11C进入第二输送部11B的混合流体M与催化剂层11c-1和11Be接触并且结果，引起混合流体M中包含的有机物质的氧化分解。在进行这样的氧化分解的同时，混合流体M向排放口11a移动。根据本实施方式的一个方面，混合流体M中包含的有机物质可通过这样的催化剂作用而被有效地分解，使得可不必使用第二反应器来引起有机物质进一步的氧化分解。而且，如上所述，通过在第二输送部11B内引起有机物质的氧化分解，可由所述氧化分解产生热，并且所产生的热可用于加热容纳在第一输送部11A内的混合流体M。而且，通过使用催化剂层11c-1和11Be作为催化剂，可使用相对少量的催化材料有效地引起有机物质的氧化分解。进一步地，通过将催化剂层11c-1和11Be分别沿着引入管11c的外周和输送部11的管结构的内周布置，并且使用催化剂层11c-1和11Be作为催化剂，例如，在设计反应器10的形状时可容许更大的灵活性。
下文中，描述根据第三实施方式的流体纯化设备的示例性变形实施方式。注意，除非另有说明，以下变形实施方式的流体纯化设备的构造可与第三实施方式的基本上相同。
(第一变形实施方式)
图9为根据第一变形实施方式的反应器10的纵截面图。在图9中，第一反应器10A的引入管11c为与预热部9分开的元件。进一步地，液体废弃物接收部9a和氧化剂接收部9b直接连接至第一反应器10A的第一输送部11A。在本实施方式中，液体废弃物W和氧化剂H分别经由液体废弃物接收部9a和氧化剂接收部9b引入到第一输送部11A中，并且在第一输送部11A内彼此混合以变成混合流体M。即，液体废弃物W和氧化剂H在引入到第一反应器10A中之后彼此混合。
虽然在图9中未示出所述预热部的预热装置，所述预热装置可布置在液体废弃物接收部9a和氧化剂接收部9b之一或两者处。替代地，在其中待处理的液体废弃物W具有相对高浓度有机物质使得混合流体M可通过由所述有机物质的氧化分解所产生的热充分加热至期望温度的情况下，可省略所述加热装置。
而且，在本实施方式中，起到分隔部件作用的引入管11c由作为耐腐蚀材料的Ti制成。进一步地，如在先前描述的实施方式中那样，在引入管11c的外周上布置催化剂层11c-1和在输送部11的管结构的内周上布置催化剂层11Be。
(第二变形实施方式)
根据第二变形实施方式的流体纯化设备是上述第一变形实施方式的变型并且除了下述特征之外具有与第一变形实施方式类似的构造。
图10为根据第二变形实施方式的流体纯化设备的反应器10的纵截面图。在图10中，第一反应器10A不含催化剂层11c-1和11Be。替代地，第一反应器10A包括多个催化剂颗粒11d和催化剂保持网11f。
催化剂保持网11f布置成与引入管11c和输送部11的管结构之间的空间的横截面形状对应的环形。催化剂保持网11f布置成具有多个网孔并且固定至第二输送部11B的底端部分。以此方式，第三输送部11C内的混合流体M可容易地穿过催化剂保持网11f以进入第二输送部11B。
第二输送部11B填充有通过催化剂保持网11f保持的多个催化剂颗粒11d。以此方式，在混合流体M从第三输送部11C输送至第二输送部11B的同时，催化剂颗粒11b可被保持在第二输送部11B内。
催化剂保持网11f可为，例如，通过将由作为耐腐蚀材料的Ti制成的细丝编织在一起而产生的Ti金属网。催化剂颗粒11d可通过，例如，在颗粒基材的表面上涂覆由催化材料制成的催化剂层而产生。替代地，催化剂颗粒11d可完全由催化材料制成。例如，可使用MnO2的颗粒作为催化剂颗粒11d。已经进入第二输送部11B的混合流体M穿过催化剂颗粒11d之间形成的小的间隙并且向着排放口11a移动。
根据本实施方式的一个方面，通过使用催化剂颗粒11d作为催化剂代替催化剂层，与第一变形实施方式相比，在第二输送部11B内混合流体M可以提高的频率与催化剂接触(即，在穿过第二输送部11B时与催化剂接触的总面积可增加)，使得可更有效地引起有机物质的氧化分解。
(第三变形实施方式)
根据第三变形实施方式的流体纯化设备是上述第二变形实施方式的变型并且除了下述特征之外具有与第二变形实施方式类似的构造。
图11是根据第三变形实施方式的流体纯化设备的反应器10的纵截面图。在图11中，将引入管11c的长度布置成比第二变形实施方式的长。结果，第二输送部11B的体积增加，同时第三输送部11C的体积降低。然而，注意，催化剂保持网11f的位置(在管长方向上的位置)布置成与第二变形实施方式相同。以此方式，从混合流体M进入第二输送部11B的位置到混合流体M与催化剂保持网11f接触的位置的距离(称作“网前距离”)与第二变形实施方式相比可增加。
如上所述，已经以竖直方向从上侧向下侧移动穿过第一输送部11A并且已经进入第三输送部11C的混合流体M突然改变其移动方向进入第二输送部11B。此时，混合流体M中包含的大多数固体从混合流体M分离并且通过重力向固体存储部14沉降。然而，少量固体可被混合流体M抛起并且暂时与混合流体M一起以竖直方向从下侧向上侧移动以进入第二输送部11B。当这样的固体与催化剂保持网11f接触时，它们可粘至催化剂保持网11f的表面并且堵塞网孔。
在本实施方式中，网前距离增加，使得在混合流体M沿着网前距离移动的同时，已经与混合流体M一起进入第二输送部11B的少量固体可沉降。以此方式，可防止催化剂保持网11f的堵塞。
(第四变形实施方式)
根据第四变形实施方式的流体纯化设备为上述第二变形实施方式的变型并且除了下述特征之外具有与第二变形实施方式类似的构造。
图12为根据第四变形实施方式的流体纯化设备的反应器10的纵截面图。在图12中，第一反应器10A不具有引入管。替代地，本实施方式的第一反应器10A包括分隔板11g。分隔板11g固定至输送部11的管结构的顶部并且在所述管结构的长度方向上延伸以将输送部11的上部部分划分为两个单独的空间。即，分隔板11g将输送部11的上部部分划分为第一输送部11A和第二输送部11B。
使用这样的构造，与第二变形实施方式相比可简化第一反应器10A的结构，同时仍然使得能够将混合流体M中包含的固体分离并且存储在固体存储部14中。
(第五变形实施方式)
根据第五变形实施方式的流体纯化设备是上述第二变形实施方式的变型并且除了下述特征之外具有与第二变形实施方式类似的构造。
图13为根据第五变形实施方式的流体纯化设备的反应器10的纵截面图。在图13中，第一反应器10A的引入管11c布置成截锥形状而不是圆柱形状。即，第一输送部11A的内部空间布置成其横截面积从流体输送方向的上游侧向下游侧变得逐渐更大的截锥形状。
引入管11c的内周相对于混合流体M在第一输送部11A内的移动方向为倒锥形的。使用这样的构造，混合流体M中包含的固体与引入管11c的接触负载与第二变形实施方式相比可降低，使得固体可不太可能沉积在引入管的内壁上。以此方式，可防止固体附着至引入管11c的内壁。
(第六变形实施方式)
根据第六变形实施方式的流体纯化设备为上述第五变形实施方式的变型并且除了下述特征之外具有与第五变形实施方式类似的构造。
图14为根据第六变形实施方式的流体纯化设备的反应器10的纵截面图。在图14中，第一反应器10A包括导出管11h代替引入管。导出管11h布置成倒截锥形状并且起到将输送部11的上部部分的内部空间划分成两个单独空间的分隔部件的作用。注意，本实施方式中的所述两个空间之间的位置关系与第五变形实施方式中的不同。具体地，在本实施方式中，第一输送部11A对应于在导出管11h的外壁和输送部11的管结构的内壁之间形成的空间。第二输送部11B对应于导出管11h的内部空间。
在位于导出管11h外侧的第一输送部11A中，混合流体M以竖直方向从上侧向下侧移动以进入第三输送部11C，同时引起其中包含的固体物质(无机固体)沉降在固体存储部14处。然后，混合流体M的移动方向实质上反转，使得混合流体以竖直方向从下侧向上侧移动以进入位于导出管11h内侧的第二输送部11B。然后，在穿过催化剂保持网11f之后，混合流体M穿过催化剂颗粒11d之间形成的小的间隙以向排放口11a移动。
导出管11h的内周相对于混合流体M在第二输送部11B内的移动方向为倒锥形的。使用这样的构造，混合流体M中包含的固体与导出管11h的接触负载可降低，使得固体可不太可能沉积在导出管的内壁上。以此方式，可防止固体附着至导出管11h的内壁。
(第七变形实施方式)
根据第七变形实施方式的流体纯化设备为上述第一变形实施方式的变型并且除了下述特征之外具有与第一变形实施方式类似的构造。
图15为根据第七变形实施方式的流体纯化设备的反应器10的纵截面图。在图15中，第一反应器10A除了分别布置在引入管11c的外周和输送部11的管结构的内周上的催化剂层11c-1和11Be之外，还包括布置在引入管11c内周上的催化剂层11c-2。
使用这样的构造，混合流体M可在第一输送部11A内与催化剂接触，使得与第一变形实施方式相比，容纳在第一输送部11A内的混合流体M中包含的有机物质的氧化分解可加速。
注意，前述实施方式仅是说明性的并且不应被解释为限制所要求保护的本发明的范围。即，本发明不限于这些实施方式，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行各种变型和改进。
下文中，描述本发明的各种模式以及它们的特征性特征和有益效果。
(模式A)
根据模式A，流体纯化设备包括对包含有机物质的待纯化流体进行纯化的反应器(例如，反应器10)，所述反应器配置成将氧化剂与所述流体混合，同时对所述流体进行加热和加压以引起所述有机物质的分解。所述反应器包括：第一输送部(例如，第一输送部11A)，其从外部接收所述流体并且将所述流体以竖直方向从上侧向下侧输送，同时对所述流体进行加热和加压并且将所述流体与所述氧化剂混合；第二输送部(例如，第二输送部11B)，其接收已经穿过所述第一输送部的流体并且将所述流体以竖直方向从下侧向上侧输送；分隔部件(例如，引入管11c)，其至少将所述反应器的上部分隔成所述第一输送部和所述第二输送部；和固体存储部(例如，固体存储部14)，其与所述第一输送部和所述第二输送部连通并且相对于竖直方向布置在所述分隔部件下方，所述固体存储部配置成接收当将所述流体输送通过所述第一输送部和所述第二输送部时沉降的包含在所述流体中的固体物质。
(模式B)
根据模式B，在模式A的流体纯化设备中，在所述第一输送部和所述第二输送部的至少一个内布置用于加速所述有机物质的氧化分解的催化剂。
(模式C)
根据模式C，在模式A或B的流体纯化设备中，在所述第二输送部内布置用于加速所述有机物质的氧化分解的催化剂。使用这样的构造，在所述第二输送部内可更可靠地引起包含在所述流体中的有机物质的氧化分解。
(模式D)
根据模式D，在模式A-C任一项的流体纯化设备中，所述固体存储部布置成从包括所述第一输送部和所述第二输送部的所述反应器的主体部可拆卸的。使用这样的构造，当进行用于清洁所述反应器的清洁操作时，可不必停止所述流体纯化设备的操作。
(模式E)
根据模式E，在模式A-D任一项的流体纯化设备中，布置用于将所述流体引入到所述第一输送部中的引入管(例如，引入管11c)，其从所述第一输送部的上端壁以竖直方向向下突出；并且在高于布置在所述第一输送部内的所述引入管下端的位置处布置用于排放已经输送穿过所述第二输送部的流体的排放口(例如，排放口11a)。使用这样的构造，可将所述反应器布置成在竖直方向上以直线延伸的简单结构，使得可提高布局设计灵活性。进一步地，在所述反应器的所述主体部(例如，输送部11)内，在所述流体以竖直方向从上侧向下侧朝着固体存储部移动穿过引入管11c之后，所述流体的移动方向可在所述固体存储部附近突然改变，使得所述流体中包含的固体物质(例如，无机固体)可与所述流体分离。
(模式F)
根据模式F，在模式D的流体纯化设备中，所述固体存储部布置成在竖直方向上延伸的管结构并且所述固体存储部通过接头连接至所述反应器的所述主体部。使用这样的构造。通过操纵所述接头，可将其中积聚有固体物质(例如，无机固体)的固体存储部容易地从所述反应器的所述主体部拆卸。
(模式G)
根据模式G，在模式F的流体纯化设备中，所述反应器的所述主体部和所述固体存储部经由阀部(例如，阀部13)连接。使用这样的构造，在所述流体纯化设备处于操作中时，可容易地将所述反应器的下端部(例如，固体存储部14)从所述反应器的主体部拆卸以进行清洁。
(模式H)
根据模式H，模式G的流体纯化设备进一步包括用于降低所述固体存储部内的压力的减压机构(例如，开放管14b和存储部开放阀16)；和用于提高所述固体存储部内的压力的增压机构(例如，开放阀14b、存储部开放阀16和增压泵17)。使用这样的构造，在使用所述阀部将所述固体存储部从所述反应器的所述主体部(例如，输送部11)隔离之后，可使所述固体存储部内的压力迅速升高/降低，使得可缩短清洁操作的持续时间。
(模式I)
根据模式I，模式A-H任一项的流体纯化设备包括对所述固体存储部内存储的固体物质的积聚水平进行检测的积聚水平检测单元。使用这样的构造，可基于所述积聚水平检测单元的检测结果确定用于清洁所述反应器的合适时机。
(模式J)
根据模式J，在模式G或H的流体纯化设备中，在所述反应器的所述主体部和所述阀部之间布置第一金属垫圈(例如，垫圈G)，和在所述阀部和所述固体存储部之间布置第二金属垫圈(例如，垫圈G)。使用这样的构造，即使所述反应器在高温下操作，也可通过所述金属垫圈而长时间地保持所述反应器的气密性。
本申请基于2012年8月17日提交的日本专利申请No.2012-180910和2013年6月10日提交的日本专利申请No.2013-121706并且要求它们的优先权，将它们的全部内容引入本文作为参考。

Claims (10)

1.流体纯化设备，包括：
对包含有机物质的待纯化流体进行纯化的反应器，所述反应器配置成将氧化剂与所述流体混合，同时对所述流体进行加热和加压以引起所述有机物质的分解；
其中所述反应器包括
第一输送部，其从外部接收所述流体并且将所述流体以竖直方向从上侧向下侧输送，同时对所述流体进行加热和加压并且将所述流体与所述氧化剂混合；
第二输送部，其接收已经穿过所述第一输送部的流体并且将所述流体以竖直方向从下侧向上侧输送；
分隔部件，其至少将所述反应器的上部分隔成所述第一输送部和所述第二输送部；和
固体存储部，其与所述第一输送部和所述第二输送部连通并且相对于竖直方向布置在所述分隔部件下方，所述固体存储部配置成接收当将所述流体输送穿过所述第一输送部和所述第二输送部时沉降的包含在所述流体中的固体物质。
2.权利要求1的流体纯化设备，其中
在所述第一输送部和所述第二输送部的至少一个内布置用于加速所述有机物质的氧化分解的催化剂。
3.权利要求1的流体纯化设备，其中
在所述第二输送部内布置用于加速所述有机物质的氧化分解的催化剂。
4.权利要求1的流体纯化设备，其中
所述固体存储部布置成从包括所述第一输送部和所述第二输送部的所述反应器的主体部可拆卸的。
5.权利要求1的流体纯化设备，其中
布置用于将所述流体引入到所述第一输送部中的引入管，其从所述第一输送部的上端壁以竖直方向向下突出；和
在高于布置在所述第一输送部内的所述引入管下端的位置处布置用于排放已经输送穿过所述第二输送部的流体的排放口。
6.权利要求4的流体纯化设备，其中
所述固体存储部布置成在竖直方向上延伸的管结构并且所述固体存储部通过接头连接至所述反应器的所述主体部。
7.权利要求6的流体纯化设备，其中
所述反应器的所述主体部和所述固体存储部经由阀部连接。
8.权利要求7的流体纯化设备，进一步包括：
用于降低所述固体存储部内的压力的减压机构；和
用于提高所述固体存储部内的压力的增压机构。
9.权利要求1的流体纯化设备，进一步包括：
对所述固体存储部内存储的固体物质的积聚水平进行检测的积聚水平检测单元。
10.权利要求7的流体纯化设备，其中
在所述反应器的所述主体部和所述阀部之间布置第一金属垫圈，和在所述阀部和所述固体存储部之间布置第二金属垫圈。
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