CN104402106B - 一种用于超临界污水处理反应釜的喷嘴结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于超临界污水处理反应釜的喷嘴结构，其由压紧接头、上部法兰、套筒、芯管、喷嘴及燃烧室构成，在反应釜顶部的端盖上固装所述上部法兰，芯管同轴固装于套筒内部后纵向安装于上部法兰的中心内，压紧接头螺纹安装于上部法兰并将套筒压紧固定，芯管与套筒之间形成密闭空间，套筒与上部法兰之间留有氧化剂通道，芯管穿出套筒的下端部螺纹固定安装喷嘴，喷嘴外周的反应釜端盖上设置有燃烧室，在压紧接头制有纵向的燃料入口，上部法兰制有氧化剂入口，该氧化剂入口与所述氧化剂通道连通。本发明设计科学合理，具有结构简单、拆装方便，易于检修和维护的突出优点，是一种具有较高创新性的超临界污水处理反应釜的喷嘴结构。

Description

一种用于超临界污水处理反应釜的喷嘴结构
技术领域
本发明涉及环保技术领域的超临界污水处理反应釜，特别是一种用于超临界污水处理反应釜的喷嘴结构。
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，氧气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，预热的废水和氧化剂在流经孔道过程中产生大量的热量损失，降低了废水与氧化剂的温度，同时管道产生热变形，改变废水和氧化剂流体的流动规律。
中国发明专利201110121463.X中公开了一种利用辅助燃料补给热量的超临界水氧化反应器，其主要由釜体、端盖及多孔蒸发壁构成，在端盖上安装有燃料芯管，并制有热空气入口，釜体底部制有盐排出口，其利用辅助燃料补给反应所需热量，无需在反应釜外高温加热，解决超临界水反应系统经济性问题。该发明为采用在端盖下表面设置冷却环槽的方式，来解决辅助燃料、氧化剂与物料在釜体内端盖下表面产生高温燃烧区的问题。但其仍然存在结构复杂，安装费时费力，无法维修维护的问题，且芯管在高温情况下极易变形损坏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、拆装方便，易于检修和维护的用于超临界污水处理反应釜的喷嘴结构。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种用于超临界污水处理反应釜的喷嘴结构，其特征在于：由压紧接头、上部法兰、套筒、芯管、喷嘴及燃烧室构成，在反应釜顶部的端盖上固装所述上部法兰，芯管同轴固装于套筒内部后纵向安装于上部法兰的中心，压紧接头螺纹安装于上部法兰并将套筒压紧固定，芯管与套筒之间形成密闭空间，套筒与上部法兰之间留有氧化剂通道，芯管穿出套筒的下端部螺纹固定安装喷嘴，喷嘴外周的反应釜端盖上设置有燃烧室，在压紧接头制有纵向的燃料入口，上部法兰制有氧化剂入口，该氧化剂入口与所述氧化剂通道连通。
而且，所述的套筒上部外周制有倒锥形卡台，上部法兰相应制有锥形卡台，套筒与上部法兰通过压紧接头实现锥面密封。
而且，所述的芯管外壁间隔制有多个与套筒内壁顶触的环状台肩。
而且，所述的喷嘴外壁圆周均匀间隔制有多个与燃烧室内壁顶触的支撑凸台。
本发明的优点和有益效果为：
1、本用于超临界污水处理反应釜的喷嘴结构，套筒与芯管采用焊接方式同轴固装连接，喷嘴与芯管螺纹连接，整个结构插入上部法兰内，拧紧压紧接头将套筒与上部法兰锥面密封，只需拧下压紧接头，即可取出整个结构，此安装结构非常方便快捷。
2、本用于超临界污水处理反应釜的喷嘴结构，芯管外表面与套筒内表面形成密闭的空隙，当预热的燃料流经芯管细长小孔时，可以有效地减少与外界的热交换，避免热量损失。
3、本用于超临界污水处理反应釜的喷嘴结构，芯管外壁间隔制有多个与套筒内壁顶触的环状台肩，喷嘴外壁圆周均匀间隔制有多个与燃烧室内壁顶触的支撑凸台，此结构降低了芯管震动的幅度，有利于保持燃料流动的稳定性。
4、本发明设计科学合理，具有结构简单、拆装方便，易于检修和维护的突出优点，是一种具有较高创新性的超临界污水处理反应釜的喷嘴结构。
附图说明
图1为本发明的结构示意图(剖视图)；
图2为本发明的喷嘴部分的结构示意图。
附图标记说明：
1-压紧接头、2-上部法兰、3-套筒、4-芯管、5-喷嘴、6-燃烧室、7-氧化剂通道、8-环状台肩、9-氧化剂入口、10-燃料入口、11-支撑凸台。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种用于超临界污水处理反应釜的喷嘴结构，其由压紧接头1、上部法兰2、套筒3、芯管4、喷嘴5及燃烧室6构成，在反应釜顶部的端盖上固装所述上部法兰，芯管同轴固装于套筒内部后纵向安装于上部法兰的中心，压紧接头螺纹安装于上部法兰并将套筒压紧固定，芯管与套筒之间形成密闭空间，当预热的燃料流经芯管细长小孔时，可以有效地减少与外界的热交换，避免热量损失。套筒与上部法兰之间留有氧化剂通道7，芯管穿出套筒的下端部螺纹固定安装喷嘴，喷嘴外周的反应釜端盖上设置有燃烧室，在压紧接头制有纵向的燃料入口10，燃料为10-40％wt的甲醇、丁醇水溶液等这些醇类燃料。上部法兰制有氧化剂入口9，氧化剂为氧气、空气、臭氧、双氧水中的一种或一种以上的混合物。该氧化剂入口与所述氧化剂通道连通。
套筒上部外周制有倒锥形卡台，上部法兰相应制有锥形卡台，套筒与上部法兰通过压紧接头实现锥面密封。套筒与芯管采用焊接方式同轴固装连接，喷嘴与芯管螺纹连接，整个结构插入上部法兰内，拧紧压紧接头将套筒与上部法兰锥面密封，只需拧下压紧接头，即可取出整个结构，此安装结构非常方便快捷。
芯管外壁间隔制有多个与套筒内壁顶触的环状台肩8。喷嘴外壁圆周均匀间隔制有多个与燃烧室内壁顶触的支撑凸台11。此结构降低了芯管震动的幅度，有利于保持燃料流动的稳定性。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (4)

1.一种用于超临界污水处理反应釜的喷嘴结构，其特征在于：由压紧接头、上部法兰、套筒、芯管、喷嘴及燃烧室构成，在反应釜顶部的端盖上固装所述上部法兰，芯管同轴固装于套筒内部后纵向安装于上部法兰的中心内，压紧接头螺纹安装于上部法兰并将套筒压紧固定，芯管与套筒之间形成密闭空间，套筒与上部法兰之间留有氧化剂通道，芯管穿出套筒的下端部螺纹固定安装喷嘴，喷嘴外周的反应釜端盖上设置有燃烧室，在压紧接头制有纵向的燃料入口，上部法兰制有氧化剂入口，该氧化剂入口与所述氧化剂通道连通。
2.根据权利要求1所述的用于超临界污水处理反应釜的喷嘴结构，其特征在于：所述的套筒上部外周制有倒锥形卡台，上部法兰相应制有锥形卡台，套筒与上部法兰通过压紧接头实现锥面密封。
3.根据权利要求1所述的用于超临界污水处理反应釜的喷嘴结构，其特征在于：所述的芯管外壁间隔制有多个与套筒内壁顶触的环状台肩。
4.根据权利要求1所述的用于超临界污水处理反应釜的喷嘴结构，其特征在于：所述的喷嘴外壁圆周均匀间隔制有多个与燃烧室内壁顶触的支撑凸台。
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