CN108557979B - 一种用于超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放装置，包括筒体，筒体上方设有上封头，下方设有下封头，上封头、筒体和下封头组成泄放腔体；在上封头上布置排气口，下封头底部设置排污口，在筒体的底部设有泄放管道，泄放管道管壁上密布泄放孔，且泄放孔的泄放面积远大于泄放管道的截面面积；使用时，高温高压泄放流体经泄放管道入口进入泄放管道，经泄放管道上密布的泄放孔泄放至筒体内，与筒体内处于正常液位的常温水混合进行热交换。本装置能够避免高温高压流体泄放过程产生的水击，实现泄放介质的及时、安全地降温、降速及回收再处理等功能，保障超临界水氧化系统的安全运行。

Description

一种用于超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放装置
技术领域
本发明属于超临界水氧化系统的事故泄放技术领域，具体涉及一种用于超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放装置。
背景技术
超临界水氧化技术具有反应迅速彻底、无二次污染、经济性高等优点，被广泛应用于各种有毒、难降解废水及固废处理领域。由于超临界水氧化处理系统的高温高压操作条件，在运行过程中会因物料性质变化、运行操作失误或突然停水、停电等紧急情况而导致系统内部压力超限，系统超压保护装置随即启用，对系统内部高温高压流体进行泄放。
超临界水氧化处理系统超压保护装置启用后，高温高压流体如经泄放管道直接对空泄放，高温高压流体的喷射会给安全生产带来极大隐患，甚至会引发爆炸事故，造成巨大的损失；同时，紧急泄放的高温高压流体中因含有未反应完全的有毒有害物质，会导致严重的环境污染问题；高温高压流体在紧急泄放时，泄放介质具有温度高、流速快、瞬时流量大等特点，当其与冷却水混合时，会产生水击现象，泄压管路将产生较大的震动，影响设备安全；泄放管道弯曲、交叉布置时，泄放流体对管道冲击大、泄放不流畅，且泄放管道出口流通面积小于泄放装置口径或喉径时，会由于流通面积不足而发生阻塞现象。
因此，开发一种使超临界水氧化处理系统高温高压流体得到及时、安全、可回收再处理的泄放装置对于人民生命财产安全及系统安全运行具有重大的意义。
发明内容
为了克服上述超临界水氧化系统高温高压流体紧急泄放过程存在的难题，本发明的目的在于提供一种用于超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放装置，该装置结构设计合理，能够避免高温高压流体泄放过程产生的水击，实现泄放介质的及时、安全地降温、降速及回收再处理等功能，保障超临界水氧化系统的安全运行。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明公开的一种用于超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放装置，包括筒体，筒体上方设有上封头，下方设有下封头，上封头、筒体和下封头组成泄放腔体；在上封头上布置排气口，下封头底部设置排污口，在筒体的底部设有泄放管道，泄放管道管壁上密布泄放孔，且泄放孔的泄放面积远大于泄放管道的截面面积；使用时，高温高压泄放流体经泄放管道入口进入泄放管道，经泄放管道上密布的泄放孔泄放至筒体内，与筒体内处于正常液位的常温水混合进行热交换。
优选地，在筒体顶部设有多孔喷淋管道，喷淋水经喷淋水入口进入多孔喷淋管道，经多孔喷淋管道上开设的喷淋孔喷入筒体内，对经由泄放管道泄放的高温高压泄放流体进行降温。
优选地，还包括设置在多孔喷淋管道下方的布水器，喷淋水经多孔喷淋管道上的喷淋孔喷出后，再经布水器均布后均匀淋入筒体内对高温高压泄放流体进行降温。
优选地，还包括设置在筒体底部用于冲洗下封头和排污口的冲洗管道，冲洗水经冲洗水入口进入冲洗管道。
优选地，在泄放腔体上还设有防爆泄压装置。
进一步优选地，防爆泄压装置采用安全阀、爆破片或防爆门。
优选地，泄放管道为一根或多根。
优选地，高温高压泄放流体先经泄放管道泄放，再经泄放孔泄放，最后进入筒体内泄放；
泄放过程中，高温高压泄放流体泄放时历经的流道面积逐级扩大，流道面积：筒体空间面积＞泄放孔总面积＞泄放管道横截面积。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的用于超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放装置，在进行高温高压流体紧急泄放时流速采用逐级降低方式进行泄放，高温高压流体经泄放管道上密布的大量泄放孔，泄放孔的泄放面积远大于泄放管道的截面面积，泄放管道内的高温高压流体经泄放孔泄放使流速降低；高温高压流体经泄放孔后进入筒体后，与筒体内部处于正常液位的常温水进行换热，由于水的缓冲作用使流速进一步降低，同时筒体内正常液位的常温水水量，保证了泄放流体的高温物料与常温水混合后，其温度在沸点以下，避免泄放流体大量汽化。本发明的泄放装置针对超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放流体的特点进行了针对性设计，能够避免高温高压流体泄放过程产生的水击，实现泄放介质的及时、安全地降温、降速及回收再处理等功能，保障超临界水氧化系统的安全运行。
进一步地，本发明采用流道面积逐级扩大方式，即在泄放过程中，高温高压泄放流体泄放时历经的流道面积逐级扩大：筒体空间面积＞泄放孔总面积＞泄放管道横截面积。可有效降低高温高压流体流速，避免流体流速急剧改变而导致水击现象发生。
进一步地，本发明充分考虑了高温高压流体泄放瞬间由于气体排泄不畅对泄放装置产生的超压问题，在泄放腔体上设置有防爆泄压装置，以避免超压产生的容器或设备爆炸问题。
进一步地，本发明充分考虑了超临界水氧化系统高温高压流体紧急泄放时产生高温蒸汽及有害气体处理问题，采用分布有大量喷淋孔的喷淋管道对筒体内进行喷水，且喷淋水经喷淋孔流出后落入布水器使喷淋水在筒体内进行进一步均布后落下，增强对高温高压泄放流体产生的高温蒸汽及有害气体的洗涤和冷却效果。
进一步地，本发明充分考虑了超临界水氧化系统高温高压含固流体的固相沉积或堵塞问题，在排污口上方装有冲洗管道，在高温高压流体泄放完毕后对筒体下方的下封头及排污口进行冲洗。
附图说明
图1为本发明的用于超临界水氧化处理系统的高温高压流体事故泄放装置的结构示意图。
图中，1为防爆泄压装置，2上封头，3为筒体，4为下封头，5为冲洗管道，6为泄放管道，7为布水器，8为多孔喷淋管道，N1为冲洗水入口，N2为泄放管道入口，N3为喷淋水入口，N4为排气口，N5为排污口。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参照图1，本发明公开的用于超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放装置，包括：筒体3，筒体3上方设有上封头2，下方设有下封头4，上封头2、筒体3和下封头4组成泄放腔体；在上封头2上布置排气口N4，下封头3底部设置排污口N5，在筒体3的底部设有泄放管道6，泄放管道6管壁上密布大量泄放孔，且泄放孔的泄放面积远大于泄放管道6的截面面积。高温高压泄放流体经泄放管道入口N2进入泄放管道6，经泄放管道6上密布的大量泄放孔泄放至筒体3内，与筒体3内处于正常液位的常温水混合进行热交换。
优选地，所述泄放管道6可以设置1根或多根，管壁上分布有大量泄放孔；同时流道面积逐级扩大方式。高温高压泄放流体先经泄放管道泄放，再经泄放孔泄放，最后进入筒体内泄放；泄放过程中，高温高压泄放流体泄放时历经的流道面积逐级扩大，流道面积：筒体空间面积＞泄放孔总面积＞泄放管道横截面积。
优选地，所述筒体3上设置防爆泄压装1，防爆泄压装置1可以是安全阀或爆破片或防爆门或其他防爆泄压装置。
还包括设置在筒体3底部用于冲洗下封头4和排污口N5的冲洗管道5，冲洗水经冲洗水入口N1进入冲洗管道5，防止含固流体的固相沉积在下封头4内或堵塞排污口N5。
优选地，在筒体3顶部设有多孔喷淋管道8，喷淋水经喷淋水入口N3进入多孔喷淋管道8，经多孔喷淋管道8上开设的喷淋孔喷入筒体3内，对经由泄放管道6泄放的高温高压泄放流体进行降温；更进一步优选地，在多孔喷淋管道8下方设置布水器7，喷淋水经多孔喷淋管道8上的喷淋孔喷出后，再经布水器7均布后均匀淋入筒体3内，使喷淋水在筒体3内进行进一步均布后落下，对高温高压泄放流体进行洗涤、冷却。
本发明用于超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放装置，在工作时：
当超临界水氧化处理系统内部压力超限，系统超压保护装置随即启用，对系统内部高温高压流体进行泄放。在正常工作时，筒体3内部充有常温水保持一定液位，该液位的常温水量可保证高温泄放物料与常温水混合后，其温度降至沸点以下，避免泄放流体大量汽化；同时设置有防爆泄压装置1，以避免由于气体排泄不畅对泄放装置产生的超压而导致的容器或设备的爆炸问题；高温高压流体经泄放管道6上的大量泄放孔后进入筒体3内处于正常液位的常温水中，同时开启喷淋水对筒内降温，使筒内流体温度控制在一定范围内。控制排污口N5流速，使筒内液体液位始终维持在一定高度；高温高压流体泄放完毕后，打开排污口N5阀门对筒内流体进行排空，同时采用冲洗水经冲洗管道5对筒体3的下封头4和排污口N5进行冲洗；冲洗完毕后，再次对筒内进行冲水保持一定液位，使泄放装置回归正常准备状态。
综上所述，本发明充分考虑了超临界水氧化系统高温高压流体紧急泄放时内部含有的未反应完全的有毒、有害、难降解物质的收集，以利于收集后再处理，防止直接高温高压流体直接排放产生的环境污染问题。针对超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放流体的特点进行了特殊设计，能够避免高温高压流体泄放过程产生的水击，实现泄放介质的及时、安全地降温、降速及回收再处理等功能，保障超临界水氧化系统的安全运行。

Claims (4)

1.一种用于超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放装置，其特征在于，包括筒体(3)，筒体(3)上方设有上封头(2)，下方设有下封头(4)，上封头(2)、筒体(3)和下封头(4)组成泄放腔体；在上封头(2)上布置排气口(N4)，下封头(4 )底部设置排污口(N5)，在筒体(3)的底部设有泄放管道(6)，泄放管道(6)管壁上密布泄放孔，且泄放孔的泄放面积远大于泄放管道(6)的截面面积；使用时，高温高压泄放流体经泄放管道入口(N2)进入泄放管道(6)，经泄放管道(6)上密布的泄放孔泄放至筒体(3)内，与筒体(3)内处于正常液位的常温水混合进行热交换；
还包括设置在筒体(3)底部用于冲洗下封头(4)和排污口(N5)的冲洗管道(5)，冲洗水经冲洗水入口(N1)进入冲洗管道(5)；
该装置在进行高温高压流体紧急泄放时流速采用逐级降低方式进行泄放，高温高压泄放流体先经泄放管道泄放，再经泄放孔泄放，最后进入筒体内泄放，泄放管道内的高温高压流体经泄放孔泄放使流速降低，高温高压流体经泄放孔后进入筒体后，与筒体内部处于正常液位的常温水进行换热，由于水的缓冲作用使流速进一步降低，实现逐级降低；
泄放过程中，高温高压泄放流体泄放时历经的流道面积逐级扩大，流道面积：筒体空间面积＞泄放孔总面积＞泄放管道横截面积；
在筒体(3)顶部设有多孔喷淋管道(8)，喷淋水经喷淋水入口(N3)进入多孔喷淋管道(8)，经多孔喷淋管道(8)上开设的喷淋孔喷入筒体(3)内，对经由泄放管道(6)泄放的高温高压泄放流体进行降温；还包括设置在多孔喷淋管道(8)下方的布水器(7)，喷淋水经多孔喷淋管道(8)上的喷淋孔喷出后，再经布水器(7)均布后均匀淋入筒体内对高温高压泄放流体进行降温。
2.根据权利要求1所述的用于超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放装置，其特征在于，在泄放腔体上还设有防爆泄压装置(1)。
3.根据权利要求2所述的用于超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放装置，其特征在于，防爆泄压装置(1)采用安全阀、爆破片或防爆门。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的用于超临界水氧化系统的高温高压流体事故泄放装置，其特征在于，泄放管道(6)为一根或多根。
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