CN111330530B - 一种交叉压扁多纵向涡旋流管及其反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交叉压扁多纵向涡旋流管及其反应器，包括由圆管分段交叉压扁形成的管本体，该管本体包括若干管体段、以及设置在相邻管体段之间的过渡段，若干所述管体段为截面长轴线相互交叉的扁椭形截面管段的组合和/或扁椭形截面管段与圆形截面管段交替布置的组合；其中，所述管体段的外壁向内凹陷并在对应的内壁上形成有斜置凸起部。本发明的管制造工艺简便，制造成本低，在多个交叉压扁结构和斜置凸起部作用下，能够在管内产生多纵向涡流和混合旋流，避免管内的物料产生沉积以造成堵塞；反应器具备管的特点，以保证反应器长周期安全可靠高效运行，同时显著强化物料之间的反应，使得反应均匀高效。

Description

一种交叉压扁多纵向涡旋流管及其反应器

技术领域

本发明涉及有机固废处理技术领域，特别涉及一种交叉压扁多纵向涡旋流管及其反应器。

背景技术

随着我国城市化的迅速发展，我国城市生产的有机固废总量节节攀升，如何合理高效的处理处置有机固废，特别是大量的生活垃圾、城镇污泥和餐厨餐余垃圾，成为目前我国城市化可持续发展的重要且紧迫的需求。有机固废是指人类在生产生活等活动中产生的污染环境的固态、半固态有机废物，有机固废一般包括市政污泥、工业污泥、餐厨餐余垃圾、生活垃圾特别是湿垃圾、江河底泥、高浓度有机废液、粪便、抗生素等。将有机固废制成泥浆，与城市污泥具有类似的化学物理性质，可以采用城市污泥相类似的处理处置工艺和技术。为了便于叙述，后续将有机固废制成的泥浆，简称有机固废泥或者污泥。相关技术中，湿式氧化工艺用于城镇污水污泥处理，特别是部分湿式氧化的Wetox工艺，是一种污泥处理处置洁净且可资源化利用的先进工艺。部分湿式氧化的Wetox工艺：采用一种卧罐式反应釜，反应釜内设置多个连续搅拌的阶梯降液的槽池，每个槽池还设置了搅拌和曝气装置。

然而，上述卧罐式反应釜也存在一些不足：其一，其反应釜内设置的多个连续搅拌的阶梯降液的槽池，其槽池内存在低速区、涡流死区等，特别是对于有机固废泥浆具有极易分层沉积、高粘性、易粘结和易结垢的特性，严重影响了总反应效率，也延长了反应时间，而且在罐式反应釜存在严重的结垢，严重结垢有可能造成设备和管道堵塞，也严重影响了反应产物的质量，由于上述原因等，使得其反应效率较低，反应时间较长，故障率高；其二，由于其反应效率较低和反应时间较长，也使得其结构尺寸较大和占地面积较大，设备投资偏高；其三，设置了多个机械搅拌，搅拌很容易出现泄露、故障甚至安全事故，特别是槽池的搅拌存在不充分和不均等，影响反应效率和反应时间，也增加能耗；其四，对于工业固废的湿式氧化处理，需要采用更高温度和压力，但罐式反应釜的承压受限(一般为2MPa左右)，工艺参数(温度、压力)偏低，难以实现更高承压和温度的工艺参数，如亚临界和超临界湿式氧化工艺，使得工业高危固废的储罐湿式氧化处理难以实现。

另外，湿式氧化工艺也有采用立罐式反应釜作为湿式氧化工艺反应器，立罐式反应釜内设置折流板等结构使得反应更为均匀，但同样存在上述卧罐式反应釜的易结垢、堵塞、反应不充分和不均匀、反应时间长、反应参数偏低等不足。

在有机固废的热水解工艺中，热水解反应器绝大多数也是采用罐式反应釜作为热水解反应器。湿式氧化工艺和热水解工艺统称为水热工艺，其主要差异是湿式氧化工艺需要添加反应物料而热水解工艺则不需要添加反应物料，当然，其产物也有差异。热水解工艺的罐式反应釜，同样存在上述湿式氧化工艺罐式反应釜的易结垢、堵塞、反应不充分和不均匀、反应时间长、反应参数偏低等不足。

专利文献：无堵塞穿透混合旋流管式反应器（201711035436.4）、穿透混合旋流管式反应器（201711034277.6）等提供了污泥管式反应器，以解决污泥在反应过程中的反应不均特别是流动分层、沉积、粘接和结垢的问题；但专利文献：无堵塞穿透混合旋流管式反应器（201711035436.4）制造工艺过于复杂，反应器需要在反应管上大量开孔并焊接大量旋流强化件，设备制造质量保障和监制难度大，制造成本较高；专利文献：穿透混合旋流管式反应器（201711034277.6）中的反应管内设置大量的内插件，存在较大杂物堵塞风险，因为即使有机固废泥浆设置过滤也难免依然存在丝状（如毛发）和小块和小片状（如塑料袋片）杂物。因此，现有管式反应器难以高效、高可靠性和低成本实现有机固废泥湿式氧化工艺。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，提供一种交叉压扁多纵向涡旋流管，其结构简单、制造方便，能够有效的管内形成多纵向涡流和混合旋流，避免管内的物料产生沉积以造成堵塞，以及具有该交叉压扁多纵向涡旋流管的反应器。

为实现上述目的，本发明提供一种交叉压扁多纵向涡旋流管，包括由圆管分段交叉压扁形成的管本体，该管本体包括若干管体段、以及设置在相邻管体段之间的过渡段，若干所述管体段为截面长轴线相互交叉的扁椭形截面管段的组合和/或扁椭形截面管段与圆形截面管段交替布置的组合；

其中，所述管体段的外壁向内凹陷并在对应的内壁上形成有斜置凸起部，该斜置凸起部相对于所处管体段的轴线呈倾斜布置，用于引导管本体内的介质旋转流动。

进一步设置为：所述斜置凸起部为条型凸起结构，或者为两个或者两个以上间隔布置的丁胞组合型凸起结构，或者为沿着管体段的管壁螺旋布置的螺旋型凸起结构。

进一步设置为：所述扁椭形截面管段的截面形状为具有长、短轴线的标准椭圆形或者近似椭圆形或者扁圆形。

进一步设置为：相邻的两段所述扁椭形截面管段的截面长轴线呈90°布置。

进一步设置为：所述管本体由滚轧或者模压成型。

本发明还提供了一种反应器，包括

外壳；

支撑件，所述支撑件设在所述外壳内；

多个所述的交叉压扁多纵向涡旋流管，所述多个交叉压扁多纵向涡旋流管设在所述支撑件上且依次相连通。

进一步设置为：还包括：

主反应物料进出口接管，所述主反应物料进出口接管包括主反应物料进口接管和主反应物料出口接管，所述主反应物料进口接管设在反应器的入口处并与所述交叉压扁多纵向涡旋流管连通，所述主反应物料出口接管设在反应器的出口处并与所述交叉压扁多纵向涡旋流管连通；

辅反应物料进出口接管，所述辅反应物料进出口接管包括添加物料进口接管和反应气出口接管，所述添加物料进口接管与所述交叉压扁多纵向涡旋流管连通，所述反应气出口接管与所述交叉压扁多纵向涡旋流管连通。

进一步设置为：还包括混合器，所述混合器设置在主反应物料进口接管与添加物料进口接管之间，包括壳体、以及设置在壳体内的导流混合组件，用于充分混合主反应物料与辅反应物料。

进一步设置为：所述壳体为筒状结构，该壳体的前端口与主反应物料进口接管对接连通；

所述导流混合组件包括位于壳体中部的注入体、以及若干支撑连接于壳体与注入体之间的支撑导流板，若干所述支撑导流板呈环周间隔布置在注入体的外周上；

所述注入体至少前端部为椎体结构且具有朝后开口的中心注入腔，该注入腔与添加物料进口接管相连通。

进一步设置为：所述支撑导流板相对于注入体的延伸轴线呈倾斜布置，以引导主反应物料和辅反应物料旋转混合。

进一步设置为：所述壳体为筒状结构，该壳体的前端口与主反应物料进口接管对接连通；

所述导流混合组件为扭曲带结构，所述扭曲带结构的前端与壳体的前端口侧或者与主反应物料进口接管内壁相连，所述扭曲带结构的后端向后延伸并与壳体的内壁相连，以使得扭曲带结构的外侧与壳体的内壁之间配合形成外围注入腔，所述添加物料进口接管与所述外围注入腔相连通。

进一步设置为：所述主反应物料进口接管的端部通过壳体的前端口延伸至壳体内，所述扭曲带结构与主反应物料进口接管的端部的内壁相连，所述添加物料进口接管与外围注入腔的连接处位于主反应物料进口接管延伸入壳体内的端部的前方。

进一步设置为：还包括加热器组件，所述加热器组件用于控制反应器内的反应物料的温度。

与现有技术相比，本发明的交叉压扁多纵向涡旋流管通过滚轧或者模压能够方便的成型分段交叉压扁结构以及斜置凸起部，从而大大简化了制造工艺，降低了制造成本，适应于批量生产；交叉压扁多纵向涡旋流管本身的结构能够使得管体内的反应物料产生多纵向涡流，同时交叉压扁多纵向涡旋流管内的斜置凸起部使得反应物料产生混合旋流，从而避免物料发生沉积以造成堵塞，保证反应的长期稳定运行；同时具有该交叉压扁多纵向涡旋流管的反应器具有该本发明管的所有优点，在多纵向涡流和混合旋流的作用下，能够带动反应物料产生内外翻滚混合旋流复杂湍流流动，显著强化反应物料之间的反应，使得反应更加均匀，同时也有效的避免反应物料发生偏流、沉积甚至因逐渐沉积而导致堵塞，减缓结垢，从而保证了反应器的安全可靠高效的运行；同时主反应物料进口接管与添加物料进口接管之间设置有混合器，通过反应器能够进一步强化物料之间的混合，强化物料之间的反应。

附图说明

图1是本发明的交叉压扁多纵向涡旋流管的实施结构一示意图；

图2是本发明的交叉压扁多纵向涡旋流管的实施结构二示意图；

图3是本发明的交叉压扁多纵向涡旋流管的实施结构三示意图；

图4是本发明的交叉压扁多纵向涡旋流管的实施结构四示意图；

图5是本发明的交叉压扁多纵向涡旋流管的实施结构五示意图；

图6是本发明的交叉压扁多纵向涡旋流管(未设置斜置凸起部)中数值模拟的多纵向涡流的流场示意图；

图7是交叉压扁多纵向涡旋流管中的数值模拟三维流场（流线）示意图；

图8是实施例一的反应器的实施结构一示意图；

图9是图8的俯视结构示意图；

图10是实施例一的反应器的实施结构二示意图；

图11是混合器的实施结构一的轴向剖面结构示意图；

图12是图11中混合器的径向剖面结构示意图；

图13是混合器的实施结构二的轴向剖面结构示意图；

图14是图13中的导流混合组件的实施结构一示意图；

图15是图13中的导流混合组件的实施结构二示意图；

图16是实施例一的反应器的实施结构三示意图；

图17是实施例一的反应器的实施结构四示意图；

图18是实施例二的反应器的实施结构示意图。

结合附图在其上标记以下附图标记：

100、反应器；1、外壳；2、支撑件；3、交叉压扁多纵向涡旋流管；31、扁椭形截面管段；32、圆形截面管段；33、过渡段；34、斜置凸起部；341、条型凸起结构；342、丁胞组合型凸起结构；343、螺旋型凸起结构；4、主反应物料进出口接管；41、主反应物料进口接管；42、主反应物料出口接管；5、辅反应物料进出口接管；51、添加物料进口接管；52、反应气出口接管；6、反应管间连接件；7、混合器；71、壳体；72、导流混合组件；721、注入体；7211、中心注入腔；722、支撑导流板；723、扭曲带结构；724、外围注入腔；8、加热器组件；81、内加热器组件；82、外加热器组件。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

本发明一种交叉压扁多纵向涡旋流管3如图1至图5所示，包括由圆管分段压扁形成的管本体，该管本体包括若干管体段、以及设置在相邻管体段之间的过渡段33，若干所述管体段为截面长轴线相互交叉的扁椭形截面管段31的组合和/或扁椭形截面管段31与圆形截面管段32交替布置的组合；其中，所述管体段的外壁向内凹陷并在对应的内壁上形成有斜置凸起部34，该斜置凸起部34相对于所处管体段的轴线呈倾斜布置，用于引导管本体内的介质旋转流动。

在一些具体实施方案中，如图1至图3所示，该交叉压扁多纵向涡旋流管3的若干管体段为截面长轴线相互交叉的扁椭形截面管段31组合，其中，相邻椭圆截面段段之间设置有过渡段33；优选的，相邻两段扁椭形截面管段31的截面长轴线呈90°交叉布置，如此形成了截面相交的交叉扁椭形截面管段31，相邻的扁椭形截面管段31之间形成过渡阶梯-过渡段33，以使得在过渡段33处形成多纵向涡流以带动反应物料产生内外翻滚混合旋流复杂湍流流动,避免发生沉积，减小了因逐渐沉积而堵塞的可能性，同时也能起到搅拌主反应物料与添加物料混合的作用，可明显强化反应过程，提高反应效率。

在一些实施方案中，如图4所示，该交叉压扁多纵向涡旋流管3的若干管体段为扁椭形截面管段31与圆形截面管段32交替布置的管体段组合，其中相邻的扁椭形截面管段31与圆形截面管段32之间设置有过渡段33，如此形成了交叉缩放的椭圆-圆形管体，使得相邻的管体段之间形成过渡阶梯-过渡段33，以使得在过渡段33处形成多纵向涡流以带动反应物料产生内外翻滚混合旋流复杂湍流流动，避免发生偏流、沉积，减小了因逐渐沉积而堵塞的可能性，同时也能起到搅拌主反应物料与添加物料混合的作用，可明显强化反应过程，提高了反应效率。

在一些实施方案中，如图5所示，该交叉压扁多纵向涡旋流管3的若干管体段为截面长轴线相互交叉的扁椭形截面管段31组合和扁椭形截面管段31与圆形截面管段32交替布置的管体段组合的集合，其中，相邻的管体段之间设置有过渡段33；如此形成了截面相交的椭圆-椭圆管体段与交叉缩放的圆-椭圆管体段的组合，以使得在过渡段33处形成多纵向涡流以带动反应物料产生内外翻滚混合复杂湍流流动避免发生偏流、沉积，避免了因逐渐沉积而造成堵塞的可能性，同时也能起到搅拌主反应物料与添加物料混合的作用，可明显强化反应过程。

在上述方案中，所述斜置凸起部34为交叉压扁多纵向涡旋流管3的管体段的外壁通过压制向凹陷而在内壁上形成的凸起结构，该斜置凸起部34在管体段上的具体表现为：如图1所示的条型凸起结构341；或者如图2所示的两个或者两个以上凸起呈间隔布置形成的丁胞组合型凸起结构342；又或者如图3所示的沿着管体段的管壁螺旋布置的螺旋型凸起结构343，该螺旋型凸起结构343的可以为单头螺纹，也可以为双头或者多头螺纹，由于螺旋型凸起结构343对应外壁上形成的螺旋形凹陷部容易积垢或者结垢，因此斜置凸起部34优选为结构简单的条型凸起结构341或者丁胞组合型凸起结构342；为避免流动介质中的垃圾挂设在斜置凸起部34上成为堵塞源，优选的该斜置凸起部34至少对应迎向流动物料一端的端部呈倒角或者圆角布置。

为了便于连接，所述交叉压扁多纵向涡旋流管3的两端，可保留圆形截面管段，在交叉压扁多纵向涡旋流管3的中间段设置由圆管分段交叉压扁形成的管本体，以及斜置凸起部34，所述斜置凸起部34为交叉压扁多纵向涡旋流管3的管体段的外壁通过压制向凹陷而在内壁上形成的凸起结构。

在上述方案中，该交叉压扁多纵向涡旋流管3的管体段形式、以及斜置凸起部34的结构形式能够自由组合形成技术方案，使得交叉压扁多纵向涡旋流管3内的物料能够自主形成混合旋流以及多纵向涡流，在混合旋流以及多纵向涡流的作用下能够使得反应物料充分混合，使得反应更加充分均匀且高效，同时能够引导反应物料做混合旋流和多纵向涡流流动，以避免反应物料发生偏流、沉积甚至因逐渐触及导致堵塞，还可大大减缓结垢，以保证反应器100长期安全可靠高效运行。

本发明的交叉压扁多纵向涡旋流管3的扁椭形截面管段31为圆管通过压扁后制得的扁椭形结构管段，该扁椭形截面管段31的截面形状为具有长、短轴线的标准椭圆形或者近似椭圆形或者扁圆形；圆形截面段管为圆管中未进行压扁的部分；过渡段33位于相邻的扁椭形截面管段31之间或者扁椭形截面管段31与圆形截面管段32之间，是由圆管压扁过程中相邻管体段之间为适应管壁压扁变形而形成的过渡结构部分。

本发明的交叉压扁多纵向涡旋流管3优选通过滚轧或者模压成型，通过使用平行轴轧辊或成型压制模具对圆形截面管进行滚轧或模压以成型为分段压扁的椭圆-椭圆或者椭圆-圆形的管体段组合，且相邻管段椭形截面长轴呈相互交叉设置，同时相邻管体段之间存在过渡段33；其中，通过滚轧或者模压形成的扁椭形截面管段31的截面形状为具有长、短轴的标准椭圆形或者近似椭圆形或者扁圆形；进一步优选的，通过滚轧或者模压成型的扁椭形截面管段31的截面面积均相同或比较接近，且过渡段33的截面面积与扁椭形截面管段31的截面面积相差不大，以确保交叉压扁多纵向涡旋流管3内的流阻较小；再者，在滚轧或者模压过程中能够方便的成型凸起部形式的管内旋流斜置凸起部34，大大简化了交叉压扁多纵向涡旋流管3的成型，制造工艺简单，也便于质量检测与控制，大大提高了生产效率。

如图6和图7所示，本发明的交叉压扁多纵向涡旋流管式反应器100采用特殊结构的交叉压扁多纵向涡旋流管3，通过交叉压扁多纵向涡旋流管3本身的结构使得其内的反应物料产生多纵向涡流（为了清楚表征管内多纵向涡结构，如图6中不设置斜置凸起部34），同时通过斜置凸起部34使得反应物料产生混合旋流，通过多纵向涡流与混合旋流共同作使得反应物料产生内外翻滚混合复杂湍流流动，不仅可起到搅拌主反应物料与添加物料混合的作用，使得反应充分均匀高效，而且还使得反应物料不易偏流、沉积，减小了因逐渐沉积而造成堵塞的可能性，还可有效减缓结垢，从而达到避免堵塞且反应高效的效果；交叉压扁多纵向涡旋流管3能够通过滚轧或者模压方便成型，从而减低了制造难度，减少了焊接工作量，方便了制造；尤其是本专利的凸起部结构的斜置凸起部34能够在滚轧或者模压过程成型，通过单纯的滚轧或者模压就能成型，从而大大方便了交叉压扁多纵向涡旋流管3的制造成型，降低了生产成本，提高了生产效率，适用于批量生产。

本发明具有交叉压扁多纵向涡旋流管3的反应器100具体结合图8-图18进一步进行说明：

实施例一

在一些实施方案中，反应器100作为有机固废湿式氧化处理处置技术中的湿式氧化反应器100使用，需要添加主反应物料和辅反应物料以使得物料充分反应；如图8-图17所示，该反应器100包括外壳1、支撑件2、多个交叉压扁多纵向涡旋流管3、主反应物料进出口接管44、、辅反应物料进出口接管5、反应管间连接件6、以及混合器7。

具体的，支撑件2设在外壳1内，多个交叉压扁多纵向涡旋流管3设在支撑件2上且多个交叉压扁多纵向涡旋流管3通过反应管间连接件6依次相连通，以使得待反应物料可以依次经由多个交叉压扁多纵向涡旋流管3充分反应后再进一步排出；其中，交叉压扁多纵向涡旋流管3的数量是根据待反应物料的成分、反应后产物的性能要求、反应参数(主要为温度和压力)、反应添加物性质等情况确定。

主反应物料进出口接管4包括主反应物料进口接管41和主反应物料出口接管42，主反应物料进口接管41设在反应器100的入口处，并且主反应物料进口接管41与交叉压扁多纵向涡旋流管3连通，主反应物料出口接管42设在反应器100的出口处，并且主反应物料出口接管42与交叉压扁多纵向涡旋流管3连通；其中，上述的主反应物料是指需要进行湿式氧化反应的待反应主物料及其反应后主产物，如有机固废泥浆，本实施例的待反应主物料为污泥，反应后主产物为湿式氧化反应后的反应后污泥，反应后主产物待后续处置工艺(如过滤脱水等)进一步处理。

辅反应物料进出口接管5包括添加物料进口接管51和反应气出口接管52，添加物料进口接管51与交叉压扁多纵向涡旋流管3连通，反应气出口接管52与交叉压扁多纵向涡旋流管3连通；其中，上述的辅反应物料是指向所述主反应物料中添加的氧化剂与催化剂物料(如空气、由空气制备的富氧空气、臭氧、过氧化氢等氧化剂，Cu系、Mn系、Fe系及复合催化剂等，简称添加物料)及其反应后气体产物(如CO2 、N2 、过剩O2 等，简称反应气)。反应物料中添加的氧化剂与催化剂物料可根据需要添加，本图1所示实施例的主反应物料为城市污泥，辅反应物料为由空气制备的富氧空气，无需加入催化剂；如果主反应物料为工业污泥，有可能除加入氧化剂外还需要加入催化剂。

该混合器7设置在主反应物料进口接管41与添加物料进口接管51之间且该混合器7的出口与交叉压扁多纵向涡旋流管3的进口相连，通过该混合器7能够使得主反应物料与辅反应物料充分混合后进入交叉压扁多纵向涡旋流管3内以提高反应均匀性、反应速率和反应效果。

上述方案中的混合器7具体结合图11-图15进一步进行说明：

在一些实施方案中，如图11和图12，该混合器7包括壳体71、以及设置在壳体71内的导流混合组件72；其中，壳体71为筒状结构，该壳体71的前端口与主反应物料进口接管41对接连通，后端口与交叉压扁多纵向涡旋流管3的进口相连通；该混合器7的导流混合组件72包括位于壳体71中部的注入体721、以及若干支撑连接于壳体71与注入体721之间的支撑导流板722，若干支撑导流板722呈环周间隔布置在注入体721的外周上，优选的，该支撑导流板722相对于该注入体721的延伸轴线呈倾斜设置，如此该支撑导流板722能够引导壳体71内物料旋转流动实现充分混合；该注入体721至少前端为椎体结构且具有朝后开口的中心注入腔7211，该中心注入腔7211与添加物料进口接管51相连通；如此，主反应物料通过主反应物料进口接管41进入混合器7的壳体71内并在中部的注入体721的作用下向周侧分流，辅反应物料通过添加物料进口接管51进入注入体721的中心注入腔7211内，如此达到辅反应物料处于中心、主反应物料位于外部的方式混合，并在支撑导流板722的作用下使得物料旋转流动充分混合；优选的，该外壳1的后端具有渐缩部，该注入体721至少部分位于渐缩部内，通过渐缩结构能够进行一步提高物料的混合效果，以及降低局域流动阻力。

在一些具体实施方案中，如图13-图15所示，该混合器7包括壳体71、以及设置在壳体71内的导流混合组件72；其中，壳体71为筒状结构，该壳体71的前端口与主反应物料进口接管41对接连通，后端口与交叉压扁多纵向涡旋流管3的进口相连通；该混合器7的导流混合组件72为扭曲带结构723，该扭曲带结构723的前端与壳体71的前端口侧或者与主反应物料进口接管41内壁相连，扭曲带的后端向后延伸并与壳体71的内壁相连，以使得扭曲带结构723的外侧与壳体71的内壁之间配合形成外围注入腔724，添加物料进口接管51与所述外围注入腔724相连通；如此，实现主反应物料位于中部，辅反应物料位于外部的方式混合，同时该扭曲带结构723能够带动物料旋转流动以使得物料的充分混合。

在上述方案中，优选的，主反应物料进口接管41的端部通过壳体71的前端口延伸至壳体71内，扭曲带结构723的前端与主反应物料进口接管41的端部的内壁相连，添加物料进口接管51与外围注入腔724的连接处位于主反应物料进口接管41延伸入壳体71内的端部的前方；优选的，该壳体71的后端具有渐缩部，该扭曲带结构723的后端与渐缩部相连，如此实现扭曲带结构723两端的固定，同时通过渐缩结构也能够进一步提高物料的混合效果，以及降低局域流动阻力。

在上述方案中，如图14所示，该扭曲带结构723为间断扭曲带，包括相互连接的若干子扭曲带；如图15所示，该扭曲带结构723为相互连接的多头螺旋扭曲带。

如图16-图17所示，为了控制反应器100内反应物料的反应温度，本发明的反应器100还包括加热器组件8；具体的，图16所示的实施例的加热器组件8采用内加热器组件81，为浸入中间介质电加热，即加热器组件8和交叉压扁多纵向涡旋流管3的部分管段浸入某种中间介质（如导热油）中，加热器组件8的热能通过中间介质传导给交叉压扁多纵向涡旋流管3内的物料；图17所示的实施例的加热器组件8采用内加热器组件81，为辐射式电加热，即加热器组件8的热能通过辐射传导给交叉压扁多纵向涡旋流管3内的物料。

实施例二

在一些实施方案中，反应器100作为有机固废热水解处理处置技术中的热水解反应器100使用，以避免传统罐式结构的水热反应装置存在涡流死区和反应不均匀等问题；如图18所示，该反应器100包括外壳1、支撑件2和上述的多个交叉压扁多纵向涡旋流管3；其中，所述支撑件2设在所述外壳1内，多个所述交叉压扁多纵向涡旋流管3设在所述支撑件2上，该相邻的交叉压扁多纵向涡旋流管3之间通过反应管间连接件6实现连接连通，以使得多个交叉压扁多纵向涡旋流管3连续连通构成供物料反应的管路；本实施方案中的反应器100的多个交叉压扁多纵向涡旋流管3优选呈反复折回式布置以实现结构紧凑的效果。

在上述方案中，该反应器100还包括加热器组件8，该加热器组件8用于控制反应器100内反应物料的反应温度；在本实施方案中，加热器组件8为外加热器组件82，为泵驱动中间介质循环电加热，该中间介质可采用导热油或者低温液态合金。

与现有技术相比，本发明的交叉压扁多纵向涡旋流管通过滚轧或者模压能够方便的成型分段交叉压扁结构以及斜置凸起部，从而大大简化了制造工艺，降低了制造成本，适应于批量生产；交叉压扁多纵向涡旋流管本身的结构能够使得管体内的反应物料产生多纵向涡流，同时交叉压扁多纵向涡旋流管内的斜置凸起部使得反应物料产生混合旋流，从而避免物料发生沉积以造成堵塞，保证反应的长期稳定运行；同时具有该交叉压扁多纵向涡旋流管的反应器具有该本发明管的所有优点，在多纵向涡流和混合旋流的作用下，能够带动反应物料产生内外翻滚混合旋流复杂湍流流动，显著强化反应物料之间的反应，使得反应更加充分均匀，同时也有效的避免反应物料发生偏流、沉积甚至因逐渐沉积而导致堵塞，减缓结垢，从而保证了反应器的安全可靠高效的运行；同时主反应物料进口接管与添加物料进口接管之间设置有混合器，通过反应器能够进一步强化物料之间的混合，强化物料之间的反应。

以上公开的仅为本发明的实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种交叉压扁多纵向涡旋流管，其运用于反应器作为反应管使用，用于反应物料的输送、混合及反应，特征在于，包括由圆管分段交叉压扁形成的管本体，该管本体包括若干管体段、以及设置在相邻管体段之间的过渡段，若干所述管体段为截面长轴线相互交叉的扁椭形截面管段的组合和/或扁椭形截面管段与圆形截面管段交替布置的组合；

其中，所述管体段的外壁向内凹陷并在对应的内壁上形成有斜置凸起部，该斜置凸起部相对于所处管体段的轴线呈倾斜布置，用于引导管本体内的介质旋转流动。

2.根据权利要求1所述的一种交叉压扁多纵向涡旋流管，其特征在于，所述斜置凸起部为条型凸起结构，或者为两个或者两个以上间隔布置的丁胞组合型凸起结构，或者为沿着管体段的管壁螺旋布置的螺旋型凸起结构。

3.根据权利要求1所述的一种交叉压扁多纵向涡旋流管，其特征在于，所述扁椭形截面管段的截面形状为具有长、短轴线的标准椭圆形或者扁圆形。

4.根据权利要求3所述的一种交叉压扁多纵向涡旋流管，其特征在于，相邻的两段所述扁椭形截面管段的截面长轴线呈90°布置。

5.根据权利要求1所述的一种交叉压扁多纵向涡旋流管，其特征在于，所述管本体由滚轧或者模压成型。

6.一种反应器，其特征在于，包括

外壳；

支撑件，所述支撑件设在所述外壳内；

多个权利要求1-5任一项所述的交叉压扁多纵向涡旋流管，多个所述交叉压扁多纵向涡旋流管设在所述支撑件上且依次相连通。

7.根据权利要求6所述的一种反应器，其特征在于，还包括：

主反应物料进出口接管，所述主反应物料进出口接管包括主反应物料进口接管和主反应物料出口接管，所述主反应物料进口接管设在反应器的入口处并与所述交叉压扁多纵向涡旋流管连通，所述主反应物料出口接管设在反应器的出口处并与所述交叉压扁多纵向涡旋流管连通；

辅反应物料进出口接管，所述辅反应物料进出口接管包括添加物料进口接管和反应气出口接管，所述添加物料进口接管与所述交叉压扁多纵向涡旋流管连通，所述反应气出口接管与所述交叉压扁多纵向涡旋流管连通。

8.根据权利要求7所述的一种反应器，其特征在于，还包括混合器，所述混合器设置在主反应物料进口接管与添加物料进口接管之间，包括壳体、以及设置在壳体内的导流混合组件，用于充分混合主反应物料与辅反应物料。

9.根据权利要求8所述的一种反应器，其特征在于，所述壳体为筒状结构，该壳体的前端口与主反应物料进口接管对接连通；

所述导流混合组件包括位于壳体中部的注入体、以及若干支撑连接于壳体与注入体之间的支撑导流板，若干所述支撑导流板呈环周间隔布置在注入体的外周上；

所述注入体至少前端部为椎体结构且具有朝后开口的中心注入腔，该注入腔与添加物料进口接管相连通。

10.根据权利要求9所述的一种反应器，其特征在于，所述支撑导流板相对于注入体的延伸轴线呈倾斜布置，以引导主反应物料和辅反应物料旋转混合。

11.根据权利要求8所述的一种反应器，其特征在于，所述壳体为筒状结构，该壳体的前端口与主反应物料进口接管对接连通；

所述导流混合组件为扭曲带结构，所述扭曲带结构的前端与壳体的前端口侧或者与主反应物料进口接管内壁相连，所述扭曲带结构的后端向后延伸并与壳体的内壁相连，以使得扭曲带结构的外侧与壳体的内壁之间配合形成外围注入腔，所述添加物料进口接管与所述外围注入腔相连通。

12.根据权利要求11所述的一种反应器，其特征在于，所述主反应物料进口接管的端部通过壳体的前端口延伸至壳体内，所述扭曲带结构与主反应物料进口接管的端部的内壁相连，所述添加物料进口接管与外围注入腔的连接处位于主反应物料进口接管延伸入壳体内的端部的前方。

13.根据权利要求6所述的一种反应器，其特征在于，还包括加热器组件，所述加热器组件用于控制反应器内的反应物料的温度。

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