CN207872180U - 超临界氧化反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超临界氧化反应器，属于化工及环保设备技术领域，包括外筒体、设有法兰盖的且呈直筒状的内筒体和位于外筒体内的隔板组件；外筒体包括位于上部的呈直圆筒状的第一直筒段和位于下部的且呈直圆筒状且直径大于第一直筒段直径的第二直筒段，第一和第二直筒段之间通过第一锥筒段连接，第二直筒段的底端连接有第二锥筒段；内筒体位于第一直筒段的内部，法兰盖与第一直筒段的上开口设有的法兰配合连接；法兰盖上设有连通内筒体内部的进料口和连通内筒体外侧与第一直筒段内侧组成的夹层空间的软水入口。本实用新型能够解决现有技术存在的盐析出后沉积造成堵塞反应器和排渣堵塞的技术问题，能够达到防止盐堵和排渣顺畅的技术效果。

Description

超临界氧化反应器

技术领域

本实用新型属于化工及环保设备技术领域，更具体地说，是涉及一种超临界氧化反应器。

背景技术

化工及环保行业，超临界水氧化技术用于高浓度有机废液、有机污泥等危险废物的处理，因其对有机物降解效率高、处理出水效果好、排气中二氧化硫及氮氧化物等气态污染物二次污染少，应用前景较好。超临界水氧化技术核心为反应器的设计，需要考虑氧化反应时间、高温腐蚀、盐堵塞和排渣等问题。

超临界水氧化反应器多种多样，有反应釜式反应器和管道式反应器。管道式反应器结构简单，造价低，但管道易被超临界状态下析出的盐堵塞，有机物降解不彻底，氧气利用不充分，运行成本高。反应釜式反应器有反应彻底、氧气利用效率高等优点，但也存在造价高和盐堵的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超临界氧化反应器，以解决现有技术中存在的盐析出后沉积造成堵塞反应器和排渣堵塞的技术问题，能够达到防止盐堵和排渣顺畅的技术效果。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种超临界氧化反应器，包括外筒体、顶部设有法兰盖的且呈直筒状的内筒体和位于外筒体内的隔板组件；

所述外筒体包括位于上部的呈直圆筒状的第一直筒段和位于下部的且呈直圆筒状且直径大于所述第一直筒段直径的第二直筒段，所述第一直筒段和第二直筒段之间通过呈锥筒状的第一锥筒段连接，所述第二直筒段的底端连接有呈锥筒状且底部设有排渣口的第二锥筒段；

所述内筒体位于所述第一直筒段的内部，且所述内筒体的底端与所述第一锥筒段连接，所述法兰盖与所述第一直筒段的上开口外侧设有的法兰配合连接；

所述法兰盖上设有连通所述内筒体内部的进料口和连通所述内筒体外侧与所述第一直筒段内侧组成的夹层空间的软水入口；

所述第一锥筒段上设有急冷水入口和出水口。

进一步地，所述隔板组件包括位于所述内筒体下方且与所述内筒体同心的、形状呈下开口的圆锥形的反射挡板以及位于所述反射挡板下方的且形状呈下开口圆锥形的沉淀斜板。

进一步地，所述反射挡板的圆锥角度为130°～170°，且底边直径为所述内筒体直径的1.1～1.5倍。

进一步地，所述沉淀斜板的圆锥面与水平面的夹角为60°，且底边直径为所述反射挡板底边直径的1.8～1.1倍。

进一步地，所述沉淀斜板设有一至五层，每层之间的间距为50～100mm。

进一步地，所述排渣口为圆形，直径≥100mm。

进一步地，所述急冷水入口的方向与所述内筒体的中心线方向成20°～70°夹角，所述急冷水入口的数量为3～8个，沿所述第一锥筒段的锥面均布。

进一步地，所述出水口的方向与所述内筒体的中心线方向成30°～60°夹角，所述出水口的数量为1～4个，沿所述第一锥筒段的锥面均布。

进一步地，所述第二直筒段的直径为所述第一直筒段直径的2～4倍，第一锥筒段与第二直筒段和第二锥筒段组成的整体的容积为所述第一直筒段容积的2～10倍。

进一步地，所述进料口为双通道喷嘴结构，位于所述法兰盖的中心位置，其中一个通道为混合浆料通道，另一个通道为氧气或空气通道。

本实用新型提供的超临界氧化反应器的有益效果在于：与现有技术中的反应釜式反应器和管道式反应器的盐堵情况盐堵和排渣困难的情况相比，本实用新型采用呈直筒状的内筒体，由于内筒体为超临界水氧化完全反应段，采用直管段(直筒状)防止了盐析出后沉积在内筒体表面而堵塞反应器的现象，且外筒体的结构和形状设计能够使得外筒体下部的体积更大，为泥水分离提供更好的条件，且排渣口尺寸相对能够更大，有利于排渣，并设置隔板组件，泥沙分离效果更好。本装置能够解决现有技术中存在的盐析出后沉积造成堵塞反应器和排渣堵塞的技术问题，能够达到防止盐堵和排渣顺畅的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的超临界氧化反应器的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1—法兰盖，2—内筒体，3—进料口，4—软水入口，5—法兰，6—第一直筒段，7—第一锥筒段，8—第二直筒段，9—第二锥筒段，10—急冷水入口，11—出水口，12—排渣口，13—反射挡板，14—沉淀斜板，15—斜板支撑。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参照图1所示，本实用新型包括外筒体、顶部设有法兰盖1的且呈直筒状的内筒体2和位于外筒体内的隔板组件；所述外筒体为压力容器，包括位于上部的呈直圆筒状的第一直筒段6和位于下部的且呈直圆筒状且直径大于所述第一直筒段6直径的第二直筒段8，所述第一直筒段6和第二直筒段8之间通过呈锥筒状的第一锥筒段7连接，第一直筒段6与第一锥筒段7之间的外侧夹角为120°～150°，所述第二直筒段8的底端连接有呈锥筒状且底部设有排渣口12的第二锥筒段9；所述内筒体2位于所述第一直筒段6的内部，内筒体2与第一直筒段6相匹配，二者之间的距离为1mm～5mm，且所述内筒体2的底端与所述第一锥筒段7焊接连接，所述法兰盖1与所述第一直筒段6的上开口外侧设有的法兰5配合连接，法兰盖1与法兰5相连起到密封作用，保持反应器内压力；所述法兰盖1上设有连通所述内筒体2内部的进料口3和连通所述内筒体2外侧与所述第一直筒段6内侧组成的夹层空间的软水入口4；所述第一锥筒段7上设有急冷水入口10和出水口11，急冷水与从内筒体2喷出的反应后的物料混合，瞬间将温度降至200°以下，受隔板组件影响，冷却后混合物料沿隔板组件下流，这时一些反应生成的盐会被急冷水带走溶解；在所述反应器内部及外部皆有温度仪表监控点。

本实用新型采用呈直筒状的内筒体2，由于内筒体2为超临界水氧化完全反应段，采用直管段(直筒状)防止了盐析出后沉积在内筒体2的表面而堵塞反应器的现象，内筒体2焊接在所述法兰盖1的下部，混合物料自进料口3喷入内筒体(内筒直管段)2，在此段停留时间30秒至120秒，内筒体2的高径比为5:1～12:1，优选8:1，内筒体2不承压，耐温900℃以上；急冷水与从内筒体2喷出的反应后的物料混合，瞬间将温度降至200°以下，受隔板组件影响，冷却后混合物料沿隔板组件下流，这时一些反应生成的盐会被急冷水带走溶解，隔板组件起到泥水分离作用，冷却后混合物料含有部分泥砂，在隔板组件的作用下，大颗粒泥砂向下沉降，通过排渣口12排出反应器，较清的水向上通过出水口11排出反应器，由于外筒体下部的直径更大，所述排渣口12的尺寸相对更大一些，有利于排渣。本装置能够解决现有技术中存在的盐析出后沉积造成堵塞反应器和排渣堵塞的技术问题，能够达到防止盐堵和排渣顺畅的技术效果。

进一步地，请参照图1所示，作为本实用新型提供的超临界氧化反应器的一种具体实施方式，所述隔板组件包括位于所述内筒体2下方且与所述内筒体2同心的、形状呈下开口的圆锥形的反射挡板13以及位于所述反射挡板13下方的且形状呈下开口圆锥形的沉淀斜板14，所述反射挡板13与沉淀斜板14通过斜板支撑15与所述外筒体固定连接；所述反射挡板13的圆锥角度为130°～170°，且底边直径为所述内筒体2直径的1.1～1.5倍，出水口11穿过反射挡板13，并深入反射挡板13的下部；所述沉淀斜板14的圆锥面与水平面的夹角为60°，且底边直径为所述反射挡板13底边直径的1.8～1.1倍，所述沉淀斜板14设有一至五层，每层之间的间距为50～100mm。

上述结构设计，能够起到很好的泥水分离的作用，急冷水与从内筒体2喷出的反应后的物料混合，瞬间将温度降至200°以下，受反射挡板13的影响，冷却后混合物料沿反射挡板13下流，这时一些反应生成的盐会被急冷水带走溶解，经冷却后混合物料含有部分泥砂，在反应器的沉淀斜板14的作用下，大颗粒泥砂向下沉降，沉淀斜板14设有一至五层，每层之间的间距为50～100mm，泥沙向下沉降的更加彻底，最后沉淀后的大颗粒泥沙通过排渣口12排出反应器，较清的水向上通过11出水口排出反应器。

进一步地，作为本实用新型提供的超临界氧化反应器的一种具体实施方式，所述排渣口12为圆形，直径≥100mm，且位于外筒体底部中间。上述排渣口12尺寸更有利于排渣，排渣顺畅、不堵塞。

进一步地，作为本实用新型提供的超临界氧化反应器的一种具体实施方式，所述急冷水入口10的方向与所述内筒体2的中心线方向成20°～70°夹角，所述急冷水入口10的数量为3～8个，沿所述第一锥筒段7的锥面均布。

上述结构设计，使得急冷水进入的方向更加合理，能够使得急冷水与物料混合的更加均匀，降温更加迅速，降温效果更好。

进一步地，作为本实用新型提供的超临界氧化反应器的一种具体实施方式，所述出水口11的方向与所述内筒体2的中心线方向成30°～60°夹角，所述出水口11的数量为1～4个，沿所述第一锥筒段11的锥面均布，出水口11与急冷水入口10间隔布置，出水口11均穿过反射挡板13，深入反射挡板13的下部。

上述出水口11的结构布局设计，能够保证及时出水和出水的顺畅，其方向设置能够方便与外界排水装置连接，设计更加合理。

进一步地，作为本实用新型提供的超临界氧化反应器的一种具体实施方式，所述第二直筒段8的直径为所述第一直筒段6直径的2～4倍，第一锥筒段7与第二直筒段8和第二锥筒段9组成的整体的容积为所述第一直筒段6容积的2～10倍。

所述反应器的外筒体底部主要为了冷却反应后物料和泥水初步分离，外筒体的底部(第一锥筒段7与第二直筒段8和第二锥筒段9组成的整体)的容积为上部(第一直筒段6)容积的2～10倍，上述设计，使得底部能够更充足的空间进行沉淀和泥水分离，分离效果更好，且能够使得底部有足够大的排渣口12，排渣效果更好，不堵塞。

进一步地，作为本实用新型提供的超临界氧化反应器的一种具体实施方式，所述进料口3为双通道喷嘴结构，位于所述法兰盖1的中心位置，其中一个通道为混合浆料通道，另一个通道为氧气或空气通道，位于法兰盖1的中心位置；软水入口4焊接在法兰盖1上，沿内筒体2的外周均匀分布，通过控制软水流量调节内筒体2的温度在合理区间，确保反应处于设定的合理条件，保证反应的顺利进行。

总之，本实用新型反应器为釜式反应器，超临界水氧化反应完全，出水效果好。分内筒体2及外筒体，内筒体2用于反应，耐高温不耐压，方便更换，外筒体耐高压不耐高温，方便选材及加工，降低总体造价。发生超临界水氧化反应的内筒体2为直管，解决了在反应器段盐堵的问题；反应器的外筒体底部安装的急冷水入口10和反射挡板13，使反应后高温物料迅速冷却，内筒体2喷出的盐快速溶解，安装的出水口11和沉淀斜板14，使反应后的混合物料中泥砂得以初步分离，出水较为清澈，降低泥砂对后续的管道及设备冲刷作用；底部的排渣口12较大，有利于泥砂的排放。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.超临界氧化反应器，其特征在于：包括外筒体、顶部设有法兰盖(1)的且呈直筒状的内筒体(2)和位于外筒体内的隔板组件；

所述外筒体包括位于上部的呈直圆筒状的第一直筒段(6)和位于下部的且呈直圆筒状且直径大于所述第一直筒段(6)直径的第二直筒段(8)，所述第一直筒段(6)和第二直筒段(8)之间通过呈锥筒状的第一锥筒段(7)连接，所述第二直筒段(8)的底端连接有呈锥筒状且底部设有排渣口(12)的第二锥筒段(9)；

所述内筒体(2)位于所述第一直筒段(6)的内部，且所述内筒体(2)的底端与所述第一锥筒段(7)连接，所述法兰盖(1)与所述第一直筒段(6)的上开口外侧设有的法兰(5)配合连接；

所述法兰盖(1)上设有连通所述内筒体(2)内部的进料口(3)和连通所述内筒体(2)外侧与所述第一直筒段(6)内侧组成的夹层空间的软水入口(4)；

所述第一锥筒段(7)上设有急冷水入口(10)和出水口(11)。

2.根据权利要求1所述的超临界氧化反应器，其特征在于：所述隔板组件包括位于所述内筒体(2)下方且与所述内筒体(2)同心的、形状呈下开口的圆锥形的反射挡板(13)以及位于所述反射挡板(13)下方的且形状呈下开口圆锥形的沉淀斜板(14)，所述反射挡板(13)与沉淀斜板(14)通过斜板支撑(15)与所述外筒体固定连接。

3.根据权利要求2所述的超临界氧化反应器，其特征在于：所述反射挡板(13)的圆锥角度为130°～170°，且底边直径为所述内筒体(2)直径的1.1～1.5倍。

4.根据权利要求2或3所述的超临界氧化反应器，其特征在于：所述沉淀斜板(14)的圆锥面与水平面的夹角为60°，且底边直径为所述反射挡板(13)底边直径的1.8～1.1倍。

5.根据权利要求4所述的超临界氧化反应器，其特征在于：所述沉淀斜板(14)设有一至五层，每层之间的间距为50～100mm。

6.根据权利要求1所述的超临界氧化反应器，其特征在于：所述排渣口(12)为圆形，直径≥100mm。

7.根据权利要求1所述的超临界氧化反应器，其特征在于：所述急冷水入口(10)的方向与所述内筒体(2)的中心线方向成20°～70°夹角，所述急冷水入口(10)的数量为3～8个，沿所述第一锥筒段(7)的锥面均布。

8.根据权利要求1所述的超临界氧化反应器，其特征在于：所述出水口(11)的方向与所述内筒体(2)的中心线方向成30°～60°夹角，所述出水口(11)的数量为1～4个，沿所述第一锥筒段(7)的锥面均布。

9.根据权利要求1所述的超临界氧化反应器，其特征在于：所述第二直筒段(8)的直径为所述第一直筒段(6)直径的2～4倍，第一锥筒段(7)与第二直筒段(8)和第二锥筒段(9)组成的整体的容积为所述第一直筒段(6)容积的2～10倍。

10.根据权利要求1所述的超临界氧化反应器，其特征在于：所述进料口(3)为双通道喷嘴结构，位于所述法兰盖(1)的中心位置，其中一个通道为混合浆料通道，另一个通道为氧气或空气通道。