CN213434409U - 一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构，涉及超临界水氧化技术领域。本实用新型包括喷嘴本体；喷嘴本体包括原料通道、氧气通道和球形混合部；原料通道包括原料入口、容纳腔、原料加速管和原料出口；球形混合部的顶部与原料通道固定连接。本实用新型通过设置水轮机转轮、转动轴、搅拌叶、球形混合部，解决了现有的超临界水氧化喷嘴结构简单、原料与氧气混合时间长、且混合不充分，反应速率低的问题；使得原料与氧气混合更加充分，缩短了混合时间，提高了超临界水氧化反应的效率。

Description

一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构

技术领域

本实用新型属于超临界水氧化技术领域，特别是涉及一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构。

背景技术

超临界水氧化(SCWO，Supercritical Water Oxidation)技术是一种新型、高效的废物处理技术。超临界是指物质的一种特殊流体状态。当把处于汽液平衡的物质升温升压时，热膨胀引起液体密度减少，而压力的升高又使汽相密度变大，当温度和压力达到某一点时，汽液两相的相界面消失，成为一均相体系，这一点就是临界点。当物质的温度、压力分别高于临界温度和临界压力时就处于超临界状态。超临界流体具有类似气体的良好的流动性，同时又有远大于气体的密度，因此具有许多独特的理化性质。

目前，超临界水氧化技术已经应用于污泥、印染、制药、农药和军工等多个领域，由于超临界水氧化反应的条件为高温高压，因此，超临界水氧化反应器中各个部件的设置均会对超临界水氧化反应的稳定性和彻底性产生影响。其中，反应器喷嘴用于将待反应原料和氧气喷射入超临界水氧化反应器中进行混合，被喷射入所述超临界水反应器中的待反应原料和氧气的混合效果直接影响着反应的彻底性以及反应的快慢程度。

申请号为CN201711437482.7的中国专利，公开了一种超临界水氧化喷嘴及超临界水氧化反应器，设计了一种同轴设置的氧气通道和原料通道的喷嘴，氧气通道位于在原料通道的内侧；其中，原料通道内设置了在行进方向渐缩的第一螺旋状通道，待反应原料在第一螺旋状通道内的流速逐渐增大，并在原料出口处的流速达到最大，提高待反应原料在超临界水氧化反应器中的雾化效果，提高待反应原料与氧气的混合效果，加快反应速度。但是，待反应原料与氧气的混合依然是靠自然扩散混合，导致混合的时间长，且混合不充分，反应速率低，故该喷嘴结构还有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构，通过设置水轮机转轮、转动轴、搅拌叶、球形混合部，解决了现有的超临界水氧化喷嘴结构简单、原料与氧气混合时间长、且混合不充分，反应速率低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构，包括喷嘴本体；所述喷嘴本体包括原料通道、氧气通道和球形混合部；所述原料通道包括原料入口、容纳腔、原料加速管和原料出口；所述原料入口与容纳腔固定连接；所述容纳腔与原料加速管固定连接；所述原料加速管的上部内侧面设置有第一螺旋状通道；所述原料加速管的下部中间位位置设置有圆形通道；所述圆形通道与原料加速管的内壁之间设置有第二螺旋状通道；所述第二螺旋状通道的螺距小于第一螺旋状通道的螺距；所述原料加速管的底部呈倒漏斗状；所述原料出口与原料加速管的底部固定连接；所述原料出口的截面为圆台状；所述原料加速管的中间位置设置有水轮机转轮；所述水轮机转轮的底部与转动轴固定连接；所述转动轴的底端与搅拌叶固定连接；所述转动轴与圆形通道之间通过轴承连接；所述球形混合部的顶部与原料通道固定连接；所述原料出口、搅拌叶均位于球形混合部的内部；所述氧气通道与球形混合部固定连接；所述氧气通道位于球形混合部的上部；所述球形混合部的下部设置有混合料出口。

进一步地，所述原料入口内还设置有过滤网。

进一步地，所述第一螺旋状通道的螺距、第二螺旋状通道的螺距均自上而下渐缩。

进一步地，所述原料出口底部为多孔圆盘。

进一步地，所述混合料出口的个数为1-3个。

进一步地，所述氧气通道由水平段和倾斜段组成；所述倾斜段的倾斜角度为30°-45°。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型针对现有的超临界水氧化喷嘴结构简单、原料与氧气混合时间长、且混合不充分，反应速率低的问题，设置了水轮机转轮、转动轴、搅拌叶、球形混合部，使得原料与氧气混合更加充分，缩短了混合时间，提高了超临界水氧化反应的效率。

2、本实用新型通过设置第一螺旋状通道、第二螺旋状通道，使得待反应原料加速雾化；更方便与氧气混合；利用待反应原料冲击水轮机转轮，从而带动搅拌叶转动，将待反应原料的重力势能转化为搅拌叶搅拌的动能，不额外消耗能量，更加绿色环保。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本实用新型的一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构的结构示意图；

图2为本实用新型的多孔圆盘的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-原料入口，2-氧气通道，3-球形混合部，4-容纳腔，5-原料加速管，6-原料出口，7-第一螺旋状通道，8-第二螺旋状通道，9-水轮机转轮，10-圆形通道，11-混合料出口，12-过滤网，13-转动轴，14-搅拌叶，15-多孔圆盘。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上部”、“下部”、“内侧面”、“底部”、“中间位置”、“顶部”等指示方位或位置关系，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组件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。

请参阅图1-2所示，本实用新型为一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构，包括喷嘴本体；喷嘴本体包括原料通道、氧气通道2和球形混合部3；原料通道包括原料入口1、容纳腔4、原料加速管5和原料出口6；原料入口1与容纳腔4固定连接；原料入口1内还设置有过滤网12；容纳腔4与原料加速管5固定连接；原料加速管5的上部内侧面设置有第一螺旋状通道7；原料加速管5的下部中间位位置设置有圆形通道10；圆形通道10与原料加速管5的内壁之间设置有第二螺旋状通道8；第二螺旋状通道8的螺距小于第一螺旋状通道7的螺距；第一螺旋状通道7的螺距、第二螺旋状通道8的螺距均自上而下渐缩；原料加速管5的底部呈倒漏斗状；原料出口6与原料加速管5的底部固定连接；原料出口6的截面为圆台状；原料出口6底部为多孔圆盘15；原料加速管5的中间位置设置有水轮机转轮9；水轮机转轮9的底部与转动轴13固定连接；转动轴13的底端与搅拌叶14固定连接；转动轴13与圆形通道10之间通过轴承连接；球形混合部3的顶部与原料通道固定连接；原料出口6、搅拌叶14均位于球形混合部3的内部；氧气通道2与球形混合部3固定连接；氧气通道2位于球形混合部3的上部；氧气通道由水平段和倾斜段组成；倾斜段的倾斜角度为30°-45°；球形混合部3的下部设置有混合料出口11；混合料出口11的个数为1-3个。

本实施例的一个具体应用为：

将待处理的污水从原料入口1送到原料加速管5内，原料入口1内的过滤网12将污水中的杂质过滤掉；污水先经过第一螺旋状通道7，污水经过第一螺旋状通道7的加速，冲击水轮机转轮9，带动水轮机转轮9，水轮机转轮9带动转动轴13转动，转动轴13带动搅拌叶14搅动；污水到达第二螺旋状通道8，经过进一步加速，到达原料出口6时，污水达到雾化状态；从氧气管道内通入氧气，氧气和雾化状态的污水经过搅拌叶14的搅拌，充分混合，最后从混合液出口流出；因雾化状态的污水与搅拌叶14经过搅拌叶14的搅拌，混合的更加充分，混合时间短，从而提高了超临界水氧化反应的效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构，包括喷嘴本体；

其特征在于：

所述喷嘴本体包括原料通道、氧气通道(2)和球形混合部(3)；

所述原料通道包括原料入口(1)、容纳腔(4)、原料加速管(5)和原料出口(6)；

所述原料入口(1)与容纳腔(4)固定连接；所述容纳腔(4)与原料加速管(5)固定连接；所述原料加速管(5)的上部内侧面设置有第一螺旋状通道(7)；所述原料加速管(5)的下部中间位置设置有圆形通道(10)；

所述圆形通道(10)与原料加速管(5)的内壁之间设置有第二螺旋状通道(8)；所述第二螺旋状通道(8)的螺距小于第一螺旋状通道(7)的螺距；

所述原料加速管(5)的底部呈倒漏斗状；所述原料出口(6)与原料加速管(5)的底部固定连接；所述原料出口(6)的截面为圆台状；

所述原料加速管(5)的中间位置设置有水轮机转轮(9)；所述水轮机转轮(9)的底部与转动轴(13)固定连接；所述转动轴(13)的底端与搅拌叶(14)固定连接；所述转动轴(13)与圆形通道(10)之间通过轴承连接；

所述球形混合部(3)的顶部与原料通道固定连接；所述原料出口(6)、搅拌叶(14)均位于球形混合部(3)的内部；所述氧气通道(2)与球形混合部(3)固定连接；所述氧气通道(2)位于球形混合部(3)的上部；所述球形混合部(3)的下部设置有混合料出口(11)。

2.根据权利要求1所述的一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构，其特征在于，所述原料入口(1)内还设置有过滤网(12)。

3.根据权利要求1或2所述的一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构，其特征在于，所述第一螺旋状通道(7)的螺距、第二螺旋状通道(8)的螺距均自上而下渐缩。

4.根据权利要求3所述的一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构，其特征在于，所述原料出口(6)底部为多孔圆盘(15)。

5.根据权利要求1或2或4所述的一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构，其特征在于，所述混合料出口(11)的个数为1-3个。

6.根据权利要求5所述的一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构，其特征在于，所述氧气通道(2)由水平段和倾斜段组成；所述倾斜段的倾斜角度为30°-45°。

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