CN217068790U - 一种有机废液物料均匀混合自预热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种有机废液物料均匀混合自预热装置，涉及废液处理技术领域。包括反应容器，反应容器的顶部设有物料入口装置，物料入口装置伸入反应容器内部，且伸入端可拆卸连接有高效喷嘴组件；反应容器的一侧设有高压氧气入口，反应容器的另一侧设有超临界水入口，其中，高压氧气入口和超临界水入口错位设置。本实用新型通过物料入口装置和高效喷嘴组件将流体物料均匀分布于反应容器内，与其它反应介质均匀充分混合，使反应充分和彻底，保证有机废液的处理的品质，通过上下错位喷入高压的助氧剂和超临界水，助氧剂和超临界水高差错位进入，与上方的流体物料形成三介质动态紊流，快速完成充分均匀混合预热。

Description

一种有机废液物料均匀混合自预热装置

技术领域

本实用新型涉及废液处理技术领域，具体而言，涉及一种有机废液物料均匀混合自预热装置。

背景技术

环境保护已经成为当今世界高度关注的社会问题，作为废物的处理也就成为了环保的热门课题，特别是有机废液的处理，作为较为新型和前沿的超临界水氧化(SCWO)处理技术在过去近三十年中作为取代焚烧处理高浓度有机废液的技术开发取得了巨大的进展，作为该技术的核心设备-超临界反应容器，其工艺要求反应有机废液物料必须快速均匀混合加热，瞬时达到反应容器需要的工艺参数就成了急要解决的问题，这对保证生产品质，提高了生产效率，降低成本与能耗是非常必要的。

超临界反应容器对反应介质的预处理目前常采用传统的液体环形小孔分布器和淋洒分布器，分布与混合效果欠佳；同时，在将反应物料全部混合后再采用加热器进行整体加热，预热速度慢，效率低，工艺参数难以准确控制。

针对现有技术的不足，提供一种能解决上述背景技术中提出的问题的有机废液物料均匀混合自预热装置是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种有机废液物料均匀混合自预热装置，其能够针对现有技术中的不足之处，提出解决方案，具有能够将反应物料快速均匀混合加热，瞬时达到反应容器需要的工艺参数，保证生产品质，提高生产效率等特点。

本实用新型的实施例提供一种有机废液物料均匀混合自预热装置：

包括反应容器，所述反应容器的顶部设有物料入口装置，所述物料入口装置伸入所述反应容器内部，且伸入端可拆卸连接有高效喷嘴组件；

所述反应容器的一侧设有高压氧气入口，所述反应容器的另一侧设有超临界水入口，其中，所述高压氧气入口和所述超临界水入口错位设置；

当物料从所述物料入口装置高压压入后，经所述高效喷嘴组件将物料均匀混合预热喷出，分别与从所述高压氧气入口进入的氧气和从所述超临界水入口进入的超临界水形成三介质动态紊流，实现快速均匀混合预热。

在本实用新型的一些实施例中，所述反应容器内由上至下依次分为进料室、混合室和反应室，所述高压氧气入口和所述超临界水入口分别位于所述混合室的一侧上端和一侧下端。

在本实用新型的一些实施例中，所述物料入口装置包括进料管和套管，所述套管固定于所述反应容器的顶部，所述进料管穿过所述套管并向所述反应容器内部延伸，并通过连接件与所述高效喷嘴组件连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述进料管通过法兰组件与所述套管连接，所述法兰组件由上至下依次包括法兰盖、八角密封垫和中间法兰，所述法兰盖和所述中间法兰通过螺栓连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述套管为双层结构或单层结构。

在本实用新型的一些实施例中，所述高效喷嘴组件包括喷嘴、喷嘴外壳和双锥扩喷器，所述喷嘴的一端与所述连接件可拆卸连接，所述喷嘴的另一端与所述双锥扩喷器连接，所述喷嘴外壳套设于所述喷嘴和所述双锥扩喷器外周。

在本实用新型的一些实施例中，所述双锥扩喷器内的扩喷通道由上至下包括依次连通的接收初混段、混合段和扩散加速段，其中，所述接收初混段的纵截面呈倒置的锥形，所述混合段的纵截面呈矩形，所述扩散加速段的纵截面呈锥形。

在本实用新型的一些实施例中，所述扩散加速段的长度大于所述接收初混段的长度，所述接收初混段的长度大于所述混合段的长度。

在本实用新型的一些实施例中，所述喷嘴外壳的两侧对应开设有入料口。

在本实用新型的一些实施例中，所述入料口的水平位置高于所述双锥扩喷器的顶端。

相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：

本实用新型能够将反应物料快速均匀混合加热，瞬时达到反应容器需要的工艺参数，保证生产品质，提高生产效率；通过反应容器，所述反应容器的顶部设有物料入口装置，所述物料入口装置伸入所述反应容器内部，且伸入端可拆卸连接有高效喷嘴组件；所述反应容器的一侧设有高压氧气入口，所述反应容器的另一侧设有超临界水入口，其中，所述高压氧气入口和所述超临界水入口错位设置；当物料从所述物料入口装置高压压入后，经所述高效喷嘴组件将物料均匀混合预热喷出，分别与从所述高压氧气入口进入的氧气和从所述超临界水入口进入的超临界水形成三介质动态紊流，实现快速均匀混合预热。本实用新型通过物料入口装置和高效喷嘴组件将流体物料均匀分布于反应容器内，与其它反应介质均匀充分混合，使反应充分和彻底，保证有机废液的处理的品质，通过上下错位设置的高压氧气入口和超临界水入口向反应容器内喷入高压的助氧剂和超临界水，助氧剂和超临界水高差错位进入，与上方的流体物料形成三介质动态紊流，快速完成充分均匀混合预热，大大提高了生产效率，降低了成本与能耗，通过将高效喷嘴组件拆卸连接，可根据实际情况更换喷嘴组件，选择适配的喷嘴组件能提高预热效率，节约运行成本。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例中一种有机废液物料均匀混合自预热装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例物料入口装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中喷嘴组件的结构示意图。

附图标记：100、物料入口装置；101、进料管；102、套管；103、连接件；104、法兰盖；105、八角密封垫；106、中间法兰；200、高效喷嘴组件；201、喷嘴；202、喷嘴外壳；2021、入料口；203、双锥扩喷器；2031、接收初混段；2032、混合段；2033、扩散加速段；300、高压氧气入口；400、超临界水入口；500、反应容器；501、进料室；502、混合室；503、反应室。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

参照图1-图3，图1为本实用新型实施例中一种有机废液物料均匀混合自预热装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例物料入口装置的结构示意图；图3为本实用新型实施例中喷嘴组件的结构示意图；

具体包括：反应容器500，反应容器500的顶部设有物料入口装置100，物料入口装置100伸入反应容器500内部，且伸入端可拆卸连接有高效喷嘴组件200；

反应容器500的一侧设有高压氧气入口300，反应容器500的另一侧设有超临界水入口400，其中，高压氧气入口300和超临界水入口400错位设置；

当物料从物料入口装置100高压压入后，经高效喷嘴组件200将物料均匀混合预热喷出，分别与从高压氧气入口300进入的氧气和从超临界水入口400进入的超临界水形成三介质动态紊流，实现快速均匀混合预热。

本实用新型能够将反应物料快速均匀混合加热，瞬时达到反应容器500需要的工艺参数，保证生产品质，提高生产效率；通过反应容器500，反应容器500的顶部设有物料入口装置100，物料入口装置100伸入反应容器500内部，且伸入端可拆卸连接有高效喷嘴组件200；反应容器500的一侧设有高压氧气入口300，反应容器500的另一侧设有超临界水入口400，其中，高压氧气入口300和超临界水入口400错位设置；当物料从物料入口装置100高压压入后，经高效喷嘴组件200将物料均匀混合预热喷出，分别与从高压氧气入口300进入的氧气和从超临界水入口400进入的超临界水形成三介质动态紊流，实现快速均匀混合预热。本实用新型通过物料入口装置100和高效喷嘴组件200将流体物料均匀分布于反应容器500内，与其它反应介质均匀充分混合，使反应充分和彻底，保证有机废液的处理的品质，通过上下错位设置的高压氧气入口300和超临界水入口400向反应容器500内喷入高压的助氧剂和超临界水，助氧剂和超临界水高差错位进入，与上方的流体物料形成三介质动态紊流，快速完成充分均匀混合预热，大大提高了生产效率，降低了成本与能耗，通过将高效喷嘴组件200拆卸连接，可根据实际情况更换喷嘴201组件，选择适配的喷嘴201组件能提高预热效率，节约运行成本。

下面，将对本示例性实施例中一种有机废液物料均匀混合自预热装置作进一步地说明。

在作为一种本实施例中的一种实施方式中，上述反应容器500的顶部设有物料入口装置100，物料入口装置100伸入反应容器500内部，且伸入端可拆卸连接有高效喷嘴组件200，上述物料入口装置100可以是固定式或可拆卸式；上述物料入口装置100用于将待处理的流体物料喷入上述反应容器500内进行自预热处理；达到物料的均匀分布，符合工艺设计的物料接触面及定位。

作为一种示例，上述物料入口装置100包括进料管101和套管102，套管102固定于反应容器500的顶部，具体地，上述套管102为双层结构或单层结构，在本申请实施例中，优选为双层套管102式；上述进料管101穿过套管102并向反应容器500内部延伸，并通过连接件103与高效喷嘴组件200连接，上述进料管101的另一端与外置管线连接，具体地，与外的接口可以采用法兰结构，或螺纹结构或焊接结构，方便拆卸，在本申请实施例中，优选为法兰连接；进料管101通过法兰组件与套管102连接，法兰组件由上至下依次包括法兰盖104、八角密封垫105和中间法兰106，法兰盖104和中间法兰106通过螺栓连接。通过上述法兰连接进料管101与外置管线，通过法兰组件连接进料管101与套管102，使进料管101两端均可拆卸，以便将进料管101取出更换或清理喷嘴201组件，保证喷嘴201组件的高效正常工作。

作为一种示例，上述高效喷嘴组件200包括喷嘴201、喷嘴外壳202和双锥扩喷器203，喷嘴201的一端与连接件103可拆卸连接，如螺纹连接、卡箍连接或抱箍等连接方式，喷嘴201的另一端与双锥扩喷器203连接，其中，上述喷嘴201靠近其出口部分向内收拢，且其纵截面的收拢夹角设为β，上述双锥扩喷器203内的扩喷通道由上至下包括依次连通的接收初混段2031、混合段2032和扩散加速段2033，其中，接收初混段2031的纵截面呈倒置的锥形，其锥形夹角设为α，混合段2032的纵截面呈矩形，扩散加速段2033的纵截面呈锥形，其锥形夹角设为γ，采用锥面接触，增大接触面积，接触更加充分，混合效果更好，需要说明的是，双锥扩喷器203的顶部端面要略高于喷嘴201的底部端面，使由喷嘴201喷出的流体物料能准确喷入双锥扩喷器203内，上述喷嘴外壳202套设于喷嘴201和双锥扩喷器203外周，喷嘴外壳202的两侧对应开设有入料口2021，需要说明的是，入料口2021的水平位置高于双锥扩喷器203的顶端，入料口2021用于吸收次流介质进入双锥扩喷器203内部进行流体物料预热预处理。

需要说明的是，在实际处理中，待处理的有机废液或有不同，根据待处理物料的流量及压力，选用合适的喷嘴201组件，具体地，根据工艺设计的要求，通过精确的计算，分别确定上述α、β、γ的角度大小，选用不同形式的喷嘴201，以达到设计需要的喷射效果；具体地，根据物料的特性及设备的工艺要求，可采用：喷射、雾化、雨淋、喷洒等效果喷嘴201；球形、锥形、柱形喷嘴201；可拆卸的螺纹及其它连接形式的喷嘴201，在本申请的实施例中采用射流高效雾化锥形喷嘴201，α优选为20℃、β优选为20℃、γ优选为7℃，采用可拆卸的螺纹连接形式。

在一具体实施例中，将待处理的物料-主流介质(冷态)，通过加压泵高压进入进料管101，在高效的喷嘴201作用下进行加速，在主液流的背向侧形成负压，将次流介质(高温)从两侧的入料口2021吸入喷头，在双锥扩喷器203中将冷态主流与高温次流介质经过接收初混段2031、混合段2032、扩散加速段2033进行快速、充分、均匀直接混合换热，达到预热温度目的。

在作为一种本实施例中的一种实施方式中，上述反应容器500的一侧设有高压氧气入口300，反应容器500的另一侧设有超临界水入口400，其中，高压氧气入口300和超临界水入口400错位设置；上述反应容器500内由上至下依次分为进料室501、混合室502和反应室503，高压氧气入口300和超临界水入口400分别位于混合室502的一侧上端和一侧下端，当物料从物料入口装置100高压压入后，经高效喷嘴组件200将物料均匀混合预热喷出，经过自预热，进行射流混合、均匀分布，形成雾状，达到液态物料在进料室501中均匀分布，以便后续的充分混合及快速反应，高压力氧气通过氧气入口进入反应容器500内，与下喷的物料进行高差错位、直接接触，形成很薄的边界层，在混合室502上层更有利于均匀混合，高温高压的超临界水通过超临界水入口400进入反应容器500，分别与待处理物料、氧气入口分别高差错位、交错接触、充分混合，形成很薄的边界层，在混合室502下层更有利于均匀混合传质,高温高压超临界水直接混合换热，快速完成工艺反应过程，流体物料分别与从高压氧气入口300进入的氧气和从超临界水入口400进入的超临界水形成三介质动态紊流，实现快速均匀混合预热。

需要说明的是，上述高压氧气入口300可以是垂直进入、端部缩口喷射或端部扩口射流分布，根据实际需求设定；超临界水入口400可以是垂直进入、端部缩口喷射或端部扩口射流分布，根据实际需求设定。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)相比于现有技术在采用物料射流混合自预热高效喷嘴201，是物料的分布器，将流体物料均匀分布，与其它反应介质均匀充分混合，使反应充分和彻底，保证有机废液的处理的品质。

(2)待处理的物料(冷态主流)、高压的助氧剂(氧气)、超临界水分别高差错位、交错进入混合室502，三介质形成动态紊流，快速完成充分均匀混合，提高生产效率。

(3)相比于现有技术的在将反应物料全部混合后再采用加热器进行整体加热到，预热速度慢，效率低，工艺参数难以准确控制的不足，采用物料射流高效喷嘴201，将待处理的物料预处理装置进行自预热、再将高压的助氧剂(氧气)、高温高压超临界水直接混合，充分、快速地完成氧化反应，大大提高了生产效率，降低了成本与能耗。

(4)本发明的物料入口装置100采用套管102式可拆卸结构，方便安装，有拆卸和更换的喷嘴201，节约运行成本。

在本申请实施例中，还提供一种有机废液物料均匀混合自预热方法，具体包括如下步骤：

S110、流体物料均匀分布：将待处理的物料-主流介质(冷态)，通过物料入口装置100上安装的高效喷嘴组件200，达到物料的均匀分布，符合工艺设计的物料接触面及定位；

S120、自预热反应物预处理：待处理的物料(主流介质)通过加压泵高压进入物料入口装置100，在高效的喷嘴201组件作用下、进行加速，在主液流的背向侧形成负压，将次流介质(高温)吸入喷嘴201，在双锥扩喷器203中将冷态主流与高温次流介质经过接收初混段2031、混合段2032、扩散加速段2033进行快速、充分、均匀直接混合换热，达到预热温度目的。

S130、反应物料均匀混合：待处理的物料、高压的助氧剂(氧气)、超临界水分别高差错位、垂直进入，三介质形成动态紊流，快速完成充分均匀混合。

进一步地，流体物料均匀分布工艺设计的物料接触面是双锥面。

进一步地，待处理的物料、高压的助氧剂(氧气)、超临界水入口400位置可根据工艺设计的要求，达到三介质形成动态紊流的效果。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机废液物料均匀混合自预热装置，其特征在于，包括反应容器，所述反应容器的顶部设有物料入口装置，所述物料入口装置伸入所述反应容器内部，且伸入端可拆卸连接有高效喷嘴组件；

所述反应容器的一侧设有高压氧气入口，所述反应容器的另一侧设有超临界水入口，其中，所述高压氧气入口和所述超临界水入口错位设置；

当物料从所述物料入口装置高压压入后，经所述高效喷嘴组件将物料均匀混合预热喷出，分别与从所述高压氧气入口进入的氧气和从所述超临界水入口进入的超临界水形成三介质动态紊流，实现快速均匀混合预热。

2.根据权利要求1所述的有机废液物料均匀混合自预热装置，其特征在于，所述反应容器内由上至下依次分为进料室、混合室和反应室，所述高压氧气入口和所述超临界水入口分别位于所述混合室的一侧上端和一侧下端。

3.根据权利要求1所述的有机废液物料均匀混合自预热装置，其特征在于，所述物料入口装置包括进料管和套管，所述套管固定于所述反应容器的顶部，所述进料管穿过所述套管并向所述反应容器内部延伸，并通过连接件与所述高效喷嘴组件连接。

4.根据权利要求3所述的有机废液物料均匀混合自预热装置，其特征在于，所述进料管通过法兰组件与所述套管连接，所述法兰组件由上至下依次包括法兰盖、八角密封垫和中间法兰，所述法兰盖和所述中间法兰通过螺栓连接。

5.根据权利要求4所述的有机废液物料均匀混合自预热装置，其特征在于，所述套管为双层结构或单层结构。

6.根据权利要求3所述的有机废液物料均匀混合自预热装置，其特征在于，所述高效喷嘴组件包括喷嘴、喷嘴外壳和双锥扩喷器，所述喷嘴的一端与所述连接件可拆卸连接，所述喷嘴的另一端与所述双锥扩喷器连接，所述喷嘴外壳套设于所述喷嘴和所述双锥扩喷器外周。

7.根据权利要求6所述的有机废液物料均匀混合自预热装置，其特征在于，所述双锥扩喷器内的扩喷通道由上至下包括依次连通的接收初混段、混合段和扩散加速段，其中，所述接收初混段的纵截面呈倒置的锥形，所述混合段的纵截面呈矩形，所述扩散加速段的纵截面呈锥形。

8.根据权利要求7所述的有机废液物料均匀混合自预热装置，其特征在于，所述扩散加速段的长度大于所述接收初混段的长度，所述接收初混段的长度大于所述混合段的长度。

9.根据权利要求6所述的有机废液物料均匀混合自预热装置，所述喷嘴外壳的两侧对应开设有入料口。

10.根据权利要求9所述的有机废液物料均匀混合自预热装置，其特征在于，所述入料口的水平位置高于所述双锥扩喷器的顶端。

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