CN217895332U - 一种防堵塞的超临界水氧化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防堵塞的超临界水氧化反应装置，所述防堵塞的超临界水氧化反应装置包括有:反应釜、电磁加热线圈及中空金属管；本实用新型利用电磁线圈感应加热，在反应釜中央区域设置中空金属管，反应过程中中空金属管内优先达到超临界区域，无机盐结晶析出，避免无机盐在釜体内壁上的结垢和堵塞，中空金属管内的导磁金属颗粒作为晶核，并使用高压亚临界软水冲洗中空金属管，实现无机盐的分离和防止反应器堵塞；最终实现超临界水氧化反应装置的防堵塞和无机盐的分离。

Description

一种防堵塞的超临界水氧化反应装置

技术领域

本实用新型涉及超临界水氧化领域，特别是涉及一种防堵塞的超临界水氧化反应装置。

背景技术

超临界水(SCW，T>374℃，p>22.1MPa)氧化技术是一种处理危险废物(炸药、高毒性、放射性废料和废水)的强大绿色技术。当水的温度达到临界点后，液体和蒸汽相间消失，形成均一相的稠密气体。可同时易溶有机物和气体，消除相间反应物的传质阻力，是一种良好的热化学反应介质。氧化剂与有机物能够进行均相反应，将难降解有机物迅速、完全地氧化成二氧化碳、水、氮、盐等无害的小分子无机物。然而，当水到达临界点后，超临界水的极性降低，无机盐在超临界水中的溶解度极低，粘性很大，容易在反应器内壁结晶和沉积，造成堵塞反应装置的堵塞，影响换热效率并加剧材料腐蚀，目前设计的处理工业废水的超临界水氧化反应器普遍存在着盐沉积和腐蚀等问题。

因此需要一种防堵塞的超临界水氧化反应装置来解决上述问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种防堵塞的超临界水氧化反应装置，所述防堵塞的超临界水氧化反应装置包括有:反应釜、电磁加热线圈及中空金属管；反应釜内部设置有反应腔体；电磁加热线圈缠绕设置在反应釜外壁上；中空金属管设置于反应腔体内；中空金属管的管壁上设置有若干通孔；通过通孔连通反应腔体及中空金属管内部；亚临界软水入口管及导磁金属颗粒入口管均与中空金属管顶端连通，旋风沉淀器与中空金属管末端连通；出口管与旋风沉淀器连通；氧化剂入口管一端与中空金属连通；溶液出口管与反应腔体一端连通，若干溶液入口管与反应腔体另一端连通。

优选的，反应釜包括有顶盖、底盖、釜体；釜体呈两端开口的圆筒结构，顶盖及底盖分别用于密封釜体两端开口。中空金属管两端分别与顶盖及底盖连接。

优选的，若干溶液入口管数量为两；两溶液入口管与反应腔体连通的一端相向倾斜且对称设置在反应腔体内。

优选的，中空金属管内填充有导磁金属颗粒。

优选的，防堵塞的超临界水氧化反应装置还包括有安全阀及压力表；安全阀反应腔体内部连接，对整个装置进行超压保护；压力表与反应腔体内部连接，用于监测反应腔体内的压力。

优选的，防堵塞的超临界水氧化反应装置还包括有第一温度检测仪、第二温度检测仪及第三温度检测仪；第一温度检测仪的测温点与中空金属管连接，第一温度检测仪用于测量中空金属管的温度；第二温度检测仪的测温点设置在反应腔体内，第二温度检测仪用于测量反应腔体内的温度；第三温度检测仪的测温点与釜体内壁连接，第三温度检测仪用于测量釜体内壁的温度。

由于采用了上述技术方案，本实用新型相对现有技术来说，取得的技术进步是：本实用新型利用电磁线圈感应加热，在反应釜中央区域设置中空金属管，反应过程中中空金属管内优先达到超临界区域，无机盐结晶析出，避免无机盐在釜体内壁上的结垢和堵塞，中空金属管内的导磁金属颗粒作为晶核，并使用高压亚临界软水冲洗中空金属管，实现无机盐的分离和防止反应器堵塞；最终实现超临界水氧化反应装置的防堵塞和无机盐的分离。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一种防堵塞的超临界水氧化反应装置的结构示意图；

主要元件符号说明

反应釜1	电磁加热线圈2	中空金属管3
			反应腔体4	通孔31	亚临界软水入口管11
导磁金属颗粒入口管12	出口管13	氧化剂入口管14
			溶液出口管15	溶液入口管16	顶盖18
底盖19	釜体10	导磁金属颗粒5
			旋风沉淀器17	第一温度检测仪21	第二温度检测仪22
第三温度检测仪23	安全阀24	压力表25

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆斗不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1，一种防堵塞的超临界水氧化反应装置，所述防堵塞的超临界水氧化反应装置包括有:反应釜1、电磁加热线圈2及中空金属管3；反应釜1内部设置有反应腔体4；电磁加热线圈2缠绕设置在反应釜1外壁上；中空金属管3设置于反应腔体4内；中空金属管3的管壁上设置有若干通孔31；通过通孔31连通反应腔体4及中空金属管3内部；亚临界软水入口管11及导磁金属颗粒入口管12均与中空金属管3顶端连通，旋风沉淀器17与中空金属管3末端连通；出口管13与旋风沉淀器17连通；若干氧化剂入口管14一端均与中空金属管3连通；溶液出口管15与反应腔体4一端连通，若干溶液入口管16与反应腔体4另一端连通。

在本实用新型中的一实施例中，溶液出口管15与反应腔体4顶端连通。

在本实用新型中的一实施例中，反应釜1包括有顶盖18、底盖19、釜体10；釜体10呈两端开口的圆筒结构，顶盖18及底盖19分别用于密封釜体13两端开口。中空金属管3两端分别与顶盖18及底盖19连接。

在本实用新型中的一实施例中，若干溶液入口管16数量为两；两溶液入口管16与反应腔体4连通的一端相向倾斜且对称设置在反应腔体4内。

在本实用新型中的一实施例中，若干氧化剂入口管14数量为两；两氧化剂入口管14对称设置。

在本实用新型中的一实施例中，中空金属管3内填充有导磁金属颗粒5。

在本实用新型中的一实施例中，防堵塞的超临界水氧化反应装置还包括有安全阀24及压力表25；安全阀24反应腔体4内部连接，对整个装置进行超压保护；压力表25与反应腔体4内部连接，用于监测反应腔体4内的压力。

在本实用新型中的一实施例中，防堵塞的超临界水氧化反应装置还包括有第一温度检测仪21、第二温度检测仪22及第三温度检测仪23；第一温度检测仪21的测温点与中空金属管连接，第一温度检测仪21用于测量中空金属管3的温度；第二温度检测仪22的测温点设置在反应腔体4内，第二温度检测仪22用于测量反应腔体4内的温度；第三温度检测仪23的测温点与釜体10内壁连接，第三温度检测仪23用于测量釜体10内壁的温度。

防堵塞的超临界水氧化反应装置的操作过程如下：导磁金属颗粒5由导磁导磁金属颗粒入口管12进入中空金属管3中，反应溶液由溶液入口管16进入釜体10内部，安装于釜体10顶部的溶液出口管15用于将超临界水汽从釜体10排出，空气或氧气通过氧化剂入口管14进入中空金属管3内部，反应溶液和氧气通过换热器预加热到亚临界状态，由电磁加热线圈2加热釜体10，使釜体10的反应器中央温度到达到超临界状态，同时釜体10内壁为亚临界状态，通过第二测温点16和第三测温点24测量实时温度，当反应腔体4内和釜体10达到超临界状态且总反应时长达到时，由亚临界软水入口管11通入高压亚临界软水冲洗中空金属管3和导磁金属颗粒5，由中空金属管3下方连通的旋风沉淀器17对导磁金属颗粒5进行收集，无机盐通过与旋风沉淀器17连通的出口管13排出。

本实用新型通过电磁加热线圈2控制升温速率，控制无机盐在超临界区域析出和亚临界区域重新溶解，实现无机盐的分离回收。

本实用新型能实现超临界水氧化反应的阶段性连续运行，防止了无机盐沉积在反应器内部的堵塞和无机盐对换热效率的影响，并且合理利用了余热。

本实用新型的工作原理：无机盐在超临界水中溶解度会很低，利用电磁线圈感应加热，并通过材料导磁性差别，在反应釜中央区域设置中空金属管3，反应过程中中空金属管内优先达到超临界区域，无机盐结晶析出，避免无机盐在釜体10内壁上的结垢和堵塞，中空金属管3内的导磁金属颗粒5作为晶核，并使用高压亚临界软水冲洗中空金属管3，实现无机盐的分离和防止反应器堵塞。最终实现超临界水氧化反应装置的防堵塞和无机盐的分离。

Claims (6)

1.一种防堵塞的超临界水氧化反应装置，其特征在于：所述防堵塞的超临界水氧化反应装置包括有:反应釜、电磁加热线圈及中空金属管；反应釜内部设置有反应腔体；电磁加热线圈缠绕设置在反应釜外壁上；中空金属管设置于反应腔体内；中空金属管的管壁上设置有若干通孔；通过通孔连通反应腔体及中空金属管内部；亚临界软水入口管及导磁金属颗粒入口管均与中空金属管顶端连通，旋风沉淀器与中空金属管末端连通；出口管与旋风沉淀器连通；若干氧化剂入口管一端均与中空金属管连通；溶液出口管与反应腔体一端连通，若干溶液入口管与反应腔体另一端连通。

2.如权利要求1所述的一种防堵塞的超临界水氧化反应装置，其特征在于：反应釜包括有顶盖、底盖、釜体；釜体呈两端开口的圆筒结构，顶盖及底盖分别用于密封釜体两端开口；中空金属管两端分别与顶盖及底盖连接。

3.如权利要求2所述的一种防堵塞的超临界水氧化反应装置，其特征在于：若干溶液入口管数量为两个；两溶液入口管与反应腔体连通的一端相向倾斜且对称设置在反应腔体内。

4.如权利要求3所述的一种防堵塞的超临界水氧化反应装置，其特征在于：中空金属管内填充有导磁金属颗粒。

5.如权利要求4所述的一种防堵塞的超临界水氧化反应装置，其特征在于：防堵塞的超临界水氧化反应装置还包括有安全阀及压力表；安全阀与反应腔体内部连接，对整个装置进行超压保护；压力表与反应腔体内部连接，用于监测反应腔体内的压力。

6.如权利要求5所述的一种防堵塞的超临界水氧化反应装置，其特征在于：防堵塞的超临界水氧化反应装置还包括有第一温度检测仪、第二温度检测仪及第三温度检测仪；第一温度检测仪的测温点与中空金属管连接，第一温度检测仪用于测量中空金属管的温度；第二温度检测仪的测温点设置在反应腔体内，第二温度检测仪用于测量反应腔体内的温度；第三温度检测仪的测温点与釜体内壁连接，第三温度检测仪用于测量釜体内壁的温度。

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