CN220048055U - 超临界反应器结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种超临界反应器结构，属于超临界催化氧化设备技术领域，包括内筒，内筒包括自上而下依次设置的高温段、换热段和低温段，低温段连通排液口；低温段的外侧壁上具有若干个安装部，安装部连接有防腐件；防腐件为活泼性大于内筒的金属块。本实用新型提供的超临界反应器结构，在内筒的低温段设置安装部以及在安装部上设置防腐件，防腐件与内筒形成原电池，通过防腐件释放电子从而保护金属内筒，减缓内筒被溶液电化学腐蚀速度，降低了运营成本，以及提高了内筒的安全性能。
Description
技术领域
本实用新型属于超临界催化氧化设备技术领域，更具体地说，是涉及一种超临界反应器结构。
背景技术
超临界水氧化反应即有机物和氧化剂在超临界水中迅速发生氧化反应，彻底分解为水、N2，CO2等小分子的无机物和溶于水的无机盐，其产水中的SO4 2-、Cl-等离子与过量的氧化剂会对直接接触的金属产生电化学腐蚀，同时高温会加剧这一腐蚀现象。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种超临界反应器结构，旨在解决超临界反应器内筒被溶液中的氧化剂产生电化学腐蚀的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种超临界反应器结构，包括：
内筒，所述内筒包括自上而下依次设置的高温段、换热段和低温段，所述低温段连通排液口；所述低温段的外侧壁上具有若干个安装部，所述安装部连接有防腐件；所述防腐件为活泼性大于所述内筒的金属块。
作为本申请另一实施例，所述安装部为多个，多个所述安装部沿所述低温段的周向均匀分布。
作为本申请另一实施例，所述安装部凸出所述内筒的外侧壁。
作为本申请另一实施例，所述低温段包括自上而下依次连接的纵向侧板和倾斜侧板，所述纵向侧板的上端连接所述换热段，所述倾斜侧板的下端连接所述排液口；所述安装部设于所述倾斜侧板上。
作为本申请另一实施例，所述金属块与所述安装部通过铆钉连接。
作为本申请另一实施例，所述金属块上至少设有两个用于连接铆钉的连接孔。
作为本申请另一实施例，还包括贯穿所述金属块的连接杆，所述连接杆的两端均焊接于所述安装部上。
作为本申请另一实施例，所述连接杆的长度方向与所述金属块的长度方向一致。
作为本申请另一实施例，所述金属块为锌块。
作为本申请另一实施例，还包括外筒，所述外筒套设在所述内筒的外侧，所述外筒与所述内筒之间具有换热腔，所述换热腔覆盖所述高温段和所述换热段；所述换热腔内灌注有冷却水。
本实用新型提供的超临界反应器结构的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型超临界反应器结构，在内筒的低温段设置安装部以及在安装部上设置防腐件，防腐件与内筒形成原电池，通过防腐件释放电子从而保护金属内筒，减缓内筒被溶液电化学腐蚀速度，降低了运营成本，以及提高了内筒的安全性能。
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反应器结构的结构示意图；
图2为本实用新型第一实施例提供的金属块的结构示意图。
图中：1、外筒；2、内筒；21、高温段；22、换热段；23、低温段；3、换热腔；4、金属块；41、连接孔。
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。
请参阅图1及图2，现对本实用新型提供的超临界反应器结构进行说明。所述超临界反应器结构，包括内筒2，内筒2包括自上而下依次设置的高温段21、换热段22和低温段23，低温段23连通排液口；低温段23的外侧壁上具有若干个安装部，安装部连接有防腐件；防腐件为活泼性大于内筒2的金属块4。
本实用新型提供的超临界反应器结构，与现有技术相比，内筒2的材质为耐高温高压的金属，其主要材质为Fe、Ti、Cd等金属按比例混合，由于其内部的有机物和氧化剂在超临界水中发生氧化反应，其产生的SO42-、Cl-等离子与过量的氧化剂会对内筒2产生电化学腐蚀，且较高的反应温度会增加腐蚀现象；因此在内筒2的低温段23设置安装部以及在安装部上设置防腐件，防腐件与内筒2形成原电池，通过防腐件释放电子从而保护金属内筒2，减缓内筒2被溶液电化学腐蚀速度，降低了运营成本，以及提高了内筒2的安全性能。
具体原理可参照轮船防腐技术，利用牺牲阴极保护阳极的原理，通过在内筒2的外侧增加一组或者多组的活泼金属块4，使金属块4与内筒2形成原电池，电子从阴极金属块4释放从而保护阳极内筒2。在反应时，金属块4作为负极失去电子，发生氧化反应；内筒2作为正极得到电子，与水反生还原反应，在内筒2中导电介质为水。
在一些可能的实施例中，请参阅图1，安装部为多个，多个安装部沿低温段23的周向均匀分布。
安装部设于内筒2的低温段23的外侧壁上，安装部具有多个，多个安装部沿低温段23的周向均匀分布。每个安装部均对应安装有一个金属块4，金属块4通过与安装部固定，从而实现与内筒2的连接。在反应时，金属块4的电子通过与安装部并传递至内筒2的内侧壁，以补充内筒2所缺失的电子。
可选的，安装部凸出内筒2的外侧壁。安装部的外侧壁向外侧凸出的厚度为1-10mm，通过增加安装部的厚度以提高金属块4的安装稳定性，以及提高内筒2与金属块4连接处的稳定性，避免在连接处破损。
具体地，内筒2的低温段23包括自上而下依次连接的纵向侧板和倾斜侧板，纵向侧板的上端连接换热段22，倾斜侧板的下端连接排液口；安装部设于倾斜侧板上。安装部设于靠近排液口的部位。
由于内筒2内发生反应，形成高温的环境，而活泼性较高的金属的熔点相对较低，因此将金属块4安装在内筒2的底部，靠近排液口的部位。
由于内筒2的高温段21和换热段22甚至低温段23的纵向侧板的外侧均设有冷却水，因此，内筒2的温度为自上而下逐渐降低的，将金属块4设于内筒2的底部与内筒2的最低温位置接触，可保护金属块4，避免金属块4熔化。
内筒2的高温段21的温度达600-650℃，内筒2的低温段23的温度达200-230℃。所选用金属块4的熔点温度需高于230℃。
可选的，金属块4为锌块。同温度下，内筒2的电极电位高于锌块，即其金属活泼性低于锌，锌会优先失去电子被氧化，从而保护内筒2免受电化学腐蚀。
锌块的活泼性大于内筒2的活泼性，可作为防腐件。锌块的熔点为419.53℃，因此锌块可以保持固态形式。
当采用锌块作为防腐件时，产生的原电池反应如下：
负极：Zn–2e-→Zn2+；
正极：O2+2e-+2H2O→4OH-。
在一些可能的实施例中，请参阅图2，金属块4与安装部通过铆钉连接。
金属块4上开设有至少一个连接孔41，金属块4与安装部通过铆钉连接。铆钉贯穿上述连接孔41和安装部，并伸入内筒2的内部，与内筒2的内侧壁贴合。
金属块4上至少开设有两个用于连接铆钉的连接孔41，两个连接孔41间隔设置，提高了金属块4安装稳定性。连接孔41在远离内筒2的一侧具有台阶面，用于限位铆钉的端部。
可选的，金属块4为环形，金属块4的上端面为倾斜面，金属块4的上端面贴合在倾斜侧板的外侧壁上。环形的金属块4贴合的倾斜侧板上借助铆钉固定在内筒2上。
此外，金属块4还可以借助连接杆焊接在内筒2上。连接杆贯穿金属块4且连接杆的两端焊接在内筒2的安装部上。
连接杆为金属杆，连接杆作为导体连接金属块4和内筒2。
当金属块4为锌块时，连接杆沿锌块的长度方向贯穿锌块，连接杆的两端焊接在同一安装部或者相邻安装部上。以增加连接杆与锌块的接触面积，提高导电性能。
可选的，金属块4沿内筒2的轴向间隔设置有多层，每层具有多个沿内筒2的周向均匀分布的金属块4。
在一些可能的实施例中，请参阅图1，还包括外筒1，外筒1套设在内筒2的外侧，外筒1与内筒2之间具有换热腔3，换热腔3覆盖高温段21和换热段22；换热腔3内灌注有冷却水。
外筒1套设在内筒2的外侧，与内筒2之间设置换热腔3，且外筒1上连接有冷却水进出管。
换热腔3的上端与内筒2的顶盖平齐，换热腔3的下端与低温段23的纵向侧板的底端平齐。换热腔3内的冷却水自上而下流动，与内筒2内的溶液并流，以降低内筒2内的液体温度。
可选的，内筒2的顶部设有水盘，冷却水进入水盘内并自水盘周向的溢流孔流出，冷却水顺着内筒2的外侧壁流下并在流动过程中与内筒2完成换热。
可选的，在换热腔3内设置冷却盘管，冷却盘管绕设在内筒2的外侧。冷却盘管内灌注有冷却水，用于对内筒2降温。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.超临界反应器结构，其特征在于，包括：
内筒(2)，所述内筒(2)包括自上而下依次设置的高温段(21)、换热段(22)和低温段(23)，所述低温段(23)连通排液口；所述低温段(23)的外侧壁上具有若干个安装部，所述安装部连接有防腐件；所述防腐件为活泼性大于所述内筒(2)的金属块(4)。
2.如权利要求1所述的超临界反应器结构，其特征在于，所述安装部为多个，多个所述安装部沿所述低温段(23)的周向均匀分布。
3.如权利要求2所述的超临界反应器结构，其特征在于，所述安装部凸出所述内筒(2)的外侧壁。
4.如权利要求3所述的超临界反应器结构，其特征在于，所述低温段(23)包括自上而下依次连接的纵向侧板和倾斜侧板，所述纵向侧板的上端连接所述换热段(22)，所述倾斜侧板的下端连接所述排液口；所述安装部设于所述倾斜侧板上。
5.如权利要求1所述的超临界反应器结构，其特征在于，所述金属块(4)与所述安装部通过铆钉连接。
6.如权利要求5所述的超临界反应器结构，其特征在于，所述金属块(4)上至少设有两个用于连接铆钉的连接孔(41)。
7.如权利要求1所述的超临界反应器结构，其特征在于，还包括贯穿所述金属块(4)的连接杆，所述连接杆的两端均焊接于所述安装部上。
8.如权利要求7所述的超临界反应器结构，其特征在于，所述连接杆的长度方向与所述金属块(4)的长度方向一致。
9.如权利要求1所述的超临界反应器结构，其特征在于，所述金属块(4)为锌块。
10.如权利要求1所述的超临界反应器结构，其特征在于，还包括外筒(1)，所述外筒(1)套设在所述内筒(2)的外侧，所述外筒(1)与所述内筒(2)之间具有换热腔(3)，所述换热腔(3)覆盖所述高温段(21)和所述换热段(22)；所述换热腔(3)内灌注有冷却水。
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