本發(fā)明涉及超臨界水氧化反應(yīng)器，具體而言，涉及一種管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

1、超臨界水氧化技術(shù)是一種利用超臨界水環(huán)境對(duì)有機(jī)廢物進(jìn)行高效氧化降解的先進(jìn)處理技術(shù)。該技術(shù)利用水在超臨界狀態(tài)下所具有的特殊性質(zhì)，使氧化劑和有機(jī)物完全溶解在超臨界水中并發(fā)生均相氧化反應(yīng)，迅速、徹底地將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成無(wú)害化的co2、n2、h2o等小分子化合物，氯轉(zhuǎn)化成氯離子的金屬鹽，硝基物轉(zhuǎn)化成氮?dú)?，硫轉(zhuǎn)化成硫酸鹽，磷轉(zhuǎn)化成磷酸鹽。

2、超臨界水氧化技術(shù)的核心設(shè)備是同時(shí)具有高溫、高壓、高鹽濃度和高氧濃度的反應(yīng)器。在此苛刻的反應(yīng)條件下，目前現(xiàn)有的超臨界水氧化反應(yīng)器所面臨的突出問(wèn)題就是放熱量控制、材料腐蝕和鹽沉積堵塞。處理高有機(jī)物含量物料是超臨界水氧化技術(shù)維持自熱反應(yīng)的必要條件，而高濃度有機(jī)物氧化反應(yīng)時(shí)會(huì)劇烈放熱，產(chǎn)生局部的高溫，過(guò)高的溫度會(huì)使材料承壓能力降低和導(dǎo)致高溫腐蝕。高溫高壓環(huán)境中高氧和高鹽濃度(如鹵素離子或磷酸根離子)會(huì)造成服役材料的嚴(yán)重腐蝕，而通過(guò)提高材料耐蝕等級(jí)來(lái)被動(dòng)提升抗腐蝕能力，則會(huì)導(dǎo)致高昂的制造成本。超臨界水條件下無(wú)機(jī)鹽溶解度極低，析出的無(wú)機(jī)鹽也會(huì)對(duì)反應(yīng)器造成堵塞，致使系統(tǒng)超壓引發(fā)安全事故或停機(jī)。

3、目前，超臨界水氧化反應(yīng)器通常采用管式反應(yīng)器，其中管式反應(yīng)器便于制造、利于工業(yè)放大，但是結(jié)構(gòu)單一不利于設(shè)置防腐和防鹽沉積結(jié)構(gòu)，僅適于大規(guī)模工業(yè)化且弱腐蝕性和低含鹽物料，若是處理量大、高有機(jī)物濃度和高含鹽的物料則會(huì)出現(xiàn)局部高溫、材料腐蝕和鹽沉積堵塞問(wèn)題，嚴(yán)重影響反應(yīng)器的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在解決上述技術(shù)問(wèn)題中的至少一個(gè)。

2、本發(fā)明提供一種管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，包括：反應(yīng)器筒體、內(nèi)襯套筒、上蓋和下蓋，所述內(nèi)襯套筒由多孔材料燒結(jié)而成，所述內(nèi)襯套筒設(shè)置于所述反應(yīng)器筒體內(nèi)，且所述內(nèi)襯套筒的外壁與所述反應(yīng)器筒體的內(nèi)壁之間留有間隙，所述上蓋和所述下蓋分別密封連接于所述反應(yīng)器筒體的兩個(gè)開(kāi)口端，且所述內(nèi)襯套筒的兩端分別與所述上蓋和所述下蓋抵接；令所述內(nèi)襯套筒與所述反應(yīng)器筒體所圍成的空間為外腔，所述內(nèi)襯套筒的內(nèi)部空間為內(nèi)腔，其中所述外腔用于注入高于所述內(nèi)腔壓力的低溫冷卻水，所述內(nèi)腔用于注入有機(jī)廢液和氧化劑。

3、本發(fā)明提供的一種管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，相較于現(xiàn)有技術(shù)，具有但不局限于以下有益效果：

4、本發(fā)明所述的管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，安裝時(shí)，先將下蓋密封連接在反應(yīng)器筒體的下開(kāi)口端，然后將內(nèi)襯套筒放入反應(yīng)器筒體，最后將上蓋密封連接在反應(yīng)器筒體的上開(kāi)口端，通過(guò)上蓋和下蓋的密封連接達(dá)到密封要求，即反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)，外腔的冷卻水只允許通過(guò)內(nèi)襯套筒的孔隙滲入到內(nèi)腔，不允許從內(nèi)襯套筒的上、下端部流出。使用時(shí)，將有機(jī)廢液和氧化劑注入內(nèi)襯套筒的內(nèi)腔，在內(nèi)腔中心區(qū)進(jìn)行超臨界水氧化反應(yīng)，從而生成無(wú)害化的高溫含鹽流體。將高于內(nèi)腔壓力的低溫冷卻水注入內(nèi)襯套筒的外壁與反應(yīng)器筒體的內(nèi)壁之間的間隙內(nèi)，即內(nèi)襯套筒與所述反應(yīng)器筒體所圍成的空間(外腔)，在降低反應(yīng)器筒體的壁溫的同時(shí)，經(jīng)多孔材料燒結(jié)而成的內(nèi)襯套筒滲入到內(nèi)襯套筒的內(nèi)腔并在內(nèi)襯套筒的內(nèi)壁形成一層穩(wěn)定的亞臨界水膜，該水膜能阻止反應(yīng)區(qū)(內(nèi)腔)高腐蝕性介質(zhì)進(jìn)入外腔與反應(yīng)器筒體壁面接觸并能避免反應(yīng)區(qū)含鹽流體在內(nèi)襯套筒壁面析出有機(jī)鹽，解決了反應(yīng)器筒體內(nèi)壁的腐蝕和內(nèi)襯套筒鹽沉積問(wèn)題。

5、可選地，所述內(nèi)襯套筒的下端與所述下蓋之間設(shè)置有第一密封墊，所述內(nèi)襯套筒的上端與所述上蓋之間設(shè)置有第二密封墊。

6、可選地，本管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器還包括第一定位板、第一襯環(huán)和第三密封墊，所述第一定位板設(shè)置于所述下蓋朝向所述內(nèi)襯套筒的端面，所述第一密封墊套設(shè)于所述第一定位板上，所述第一襯環(huán)套設(shè)于所述第一定位板上，且所述第一襯環(huán)背離所述第一定位板的外圓周面與所述反應(yīng)器筒體的內(nèi)壁抵接，所述第一密封墊背離所述下蓋的端面與所述第一襯環(huán)抵接，所述內(nèi)襯套筒的下端抵接于所述第一襯環(huán)，所述第三密封墊設(shè)置于所述內(nèi)襯套筒的下端與所述第一襯環(huán)之間。

7、可選地，本管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器還包括第二定位板、第二襯環(huán)和第四密封墊，所述第二定位板設(shè)置于所述上蓋朝向所述內(nèi)襯套筒的端面，所述第二密封墊套設(shè)于所述第二定位板上，所述第二襯環(huán)套設(shè)于所述第二定位板上，且所述第二襯環(huán)背離所述第二定位板的外圓周面與所述反應(yīng)器筒體的內(nèi)壁抵接，所述第二密封墊背離所述下蓋的端面與所述第一襯環(huán)抵接，所述內(nèi)襯套筒的上端抵接于所述第二襯環(huán)，所述第四密封墊設(shè)置于所述內(nèi)襯套筒的上端與所述第二襯環(huán)之間。

8、可選地，本管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器還包括第一螺栓、第一螺母、第一壓環(huán)和第五密封墊，所述反應(yīng)器筒體靠近所述下蓋的一端開(kāi)設(shè)有第一螺紋孔，所述第一壓環(huán)上開(kāi)設(shè)有第一連接孔，所述第一壓環(huán)和所述第五密封墊均套設(shè)于所述下蓋，所述第一螺栓用于穿過(guò)所述第一連接孔并與所述第一螺紋孔連接，所述第一螺母連接于所述第一螺栓上，且所述第一螺母用于朝向靠近所述第一壓環(huán)方向選擰，以將所述第五密封墊壓緊于所述第一壓環(huán)與所述反應(yīng)器筒體之間。

9、可選地，本管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器還包括第二螺栓、第二螺母、第二壓環(huán)和第六密封墊，所述反應(yīng)器筒體靠近所述上蓋的一端開(kāi)設(shè)有第二螺紋孔，所述第二壓環(huán)上開(kāi)設(shè)有第二連接孔，所述第二壓環(huán)和所述第六密封墊均套設(shè)于所述上蓋，所述第二螺栓用于穿過(guò)所述第二連接孔并與所述第二螺紋孔連接，所述第二螺母連接于所述第二螺栓上，且所述第二螺母用于朝向靠近所述第二壓環(huán)方向選擰，以將所述第六密封墊壓緊于所述第二壓環(huán)與所述反應(yīng)器筒體之間。

10、可選地，本管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器還包括熱電偶管，所述熱電偶管一部分穿過(guò)所述上蓋并伸入所述內(nèi)腔，所述熱電偶管的另一部分位于所述反應(yīng)器筒體的外部。

11、可選地，本管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器還包括壓力表接管，所述壓力表接管一部分穿過(guò)所述上蓋并伸入所述內(nèi)腔，所述壓力表接管的另一部分位于所述反應(yīng)器筒體的外部。

12、可選地，本管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器還包括注水管，所述注水管一部分穿過(guò)所述上蓋并伸入所述外腔，所述注水管的另一部分位于所述反應(yīng)器筒體的外部。

13、可選地，本管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器還包括排放管，所述排放管一部分穿過(guò)所述下蓋并與所述內(nèi)腔連通，所述排放管的另一部分位于所述反應(yīng)器筒體的外部。

技術(shù)特征：

1.一種管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，其特征在于，包括：反應(yīng)器筒體(1)、內(nèi)襯套筒(2)、上蓋(3)和下蓋(4)，所述內(nèi)襯套筒(2)由多孔材料燒結(jié)而成，所述內(nèi)襯套筒(2)設(shè)置于所述反應(yīng)器筒體(1)內(nèi)，且所述內(nèi)襯套筒(2)的外壁與所述反應(yīng)器筒體(1)的內(nèi)壁之間留有間隙，所述上蓋(3)和所述下蓋(4)分別密封連接于所述反應(yīng)器筒體(1)的兩個(gè)開(kāi)口端，且所述內(nèi)襯套筒(2)的兩端分別與所述上蓋(3)和所述下蓋(4)抵接；令所述內(nèi)襯套筒(2)與所述反應(yīng)器筒體(1)所圍成的空間為外腔(100)，所述內(nèi)襯套筒(2)的內(nèi)部空間為內(nèi)腔(200)，其中所述外腔(100)用于注入高于所述內(nèi)腔(200)壓力的低溫冷卻水，所述內(nèi)腔(200)用于注入有機(jī)廢液和氧化劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，其特征在于，所述內(nèi)襯套筒(2)的下端與所述下蓋(4)之間設(shè)置有第一密封墊(5)，所述內(nèi)襯套筒(2)的上端與所述上蓋(3)之間設(shè)置有第二密封墊(6)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，其特征在于，還包括第一定位板(7)、第一襯環(huán)(8)和第三密封墊(9)，所述第一定位板(7)設(shè)置于所述下蓋(4)朝向所述內(nèi)襯套筒(2)的端面，所述第一密封墊(5)套設(shè)于所述第一定位板(7)上，所述第一襯環(huán)(8)套設(shè)于所述第一定位板(7)上，且所述第一襯環(huán)(8)背離所述第一定位板(7)的外圓周面與所述反應(yīng)器筒體(1)的內(nèi)壁抵接，所述第一密封墊(5)背離所述下蓋(4)的端面與所述第一襯環(huán)(8)抵接，所述內(nèi)襯套筒(2)的下端抵接于所述第一襯環(huán)(8)，所述第三密封墊(9)設(shè)置于所述內(nèi)襯套筒(2)的下端與所述第一襯環(huán)(8)之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，其特征在于，還包括第二定位板、第二襯環(huán)和第四密封墊，所述第二定位板設(shè)置于所述上蓋(3)朝向所述內(nèi)襯套筒(2)的端面，所述第二密封墊(6)套設(shè)于所述第二定位板上，所述第二襯環(huán)套設(shè)于所述第二定位板上，且所述第二襯環(huán)背離所述第二定位板的外圓周面與所述反應(yīng)器筒體(1)的內(nèi)壁抵接，所述第二密封墊(6)背離所述下蓋(4)的端面與所述第一襯環(huán)(8)抵接，所述內(nèi)襯套筒(2)的上端抵接于所述第二襯環(huán)，所述第四密封墊設(shè)置于所述內(nèi)襯套筒(2)的上端與所述第二襯環(huán)之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，其特征在于，還包括第一螺栓(10)、第一螺母(11)、第一壓環(huán)(12)和第五密封墊(13)，所述反應(yīng)器筒體(1)靠近所述下蓋(4)的一端開(kāi)設(shè)有第一螺紋孔，所述第一壓環(huán)(12)上開(kāi)設(shè)有第一連接孔，所述第一壓環(huán)(12)和所述第五密封墊(13)均套設(shè)于所述下蓋(4)，所述第一螺栓(10)用于穿過(guò)所述第一連接孔并與所述第一螺紋孔連接，所述第一螺母(11)連接于所述第一螺栓(10)上，且所述第一螺母(11)用于朝向靠近所述第一壓環(huán)(12)方向選擰，以將所述第五密封墊(13)壓緊于所述第一壓環(huán)(12)與所述反應(yīng)器筒體(1)之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，其特征在于，還包括第二螺栓、第二螺母、第二壓環(huán)和第六密封墊，所述反應(yīng)器筒體(1)靠近所述上蓋(3)的一端開(kāi)設(shè)有第二螺紋孔，所述第二壓環(huán)上開(kāi)設(shè)有第二連接孔，所述第二壓環(huán)和所述第六密封墊均套設(shè)于所述上蓋(3)，所述第二螺栓用于穿過(guò)所述第二連接孔并與所述第二螺紋孔連接，所述第二螺母連接于所述第二螺栓上，且所述第二螺母用于朝向靠近所述第二壓環(huán)方向選擰，以將所述第六密封墊壓緊于所述第二壓環(huán)與所述反應(yīng)器筒體(1)之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，其特征在于，還包括熱電偶管(14)，所述熱電偶管(14)一部分穿過(guò)所述上蓋(3)并伸入所述內(nèi)腔(200)，所述熱電偶管(14)的另一部分位于所述反應(yīng)器筒體(1)的外部。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，其特征在于，還包括壓力表接管(15)，所述壓力表接管(15)一部分穿過(guò)所述上蓋(3)并伸入所述內(nèi)腔(200)，所述壓力表接管(15)的另一部分位于所述反應(yīng)器筒體(1)的外部。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，其特征在于，還包括注水管(16)，所述注水管(16)一部分穿過(guò)所述上蓋(3)并伸入所述外腔(100)，所述注水管(16)的另一部分位于所述反應(yīng)器筒體(1)的外部。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，其特征在于，還包括排放管(17)，所述排放管(17)一部分穿過(guò)所述下蓋(4)并與所述內(nèi)腔(200)連通，所述排放管(17)的另一部分位于所述反應(yīng)器筒體(1)的外部。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，涉及超臨界水氧化反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域，管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器包括反應(yīng)器筒體、內(nèi)襯套筒、上蓋和下蓋，內(nèi)襯套筒由多孔材料燒結(jié)而成，內(nèi)襯套筒設(shè)置于反應(yīng)器筒體內(nèi)，且內(nèi)襯套筒的外壁與反應(yīng)器筒體的內(nèi)壁之間留有間隙，上蓋和下蓋分別密封連接于反應(yīng)器筒體的兩個(gè)開(kāi)口端，且內(nèi)襯套筒的兩端分別與上蓋和下蓋抵接；令內(nèi)襯套筒與反應(yīng)器筒體所圍成的空間為外腔，內(nèi)襯套筒的內(nèi)部空間為內(nèi)腔。本發(fā)明的管式蒸發(fā)壁反應(yīng)器，相比于現(xiàn)有技術(shù)，可以阻止反應(yīng)區(qū)高腐蝕性介質(zhì)進(jìn)入外腔與反應(yīng)器筒體壁面接觸并能避免反應(yīng)區(qū)含鹽流體在內(nèi)襯套筒壁面析出有機(jī)鹽，解決了反應(yīng)器筒體內(nèi)壁的腐蝕和內(nèi)襯套筒鹽沉積問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：張超,于志剛,盧峰,余勝麟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：一重集團(tuán)大連核電石化有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30