超臨界反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種超臨界反應(yīng)器，超臨界反應(yīng)器的腔體（1）為中空結(jié)構(gòu)，腔體（1）的內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)流板（2），所述導(dǎo)流板（2）沿腔體（1）的軸向方向（L）呈螺旋形地設(shè)置在腔體（1）的內(nèi)壁上，并由腔體（1）的內(nèi)壁向腔體（1）內(nèi)部延伸。本實用新型的超臨界反應(yīng)器，能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)器的連續(xù)反應(yīng)，并利用導(dǎo)流板延長物料在反應(yīng)器中的停留時間，縮短反應(yīng)器長度。
【專利說明】超臨界反應(yīng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種超臨界反應(yīng)器。

【背景技術(shù)】
[0002]超臨界水(SCW:3740C /22.1MPa以上)具有與常溫常壓水完全不同的物理化學(xué)性質(zhì)，典型的如比熱容大、傳熱系數(shù)高、擴散系數(shù)大、離子積高、粘度低、介電常數(shù)小、電離常數(shù)小、密度小且隨壓力改變、與有機物和氣體完全互溶等。因此，SCW在環(huán)保、化工、煤氣化、核電和火電、新材料合成等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]現(xiàn)有的超臨界反應(yīng)器中，釜式反應(yīng)器一般作為間歇設(shè)備使用，存在物料處理量小的缺點；蒸發(fā)壁/滲透壁式反應(yīng)器在一定程度上提高了處理量，但物料無法在反應(yīng)器中長時間停留，從而導(dǎo)致物料無法完全反應(yīng)，這會影響反應(yīng)產(chǎn)物的制??；管式反應(yīng)器通過增加反應(yīng)器長度可以在一定程度上克服上述缺陷，但存在反應(yīng)器長度過長和成本增加的問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種超臨界反應(yīng)器，可實現(xiàn)反應(yīng)器的連續(xù)反應(yīng)，并利用導(dǎo)流板延長物料在反應(yīng)器中的停留時間，縮短反應(yīng)器長度。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種超臨界反應(yīng)器，超臨界反應(yīng)器的腔體為中空結(jié)構(gòu)，腔體的內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)流板，其中，導(dǎo)流板沿腔體的軸向方向呈螺旋形地設(shè)置在腔體的內(nèi)壁上，并由腔體的內(nèi)壁向腔體內(nèi)部延伸。
[0006]根據(jù)本實用新型，導(dǎo)流板設(shè)置成導(dǎo)流槽的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)流槽由內(nèi)壁凸出的凸出方向與內(nèi)壁的延伸方向相互成角。
[0007]根據(jù)本實用新型，導(dǎo)流槽的凸出方向垂直于內(nèi)壁的延伸方向。
[0008]根據(jù)本實用新型，沿導(dǎo)流板向腔體內(nèi)部延伸的方向，導(dǎo)流板的厚度不變或逐漸減小。
[0009]根據(jù)本實用新型，沿腔體的軸向方向，在腔體中設(shè)置有中軸結(jié)構(gòu)，中軸結(jié)構(gòu)的軸線與腔體的軸線重合，導(dǎo)流板為:設(shè)置在中軸結(jié)構(gòu)外壁和腔體內(nèi)壁之間的擋板。
[0010]根據(jù)本實用新型，中軸結(jié)構(gòu)為空心管材或?qū)嵭陌舨摹?br> [0011]根據(jù)本實用新型，導(dǎo)流板與腔體內(nèi)壁之間固定連接或一體成型。
[0012]根據(jù)本實用新型，還包括:設(shè)置在腔體側(cè)壁的第一通道和第二通道；以及物料入口與排渣口分別與第一通道和第二通道連通的旋風(fēng)分離器，其中，導(dǎo)流板設(shè)置在:第一通道與腔體側(cè)壁的第一連接位置以及第二通道與腔體側(cè)壁的第二連接位置之間。
[0013]根據(jù)本實用新型，在腔體與旋風(fēng)分離器相連通的第一通道上串聯(lián)有換熱器。
[0014]本實用新型的有益技術(shù)效果在于:
[0015]在本實用新型的超臨界反應(yīng)器中，在腔體內(nèi)部設(shè)置了呈螺旋形的導(dǎo)流板，導(dǎo)流板可用于引導(dǎo)物料在腔體中的流動，使得物料以螺旋形的方式流經(jīng)腔體內(nèi)部，從而防止物料在腔體中流動過快而導(dǎo)致物料停留時間過短或反應(yīng)器長度過長。即，通過本實用新型的這種結(jié)構(gòu)可以使得反應(yīng)器實現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)，并有效地延長物料在腔體內(nèi)部停留、反應(yīng)的時間，使得物料充分反應(yīng)。同時，在可以延長物料反應(yīng)時間的前提下，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)置縮短了反應(yīng)器的長度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型超臨界反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是圖1中超臨界反應(yīng)器A處的一個實施例的局部放大圖；
[0018]圖3是圖1中超臨界反應(yīng)器A處的另一個實施例的局部放大圖；
[0019]圖4是圖1中超臨界反應(yīng)器A處的又一個實施例的局部放大圖；
[0020]圖5是圖1中超臨界反應(yīng)器的另一個實施例的局部放大圖。

【具體實施方式】
[0021 ] 現(xiàn)參照附圖描述本實用新型的超臨界反應(yīng)器。
[0022]如圖1所示，本實用新型的超臨界反應(yīng)器的腔體I為中空結(jié)構(gòu)，并且腔體I的內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)流板2。進一步，導(dǎo)流板2沿腔體I的軸向方向L呈螺旋形地設(shè)置在腔體I的內(nèi)壁上,并且導(dǎo)流板2由腔體I的內(nèi)壁向腔體I內(nèi)部延伸。
[0023]具體來說，設(shè)置在腔體I中的導(dǎo)流板2可用于引導(dǎo)物料在腔體I中的流動，使得物料以螺旋形的方式沿腔體I的軸向方向L流經(jīng)腔體I內(nèi)部，這樣可以防止物料在腔體I中流動過快而導(dǎo)致物料停留時間過短。即，通過本實用新型的這種結(jié)構(gòu)可以使得反應(yīng)器實現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)，并有效地延長物料在腔體I內(nèi)部停留、反應(yīng)的時間，使得物料充分反應(yīng)。同時，在可以延長物料反應(yīng)時間的前提下，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)置縮短了腔體I的長度，從而降低了設(shè)備制造成本。
[0024]在如圖2所示的實施例中，作為可選的，導(dǎo)流板2可以設(shè)置成由腔體I內(nèi)壁向腔體I內(nèi)部凸出的導(dǎo)流槽6的結(jié)構(gòu)。換句話說，在本實施例中，作為導(dǎo)流板2的導(dǎo)流槽6是從腔體I內(nèi)壁凸出的凸起結(jié)構(gòu)，并且該凸起結(jié)構(gòu)呈螺旋形環(huán)繞在腔體I內(nèi)壁。
[0025]優(yōu)選的，在圖2所示實施例中，導(dǎo)流槽6由腔體I內(nèi)壁凸出的凸出方向與腔體I內(nèi)壁的延伸方向相互成角。即，在圖2所示的截面圖中，導(dǎo)流槽6和腔體I內(nèi)壁之間可以形成一個角度。
[0026]在另一個可選的實施例中，如圖3所示，導(dǎo)流槽6的上述凸出方向可以垂直于腔體I內(nèi)壁的延伸方向。換句話說，在圖3所示截面圖中，導(dǎo)流槽6的截面可以為垂直腔體I內(nèi)壁的矩形結(jié)構(gòu)。
[0027]此外，在一個可選的實施例中，沿導(dǎo)流板2向腔體I內(nèi)部延伸的方向，導(dǎo)流板2的厚度不變或逐漸減小。具體來說，導(dǎo)流板2厚度保持不變的實施例如圖2和圖3的截面圖所示；導(dǎo)流板2厚度逐漸減小的實施例如圖4的截面圖所示，以導(dǎo)流槽6為例，其凸起結(jié)構(gòu)的截面形成為三角形結(jié)構(gòu)。
[0028]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，圖2至圖4所示實施例,僅是示意性示出了導(dǎo)流板2結(jié)構(gòu)的幾種實施方式。而其他未示出的結(jié)構(gòu)均是可以使用的，例如，導(dǎo)流板2的截面可以形成為其他幾何形狀。這可以根據(jù)具體使用情況而定，本實用新型并不局限于此。
[0029]如圖5所示，示出的是超臨界反應(yīng)器中導(dǎo)流板2的另一個實施例。在本實施例中，沿腔體I的軸向方向L，在腔體I中可以設(shè)置有中軸結(jié)構(gòu)3，并且中軸結(jié)構(gòu)3的軸線與腔體I的軸線重合。換句話說，中軸結(jié)構(gòu)3位于腔體I的中央位置處，并且沿腔體I的軸向方向L延伸。其中，導(dǎo)流板2為設(shè)置在中軸結(jié)構(gòu)3外壁和腔體I內(nèi)壁之間的擋板7。具體來說，擋板7是沿著腔體I的軸向方向L，從腔體I的一端向腔體I的另一端螺旋形地環(huán)繞在中軸結(jié)構(gòu)3外壁和腔體I內(nèi)壁之間的。在本實施例的具體應(yīng)用時，物料會在擋板7上螺旋形地在腔體I中流動。在可選的實施例中，中軸結(jié)構(gòu)3可以為空心管材或?qū)嵭陌舨模?dāng)然應(yīng)當(dāng)理解，中軸結(jié)構(gòu)3的材質(zhì)可以根據(jù)具體使用情況而定，本實用新型并不局限于此。
[0030]此外，在可選的實施例中，導(dǎo)流板2可以與腔體I內(nèi)壁之間固定連接或一體成型。固定連接可以例如為焊接，當(dāng)然應(yīng)當(dāng)理解，其他連接方式也是可以選擇的。例如，二者通過緊固件連接，這可以根據(jù)具體使用情況而定，本實用新型并不局限于此。
[0031]進一步，再次參照圖1，本實用新型的超臨界反應(yīng)器還可以包括設(shè)置在腔體I側(cè)壁的第一通道4、第二通道5以及旋風(fēng)分離器8。其中，旋風(fēng)分離器8的物料入口與第一通道4連通，旋風(fēng)分離器8的排渣口與第二通道5連通。更具體地，導(dǎo)流板2可以設(shè)置在:第一通道4與腔體I側(cè)壁的第一連接位置、以及第二通道5與腔體I側(cè)壁的第二連接位置之間。也就是說，導(dǎo)流板2并非在腔體I中完全延伸，而是可以部分的在所需的位置延伸。在一個可選的實施例中，在腔體I與旋風(fēng)分離器8相連通的第一通道4上可以串聯(lián)有換熱器。換熱器的設(shè)置可以使得反應(yīng)產(chǎn)物在進行降壓分離(例如，旋風(fēng)分離)之前，先進入亞臨界狀態(tài)，即液態(tài)。這樣，進入旋風(fēng)分離器8中的液態(tài)超臨界水可以有效地將固體顆粒攜帶排出，而使得分離出的氣態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物中的固體夾帶減少。
[0032]此外，在本實用新型的超臨界反應(yīng)器具體使用時，其可以用于進行超臨界水氧化、氣化或低階煤提質(zhì)等用途。在應(yīng)用本實用新型的反應(yīng)器時，其可處理的原料例如包括煤、生物質(zhì)、城市廢棄物、污泥等含碳物質(zhì)中的一種或多種混合物。
[0033]對于本實用新型的超臨界反應(yīng)器來說，在實際應(yīng)用時，反應(yīng)物料可以由反應(yīng)器底部的物料入口進入反應(yīng)器中，并在其中進行反應(yīng)。由于在其腔體I中設(shè)置了導(dǎo)流板2，因此反應(yīng)物料會經(jīng)由螺旋形的導(dǎo)流板2逐漸向反應(yīng)器頂部移動。在這個過程中，導(dǎo)流板2延長了反應(yīng)物料上升的路徑，即，增加了反應(yīng)物料在反應(yīng)器中的停留時間，以使得反應(yīng)物料可以充分反應(yīng)。并且通過這種結(jié)構(gòu)，可以有效地縮短反應(yīng)器的長度，而無需通過延長反應(yīng)器長度來加強反應(yīng)物料的反應(yīng)過程。然后，反應(yīng)后的反應(yīng)產(chǎn)物會從反應(yīng)器的第一通道4移動至旋風(fēng)分離器8進行旋風(fēng)分離，從而將反應(yīng)產(chǎn)物中的固體顆粒夾雜分離出，并將固體顆粒由反應(yīng)器底部的第二通道5送回至反應(yīng)器中繼續(xù)進行反應(yīng)，直至反應(yīng)器中剩余為固體顆粒時，將固體顆粒由反應(yīng)器底部的灰渣排出口排出裝置以外。經(jīng)旋風(fēng)分離后的符合后續(xù)生產(chǎn)條件的反應(yīng)產(chǎn)物由旋風(fēng)分離器8頂部排出裝置以外，以用作后續(xù)處理。
[0034]因此，本實用新型的超臨界反應(yīng)器，可以有效地延長物料在腔體I內(nèi)部停留、反應(yīng)的時間，同時還可以縮短反應(yīng)器的軸向長度，以降低裝置的制造成本。
[0035]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超臨界反應(yīng)器，其特征在于，所述超臨界反應(yīng)器的腔體(I)為中空結(jié)構(gòu)，所述腔體(I)的內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)流板(2)，所述導(dǎo)流板(2)沿所述腔體(I)的軸向方向(L)呈螺旋形地設(shè)置在所述腔體(I)的內(nèi)壁上，并由所述腔體(I)的所述內(nèi)壁向所述腔體(I)內(nèi)部延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界反應(yīng)器，其特征在于， 所述導(dǎo)流板(2)設(shè)置成導(dǎo)流槽(6)的結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)流槽(6)由所述內(nèi)壁凸出的凸出方向與所述內(nèi)壁的延伸方向相互成角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超臨界反應(yīng)器，其特征在于， 所述導(dǎo)流槽(6)的凸出方向垂直于所述內(nèi)壁的延伸方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界反應(yīng)器，其特征在于， 沿所述導(dǎo)流板(2 )向所述腔體(I)內(nèi)部延伸的方向，所述導(dǎo)流板(2 )的厚度不變或逐漸減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界反應(yīng)器，其特征在于， 沿所述腔體(I)的所述軸向方向(L)，在所述腔體(I)中設(shè)置有中軸結(jié)構(gòu)(3)，所述中軸結(jié)構(gòu)(3)的軸線與所述腔體(I)的軸線重合， 所述導(dǎo)流板(2)為:設(shè)置在所述中軸結(jié)構(gòu)(3)外壁和所述腔體(I)內(nèi)壁之間的擋板(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超臨界反應(yīng)器，其特征在于， 所述中軸結(jié)構(gòu)(3)為空心管材或?qū)嵭陌舨摹?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界反應(yīng)器，其特征在于， 所述導(dǎo)流板(2)與所述腔體(I)內(nèi)壁之間固定連接或一體成型。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界反應(yīng)器，其特征在于，還包括: 設(shè)置在所述腔體(I)側(cè)壁的第一通道(4)和第二通道(5 );以及 物料入口與排渣口分別與所述第一通道(4)和所述第二通道(5)連通的旋風(fēng)分離器(8)， 其中，所述導(dǎo)流板(2)設(shè)置在:所述第一通道(4)與所述腔體(I)側(cè)壁的第一連接位置以及所述第二通道(5)與所述腔體(I)側(cè)壁的第二連接位置之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超臨界反應(yīng)器，其特征在于，在所述腔體(I)與旋風(fēng)分離器(8)相連通的第一通道(4)上串聯(lián)有換熱器。
【文檔編號】B01J19/00GK203916637SQ201420208015
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】李金來, 程樂明, 王青, 宋成才, 高志遠 申請人:新奧科技發(fā)展有限公司