[实用新型]超临界水反应系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及废弃物处理技术领域，尤其涉及超临界水反应系统。

背景技术

超临界水(Supercritical Water，简称SCW)是指温度高于临界温度(Tc＝374.15℃)和压力高于临界压力(Pc＝22.12MPa)的特殊状态的水。超临界水氧化技术是利用超临界水的低粘度、低介电常数、高扩散性等特殊性质，使完全溶解在其中的有机物与氧化剂发生快速、彻底的均相反应，有机物中的碳元素转化成二氧化碳，氯、硫、磷等元素转化成相应的无机盐，氮元素绝大多数转化成氮气，实现有机废物的高效且无害化处理。此外，无机盐类在SCW中的溶解度极低，容易被分离出来，处理后的液体为洁净的水；当有机废物中有机物质量浓度超过2％时，可以依靠反应放热维持系统热量平衡，无需外界补充热量；超临界水反应系统的设备体积小、安全性好、符合封闭性要求。超临界水氧化技术在处理难降解、有毒有害有机物方面表现出了极大的技术优势。

超临界水氧化反应为高温高压反应，因而待处理物料的预热、反应出水的降温是超临界水氧化工艺中必不可少的环节。现有技术中超临界水氧化工艺在完成超临界水氧化反应的后处理中通常借助换热器，待处理物料作为冷却介质对超临界水氧化反应出水进行降温，同时实现待处理物料的预热升温。预热升温后的待处理物料接着进入反应器，实现超临界水反应系统的连续运行。超临界水氧化工艺中，320～410℃范围的临界点附近为高密度水区，水的介电常数和无机盐的溶解度都很大，该温度段为腐蚀敏感区，为传统超临界水氧化工艺中，设备腐蚀最严重的工艺段，而该工艺段恰恰对应于上述换热器的冷、热流体侧，对该换热器等后处理设备的持久可靠运行构成了潜在威胁，尤其是当待处理物料为含固体流体时，会对该换热器造成堵塞，影响换热器的正常运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超临界水反应系统，降低对进入反应器物质和进入后处理设备物质的温度要求。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种超临界水反应系统，包括：

原料供应设备，提供需要进行超临界水反应的原料；

燃料供应设备，提供超临界水反应需要的燃料；

反应器，该反应器分别与所述原料供应设备和所述燃料供应设备连接，所述原料和所述燃料在该反应器中进行超临界水反应；

后处理设备，该后处理设备与所述反应器连接，对所述反应器经过超临界水反应后输出的物质进行后处理；

辅助加热设备，连接在所述燃料供应设备和所述反应器之间，对所述燃料进行预热，使燃料达到预设温度。

所述原料供应设备包括原料制备装置和原料缓冲罐，所述原料制备装置将需要进行处理的原料和水混合制成溶液或浆状物质存储在所述原料缓冲罐中，所述原料缓冲罐与所述反应器连接。

所述后处理设备包括换热器，所述换热器与所述原料制备装置连接，所述换热器将所述反应器中输出的物质与水进行换热，换热后的水输出到原料制备装置进行原料制备。

所述后处理设备上与所述反应器连接的进口处的温度维持在低于高密度水的温度。

所述后处理设备上与所述反应器连接的进口处的温度控制在200℃-270℃。

还包括降压器，所述降压器连接在所述反应器和所述后处理设备之间，所述降压器对所述反应器输出的物质降压。

所述后处理设备还包括分离器，所述分离器与所述降压器连接，并将降压后的物质进行气体分离。

所述辅助加热设备为电加热器或燃气炉。

还包括高压氧气供应罐，所述高压氧气供应罐与所述反应器连接。

所述燃料供应设备包括燃料储罐、水储罐和燃料制备装置，所述燃料制备装置分别与燃料储罐及水储罐连接，所述燃料制备装置将燃料储罐中的燃料与水储罐中的水混合成燃料。

本实用新型提供的超临界水反应系统中，通过辅助加热设备对燃料进行预加热，将其加热到燃料起燃温度，燃料进入到反应器与氧气混合后，发生氧化反应进行放热，为反应器蓄热，反应器中的温度达到超临界水的温度，从而实现冷态原料直接进入反应器进行超临界水反应，由于后处理设备并不需要对原料预热，故而就降低了对进入反应器物质和进入后处理设备物质的温度要求，方便设计人员将后处理设备处理物质的温度控制在低于高密度水的温度，如此一来就可以减少超临界水反应后的物质对后处理设备的腐蚀，从而提高了后处理设备的使用寿命，尤其是换热器等后处理设备的寿命。

附图说明