[发明专利]超临界水氧化法-催化湿式氧化法联用反应器

说明书

本发明公开了一种超临界水氧化法‑催化湿式氧化法联用反应器，主反应管竖置于外壳中，盖板法兰在外壳的上开口处将主反应管固定，并封闭上开口，框式筛板在外壳的内部环置于外壳与主反应管之间固定，框式筛板中放置催化剂，主反应管上方设有废水进口、氧气进口，外壳的壁面上设有分别位于框式筛板的上下两侧的清水出口、清水进口，清水出口向清水进口方向依次连入换热器、循环泵，外壳的底部设有盐水出口。本发明反应器实现了超临界水氧化法‑催化湿式氧化法分别或同时联用，主反应管内是超临界氧化，主反应管外是湿式催化氧化，具有比较大的操作弹性，为不同领域、不同浓度、不同处理要求的废水处理提供了优化选择的可能性，结构强度好、制造成本低、布置方便，有效的解决了超临界水氧化反应器因高温腐蚀和盐析产生的结垢堵塞问题。

技术领域

本发明涉及环保及化工领域，特别是一种通过超临界水氧化法、催化湿式氧化法对含有机物废水进行处理的反应器。

背景技术

超临界水氧化法(Supercritical Water Oxidation，简称SCWO)是指在温度和压力高于水的临界温度(374.3℃)和压力(22.1MPa)之上的反应条件下，以超临界水为反应介质，以空气或氧气等为氧化剂，将水中有机物彻底氧化成CO₂和H₂O等的过程。

SCWO利用超临界水的独特性能，将有机物转化为对环境无害的产物。它的优点表现在以下几方面：①去除率高，在超临界条件下，有机物被氧化成二氧化碳、水、氮气类等无害物质，去除率达99.9％以上，处理彻底，不形成二次污染；②反应在均相中进行，速度快，停留时问短(一般小于5min)，反应器结构简单，体积小，设备占地面积小，易于操作；③反应为放热反应，当反应相中有机物含量达2％时，便可实现自热，无需额外的能量供给；④SCWO技术可处理各种有毒有害的有机废液、危险废物等，适用范围广。

国外在超临界水氧化技术上的研究对象主要是有毒废物，包括核废物、放射物、推进剂、烟气等。在欧洲，关于SCWO技术研究主要是在德国，主要成果是膜冷双区反应器(利用冷却水冲刷多孔内壁来避免盐积)和用于处理卤代烃的双管反应器(内管用氧化铝制成)。在瑞典，AB公司已经建成了处理量为250kg/h的中试装置，主要应用于纸浆和造纸污泥及其他废物的处理，并且还将计划建立一个处理电子垃圾SCWO装置。

催化湿式氧化法(Catalytic Wet Air Oxidation，简称CWAO)处理废水技术是国际上广受关注的另一种高效处理废水的技术。该技术需要借助催化剂，能够在相对不是很高的压力温度条件下，对难降解的有机物实现比较彻底地氧化分解。这一技术的核心问题是要筛选、制备得到合适的催化剂，其次，对设备及材质也有比较高的要求。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种将超临界水氧化法、催化湿式氧化法在同一设备上实现分别或同时联用的反应器，同时能够减缓设备腐蚀和堵塞的问题。

技术方案：一种超临界水氧化法-催化湿式氧化法联用反应器，包括外壳、主反应管、框式筛板、盖板法兰、循环泵、换热器，所述主反应管竖置于所述外壳中，所述盖板法兰在所述外壳的上开口处将所述主反应管固定，并封闭所述上开口，所述框式筛板在所述外壳的内部环置于所述外壳与所述主反应管之间固定，所述框式筛板中放置催化剂，所述主反应管上方设有废水进口、氧气进口，所述外壳的壁面上设有清水进口、清水出口，所述清水出口、所述清水进口分别位于所述框式筛板的上下两侧，所述清水出口向所述清水进口方向依次连入换热器、循环泵，所述外壳的底部设有盐水出口。

进一步的，所述主反应管的下出口处设置有减压装置，用于降低主反应管下出口处流体的压力，造成主反应管内外有显著的压差。

进一步的，所述主反应管为变径管道，上部直径大于下部直径，可以使流体流速加快，冲刷主反应管内壁，防止盐沉积。

最佳的，所述循环泵为无泄漏磁力循环泵。