[发明专利]一种加氢反应器

权利要求书

1.一种加氢反应器，包括反应器壳体(12)，反应器壳体(12)的左端设置有总进水管(1)，反应器壳体(12)右端分别设置有总出水管(2)和总排气管路(11)，反应器壳体(12)的外部固定设置有空气泵(10)，其特征在于，反应器壳体(12)的内腔中设置有微喷雾化器(8)、反应裂解器(6)、加氢脱氯催化器(7)、扰动湍流床(4)、燃点燃烧器(3)和闪击混合器(5)，所述微喷雾化器(8)、反应裂解器(6)和加氢脱氯催化器(7)依次从右到右地固定设置；

所述微喷雾化器(8)包括雾化器壳体(8-22)，所述雾化器壳体(8-22)的左端设置有与总进水管(1)里端连接的进液口(8-1)，其右端连接有由耐高温金属材料制成的排气管路(8-23)，其在靠近右端位置的下部具有排水口(8-21)；所述雾化器壳体(8-22)内部由左到右分别设置有一对彼此相对设置的震荡脊(8-2)、高频激荡板(8-5)、一对彼此相对设置的电磁激荡环(8-20)、电流感应磁化转盘(8-17)和石墨真空管(8-13)；所述震荡脊(8-2)呈环形，一对震荡脊(8-2)之间通过环形分布的多根谐振板(8-4)固定连接，每根谐振板(8-4)上间隔地设置有多个共振球(8-3)；所述电磁激荡环(8-20)为圆盘结构，一对电磁激荡环(8-20)之间通过三个电偶极矩板(8-19)固定连接，所述电偶极矩板(8-19)为长方形板式结构；三个电偶极矩板(8-19)呈人字型设置，且相邻的两个电偶极矩板(8-19)之间的夹角均为120度；所述高频激荡板(8-5)竖直地设置在位于右侧的震荡脊(8-2)和位于左侧的电磁激荡环(8-20)之间，其为扁平的板式结构；高频激荡板(8-5)的左端通过弹性连接件与震荡脊(8-2)连接，其右端中部通过连接杆与电磁激荡环(8-20)固定连接；高频激荡板(8-5)右端上部和下部各固定连接有一个激荡尾板(8-6)；所述电流感应磁化转盘(8-17)内部的空腔中设置有高压绕线轴(8-16)，高压绕线轴(8-16)与电偶极矩板(8-19)连接；所述石墨真空管(8-13)为玻璃圆筒结构，其两端固定连接有金属法兰，其内腔中设置有红外加热陶瓷(8-14)和热红外辐射灯(8-15)，红外加热陶瓷(8-14)和热红外辐射灯(8-15)并排地设置，且红外加热陶瓷(8-14)和热红外辐射灯(8-15)均延石墨真空管(8-13)长度方向延伸；

所述燃点燃烧器(3)位于微喷雾化器(8)的下部，燃点燃烧器(3)包括横向风道(3-1)、高压金属化脉冲电容器(3-3)、气动嵌套调节阀(3-4)、火焰环(3-14)、提升管(3-8)和旋涡火焰导燃栅栏(3-6)；所述横向风道(3-1)的左端向上弯折形成弯头，横向风道(3-1)的右端与空气泵(10)的供风口通过管路连接；所述气动嵌套调节阀(3-4)的下端与所述弯头的上端连接，气动嵌套调节阀(3-4)和弯头之间的连接处设置有格栅底板(3-2)，格栅底板(3-2)为格栅结构；气动嵌套调节阀(3-4)的上端连接有燃烧室(3-15)，燃烧室(3-15)的上端穿入排气管路(8-23)长度方向的中心区域；所述火焰环(3-14)固定设置在燃烧室(3-15)的中部，火焰环(3-14)由中空管状的金属材料制成，其上表面周向均匀地固定连接有多个与其内腔相连通火焰喷熔端口(3-9)；火焰环(3-14)与燃气引入管(3-10)的一端固定连接，且二者的内腔相连通；所述燃气引入管(3-10)的另一端穿出燃烧室(3-15)后通过燃气调节旋转阀(3-11)与微波混交室(3-13)的出气端连接；所述微波混交室(3-13)内设置有微波振荡器；微波混交室(3-13)的进气端连接有气动增压泵(3-12)，气动增压泵(3-12)与外部混合气体的气源连接；所述高压金属化脉冲电容器(3-3)设置在所述燃烧室(3-15)下部且位于火焰环(3-14)的内侧，高压金属化脉冲电容器(3-3)由高压电源与放电装置组成；所述提升管(3-8)固定设置在火焰环(3-14)的正上方且具有下部的直管段和上部的喇叭形出风段(3-5)；所述旋涡火焰导燃栅栏(3-6)固定设置于喇叭形出风段(3-5)的上部，旋涡火焰导燃栅栏(3-6)为格栅结构；在燃烧室(3-15)的顶部铰接地连接有隔离式安全栅板(3-7)，隔离式安全栅板(3-7)为格栅结构；

所述反应裂解器(6)包括呈漏斗型的进气罩(6-1)、呈筒形的裂解器炉壁(6-10)和温度感测器(6-8)，所述进气罩(6-1)的大口端朝左地设置在裂解器炉壁(6-10)内腔的左端，进气罩(6-1)大开口端与裂解器炉壁(6-10)的左端连接；进气罩(6-1)的大开口端还与排气管路(8-23)的右端密封连接；所述裂解器炉壁(6-10)内腔由左到右依次固定设置有连通室(6-2)、非线性孔板(6-3)、氮裂解反应器(6-4)、裂解热力环形管(6-5)、火焰喷熔头(6-6)、缓冲板(6-7)、媒促反应填料(6-13)和超声波震荡板(6-9)；所述连通室(6-2)呈中空管状结构，其左端与进气罩(6-1)的小口端固定连接，其右端与所述非线性孔板(6-3)的左端面固定连接，非线性孔板(6-3)的表面遍布地设置有非线性孔道(6-3-1)；所述氮裂解反应器(6-4)的小口端固定连接在非线性孔板(6-3)的中心区域，氮裂解反应器(6-4)的小口端对应在连通室(6-2)的外围区域，氮裂解反应器(6-4)的大口端朝向裂解热力环形管(6-5)的方向设置；所述氮裂解反应器(6-4)包括第一电机(6-4-1)、加压氮气管(6-12)、氮气释放器(6-4-5)、圆台状的外罩(6-4-8)、所述加压氮气管(6-12)由裂解器炉壁(6-10)的外部穿入，并且其里端通过氮气支管(6-4-4)与缓冲室(6-4-9)连接，加压氮气管(6-12)的里端设置有加热器(6-4-3)，其外端与氮气供应源连通；所述外罩(6-4-8)内的轴心线上设置有筒形的转轴(6-4-6)，外罩(6-4-8)小口端的外侧设置有固定连接于连通室(6-2)内部的缓冲室(6-4-9)，缓冲室(6-4-9)的里端套设在转轴(6-4-6)里端的外部，所述第一电机(6-4-1)位于连通室(6-2)内部，且与缓冲室(6-4-9)的外端固定连接，第一电机(6-4-1)的输出轴穿过缓冲室(6-4-9)伸入转轴(6-4-6)的里端并通过径向调置的多个连杆与转轴(6-4-6)固定连接，转轴(6-4-6)的两端各固定连接有一个可在外罩(6-4-8)内转动的圆形支架(6-4-7)，所以圆形支架(6-4-7)由位于外圈的环形空心管路和连接环形空心管路与转轴(6-4-6)内腔的连通管路组成，且位于外罩(6-4-8)大开口端一侧的圆形支架(6-4-7)的环形空心管路的外径大于位于外罩(6-4-8)小开口端一侧的圆形支架(6-4-7)的环形空心管路的外径；多个所述氮气释放器(6-4-5)环绕转轴(6-4-6)地设置，且氮气释放器(6-4-5)为空心的柱状结构，氮气释放器(6-4-5)的两端分别与两个圆形支架(6-4-7)的环形空心管路贯通连接；氮气释放器(6-4-5)的表面设有若干与其内腔相连通的通孔；所述裂解热力环形管(6-5)固定连接有与其内腔连通的燃气供应管路，燃气供应管路延伸到裂解器炉壁(6-10)的外部并与燃气供应源连通；多个所述火焰喷熔头(6-6)周向均匀地固定连接在裂解热力环形管(6-5)的右端面上；所述缓冲板(6-7)为板状结构，缓冲板(6-7)遍布其表面地设置有左右贯通的通孔；所述温度感测器(6-8)位于媒促反应填料(6-13)的下方；所述超声波震荡板(6-9)遍布其表面的设置有多个通孔，其内部设置有超声波振子和超声波发生器；裂解器炉壁(6-10)的右端开口设有第一出气口(6-11)；

所述加氢脱氯催化器(7)包括催化器壳体，所述催化器壳体左端设置有通过管路与第一出气口(6-11)连接的进气口(7-1)，其右端设置有第二出气口(7-5)，所述第二出气口(7-5)与总排气管路(11)的里端连接，所述催化器壳体左部设置有多根纵向延伸的脱氯热源管(7-2)，多根脱氯热源管(7-2)的上端均穿出催化器壳体后与高压蒸汽管路连接，高压蒸汽管路与外部高压蒸汽源连通；每根脱氯热源管(7-2)的右侧面沿其长度方向均连接有多个脱氯热源喷头(7-9)；碳氢加成反应柱(7-10)为中空管状结构，多根所述碳氢加成反应柱(7-10)呈阵列地排布在多根脱氯热源管(7-2)的右侧，且多根碳氢加成反应柱(7-10)之间通过连接管路相互连通；所述碳氢加成反应柱(7-10)为空腔结构，其左端具有单元进气口(7-10-1)，其右端具有废气排放口(7-10-8)，其内部由左到右依次固定设置有溴丙胺释放头(7-10-2)、氢气喷射器(7-10-11)、缓冲腔室(7-10-3)、第二电机(7-10-4)、筛孔板(7-10-5)和选择性通过板(7-10-13)；所述溴丙胺释放头(7-10-2)为圆管状，且其表面设置有多个通孔，溴丙胺释放头(7-10-2)连接有与其内腔相连通的溴丙胺供应支路(7-10-14)，溴丙胺供应支路(7-10-14)径向穿出碳氢加成反应柱(7-10)后与穿入催化器壳体的溴丙胺输入管(7-6)连接；所述氢气喷射器(7-10-11)为圆环形中空结构，其表面设置有多个与其内腔连通的喷头，氢气喷射器(7-10-11)连接有与其内腔相连通的氢气供应支路(7-10-15)，氢气供应支路(7-10-15)径向穿出碳氢加成反应柱(7-10)后与穿入催化器壳体的氢气进入管(7-4)连接；所述缓冲腔室(7-10-3)的两端贯通，其内部填充有惰性石棉；缓冲腔室(7-10-3)上部设有径向穿出碳氢加成反应柱(7-10)的净化气出口(7-10-12)；所述第二电机(7-10-4)固定连接于碳氢加成反应柱(7-10)内部，第二电机(7-10-4)的输出轴连接有传动轴(7-10-9)连接，传动轴(7-10-9)穿过筛孔板(7-10-5)后与位于选择性通过板(7-10-13)左侧的搅拌叶轮(7-10-7)固定连接；所述筛孔板(7-10-5)表面设有大量的通孔；所述搅拌叶轮(7-10-7)由围绕传动轴(7-10-9)均匀分布的多个与传动轴(7-10-9)固定连接的搅拌叶片组成；所述选择性通过板(7-10-13)表面设有大量的通孔，并能选择性地通过化学反应产生的氯气、甲烷和乙烷并从废气排放口(7-10-8)排出；在筛孔板(7-10-5)和选择性通过板(7-10-13)之间还填充有加氢脱氯填料(7-10-6)，所述加氢脱氯填料(7-10-6)为多孔高分子颗粒结构；在筛孔板(7-10-5)和选择性通过板(7-10-13)之间还设有径向穿出碳氢加成反应柱(7-10)的净化气出口(7-10-12)；在缓冲腔室(7-10-3)和筛孔板(7-10-5)之间还有径向穿入碳氢加成反应柱(7-10)的洗涤管路(7-10-10)，洗涤管路(7-10-10)位于碳氢加成反应柱(7-10)内的一端设置有可旋转喷头，其另一端穿出催化器壳体后与外部的清洁水泵连接；溴丙胺罐泵(7-7)设置于催化器壳体外部，溴丙胺罐泵(7-7)的进液端通过管路与溴丙胺储罐(7-8)连通，溴丙胺罐泵(7-7)的排液端与溴丙胺输入管(7-6)的外端连接；所述氢气进入管(7-4)与位于催化器壳体外部氢气瓶(7-3)连接；

所述扰动湍流床(4)包括湍流床壳体(4-15)，所述湍流床壳体(4-15)内部由两个左右间隔设置的竖直的通透式稳流板(4-6)分隔成三个腔室，由左到右分别为第一腔室、第二腔室和第三腔室；倾斜式导流板(4-3)左低右高倾斜地固定设置在第一腔室中部靠左的位置，倾斜式导流板(4-3)的下端与竖直设置在第一腔室下部的立板(4-14)的上端固定连接；波纹分流顶板(4-13)固定设置在第一腔室的上部，波纹分流顶板(4-13)的左端与倾斜式导流板(4-3)的上端连接，波纹分流顶板(4-13)的右端波纹状地向右延伸并连接在通透式稳流板(4-6)的左端，波纹分流顶板(4-13)上遍布其表面的设置有多个透孔，通透式稳流板(4-6)上遍布其表面地设置有多个通孔；所述立板(4-14)、倾斜式导流板(4-3)和波纹分流顶板(4-13)将第一腔室分为左右两个处理室，左部的处理室在立板(4-14)上端固定连接有分配格栅(4-1)；所述分配格栅(4-1)表面设置有大量通孔，分配格栅(4-1)和立板(4-14)所隔离出来的空间设置有污水进液口(4-2)，污水进液口(4-2)通过管路与排水口(8-21)连接；右部的处理室底部铺设有多根沿左右方向延伸的混合气管(4-4)，所述混合气管(4-4)上部沿其长度方向均匀设置有多个出气端口(4-5)，混合气管(4-4)的外端穿出湍流床壳体(4-15)后通过管路与空气泵(10)的供气口连接；第二腔室在纵向上设置有多排左右方向延伸的扰动棒(4-7)，所述扰动棒(4-7)为电加热棒，多排扰动棒(4-7)的两端分别与驱动支架下部两端的驱动杆(4-8)固定连接，所述驱动支架由驱动机构作纵向上的往复运动，所述驱动机构包括固定设置于湍流床壳体(4-15)外部的支撑架(4-8-7)、与驱动支架固定连接的垂向摆臂(4-8-4)、与垂向摆臂(4-8-4)相对应地设置于支撑架(4-8-7)上的纵向的摆臂滑动槽(4-8-5)、一端转动连接于支撑架(4-8-7)后端的叉式曲臂(4-8-3)、转动连接于支撑架(4-8-7)中部的凸轮(4-8-6)、与凸轮(4-8-6)圆周上的一点转动连接的第一滑块(4-8-8)、与凸轮(4-8-6)同轴地连接于支撑架(4-8-7)上的第一一级齿轮(4-8-9)、转动连接于支撑架(4-8-7)上的第一二级齿轮(4-8-10)和固定连接于垂向摆臂(4-8-4)上的第一销栓(4-8-11)；垂向摆臂(4-8-4)滑动连接于所述摆臂滑动槽(4-8-5)中；第一销栓(4-8-11)与叉式曲臂(4-8-3)的另一端的U形开口槽滑动连接；在叉式曲臂(4-8-3)中部设有沿其长度方向延伸的滑槽二，第一滑块(4-8-8)滑动设置在滑槽二内部；第一一级齿轮(4-8-9)与第一二级齿轮(4-8-10)啮合连接；第一二级齿轮(4-8-10)与装配于扰动电机(4-8-1)输出轴上的变速齿轮(4-8-2)啮合；第三腔室固定设置有两个分别分布在其左侧和右侧的隔板(4-11)，两个隔板(4-11)将第三腔室分隔为三部分，分别为位于两侧的两个平衡室(4-12)和位于中部的透平室；每个隔板(4-11)遍布其表面地设置有多个水平排列的组合管式稳流通道(4-9)，所述组合管式稳流通道(4-9)贯通平衡室(4-12)和透平室；右侧的平衡室(4-12)上端设置有排气口，右侧的平衡室(4-12)的右端与穿出反应器壳体(12)的总出水管(2)的里端连接；所述透平室中固定设置有竖直的等间距排列的多根透平式反应填充柱(4-10)，所述透平式反应填充柱(4-10)为圆柱状镂空网状结构；所述透平式反应填充柱(4-10)包括透平网(4-10-7)及设置于透平网(4-10-7)内腔底部的搅拌叶轮(4-10-1)和吸附球托网(4-10-8)；所述搅拌叶轮(4-10-1)由位于湍流床壳体(4-15)外部的电机驱动转动；所述吸附球托网(4-10-8)位于搅拌叶轮(4-10-1)上部，其为网状结构，其上部承托有四氯化碳吸附球(4-10-2)，吸附球托网(4-10-8)的网眼直径小于四氯化碳吸附球(4-10-2)的直径；四氯化碳吸附球(4-10-2)为多个，其直径大于透平网(4-10-7)的网眼直径，并充满整个透平网(4-10-7)的上部空间中；透平网(4-10-7)内部在吸附球托网(4-10-8)上部还设有多根竖直排列的加热棒(4-10-3)，多根加热棒(4-10-3)以透平网(4-10-7)中心轴为圆心地环向均匀分布，加热棒(4-10-3)与外部控制中心通过导线连接；在透平网(4-10-7)上部横向插设有与外部控制中心通过导线连接的温度传感器(4-10-6)；在透平式反应填充柱(4-10)上部还设有喷淋装置，喷淋装置包括环形喷淋管、固定连接在环形喷淋管下端的多个均匀分布的喷淋头(4-10-4)及环形喷淋管连接的喷淋主管(4-10-5)；所述喷淋主管(4-10-5)与外部水泵连接；

所述闪击混合器(5)包括混合反应室(5-16)，所述混合反应室(5-16)为圆柱形中空结构，混合反应室(5-16)的左端固定连接有与其内腔连通的燃烧室(5-3)，混合反应室(5-16)的右端固定连接有与其内腔连通的四氯化碳输入管(5-17)，所述四氯化碳输入管(5-17)通过管路与平衡室(4-12)上端的排气口密封连接，所述燃烧室(5-3)的左端设置有燃烧喷嘴(5-2)，所述燃烧喷嘴(5-2)穿入排气管路(8-23)长度方向的右侧区域，燃烧室(5-3)的内部间隔地设置有阴极柱(5-1)和高压脉冲阳极柱(5-4)，阴极柱(5-1)和高压脉冲阳极柱(5-4)相平行地设置，高压脉冲阳极柱(5-4)通过穿出到混合反应室(5-16)外部的导线与脉冲点火器连接；阴极柱(5-1)通过穿出到混合反应室(5-16)外部的导线接地，混合反应室(5-16)内部自左向右依次固定设置有加热盘管(5-7)、有源谐振腔(5-9)、交流激发谐振环(5-11)、电磁感应激发器(5-12)、磁性电阻振荡器(5-13)、磁致放大器(5-14)和励磁电枢(5-15)；述燃烧室(5-3)的侧壁上固定连接有与其内腔连通的空气进入管(5-5)，气进入管(5-5)通过管路与空气泵(10)的供气口连接；所述加热盘管(5-7)呈螺旋状地设置，且其两端部均穿出到混合反应室(5-16)外部，其中一个端部为进液口且与加热泵的出液口连接，另一个端部为出液口；在加热盘管(5-7)上的相邻盘管间均嵌有散热片(5-8)；加热盘管(5-7)的轴心线的位置贯穿设有助燃剂喷管(5-6)，助燃剂喷管(5-6)的左端延伸到燃烧室(5-3)中并设有喷嘴，助燃剂喷管(5-6)的右端延伸到加热盘管(5-7)的右侧并穿出混合反应室(5-16)与助燃剂供应源连接；所述有源谐振腔(5-9)由筒体(5-9-1)、固定连接在筒体(5-9-1)两端的金属网罩(5-9-2)以及固定设置在筒体(5-9-1)内部的有源表面谐振器(5-9-3)组成；所述交流激发谐振环(5-11)的周向环绕地固定设置有多个彼此等间距排列的激发谐振端子(5-10)；交流激发谐振环(5-11)的内部设置有变频串联谐振器；所述激发谐振端子(5-10)为磁铁材质，且呈喇叭形结构，且在喇叭口表面设有弹簧钢片，所述弹簧钢片与变频串联谐振器输出端连接；所述电磁感应激发器(5-12)用于产生强磁场；所述磁性电阻振荡器(5-13)用于实现高频振荡；所述磁致放大器(5-14)用于实现高频振荡增程作用；所述励磁电枢(5-15)用于为磁性电阻振荡器(5-13)提供强大磁电流；所述有源表面谐振器(5-9-3)、变频串联谐振器、电磁感应激发器(5-12)、磁性电阻振荡器(5-13)、磁致放大器(5-14)和励磁电枢(5-15)各自通过穿出到混合反应室(5-16)外部的电源线与供电电源连接。