[发明专利]逆流式超临界水氧化釜式反应器及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及超临界水氧化领域，具体涉及一种逆流式超临界水氧化釜式反应器及其制备方法和用途。反应器包括筒体，分别密封设置在筒体顶部和底部的上封头和下封头，设置在筒体外部的外套筒；筒体和外套筒之间具有封闭式间隙；外套筒的侧壁下部连接冷废水进口管，侧壁上部连接亚临界废水出口管；筒体内沿其中心轴方向设置氧化剂预热管和废水预热管，氧化剂预热管和废水预热管的上端伸出上封头的顶部并分别连接氧化剂进口管和亚临界废水进口管，下端交汇后开口朝下；亚临界废水出口管与亚临界废水进口管连接；上封头的侧壁上连接反应后废水出口管，下封头的底部连接杂质排出管。本发明将废水预热转移到反应器内，解决了预热换热器的堵塞和腐蚀问题。

技术领域

本发明涉及超临界水氧化领域，具体涉及一种逆流式超临界水氧化釜式反应器及其制备方法和用途。

背景技术

水的临界温度T＝374℃，临界压力P＝22.1MPa。当体系的温度和压力超过临界点时，称为超临界水。在此条件下的水具有液态水和气态水双重性质，水的密度、电离常数、介电常数都下降，气液两相之间的界面消失，成为一个均相体系，传质系数随之增强，有利于反应的快速进行，它能与有机物、气体完全混溶，而无机盐溶解度变得很小。在高温、高压下，利用空气、O₂或H₂O₂作为氧化剂，以超临界水作为溶剂，把有机物氧化分解为无害的CO₂、N₂和H₂O等小分子化合物的高级氧化技术，称为超临界水氧化(SCWO)法。

有机废水在进入反应器前，一般需要被预热到超临界状态，通入反应器中才能进行氧化反应，传统反应器一般采用电加热的方式对废水进行预热，但废水中含有的无机盐类在超临界水中的溶解度极小，其中某些粘度大的盐类容易发生沉积，从而引起电加热器及其出口管路的堵塞，同时盐类的沉积也会大大降低电加热器的传热性能。因而需要寻求一种新的预热方式，来解决预热换热器和管道、阀门等配件中无机盐类的沉积和堵塞问题。同时废水在超临界状态下，具有极强的腐蚀性。传统反应器一般采用蒸发壁的形式来解决超临界水的腐蚀问题，使反应物与内壁不直接接触，从而延缓了反应器的腐蚀，但难以避免废水在超临界状态下对预热换热器、管道和阀门等配件的腐蚀。

因此，寻求一种新的反应器形式，来延缓超临界水对预热换热器、管道、阀门等附属配件的腐蚀和无机盐沉积及堵塞问题就显得十分重要。

发明内容

针对上述领域存在的不足和需求，本发明提供一种逆流式超临界水氧化釜式反应器，将废水的预热转移到反应器内部，解决在预热换热器、管道和阀门等附属配件中无机盐类的沉积、堵塞以及腐蚀问题。

一方面，本发明提供一种逆流式超临界水氧化釜式反应器，包括：筒体15，分别密封设置在所述筒体15顶部和底部的上封头03和下封头18，设置在所述筒体15外部的外套筒10；

所述筒体15和所述外套筒10之间具有封闭式间隙，所述封闭式间隙与所述筒体15的内腔之间流体隔离；所述外套筒10的侧壁下部连接冷废水进口管08，侧壁上部连接亚临界废水出口管09；

所述筒体15内沿其中心轴方向设置有氧化剂预热管04和废水预热管05，所述氧化剂预热管04和所述废水预热管05的上端伸出所述上封头03的顶部并分别连接氧化剂进口管01和亚临界废水进口管02，下端交汇后开口朝下；

所述亚临界废水出口管09与所述亚临界废水进口管02连接；

所述上封头03的侧壁上连接反应后废水出口管06，所述下封头18的底部连接杂质排出管19。