一种适用于超临界水氧化连续运行的反应系统技术方案

本发明专利技术属于环保固废处理技术领域，公开了一种适用于超临界水氧化连续运行的反应系统，将反应器、高压分离器和固相物缓存罐由上到下依次竖向连接；反应器底部设置有延伸至高压分离器中下部的反应器延长管，反应器外部设置有分段式加热炉，高压分离器上部设置有气液排出口；反应器顶部的反应器顶盖上设置有反应物料入口和氧化剂入口，反应物料入口下方设置有悬挂式挡板；固相物缓存罐还设置有补压气体入口、泄压口和固相物排出口。本发明专利技术能够实现在超临界水氧化系统连续运行过程中将固相物间歇排出的功能，可广泛应用于高固含有机废液超临界水氧化处理技术开发、工艺优化过程，以及金属在超临界水氧化条件下的腐蚀实验研究。

A Reaction System Suitable for Continuous Operation of Supercritical Water Oxidation

The invention belongs to the field of environmental protection solid waste treatment technology, and discloses a reaction system suitable for continuous operation of supercritical water oxidation. The reactor, high-pressure separator and solid buffer tank are vertically connected from top to bottom in turn; a reactor extension pipe extending to the lower part of the high-pressure separator is arranged at the bottom of the reactor, a sectional heating furnace is arranged outside the reactor, and a high-pressure separator is arranged on the top of the reactor. The top cover of the reactor is provided with an inlet of reactive material and an oxidizer, and a suspended baffle is arranged below the inlet of reactive material. The solid phase buffer tank is also provided with a supplementary gas inlet, a relief port and a solid phase outlet. The invention can realize the function of intermittent discharge of solids during the continuous operation of the supercritical water oxidation system, and can be widely applied to the development of supercritical water oxidation treatment technology for high solid organic waste liquid, the process optimization, and the corrosion experimental study of metals under the condition of supercritical water oxidation.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于超临界水氧化连续运行的反应系统
本专利技术属于环保固废处理
，具体的说，是涉及一种超临界水氧化反应系统。
技术介绍
超临界水是指温度和压力均高于其临界点(T＝374.2℃，P＝22.1MPa)的特殊状态的水。超临界水兼具液态和气态水的性质，介电常数近似于非极性有机溶剂，具有高的扩散系数和低的粘度。在此状态下，有机物、氧气能按最大比例与超临界水互溶，从而使非均相反应变为均相反应，大大减小了传质、传热的阻力。超临界水氧化技术(SupercriticalWaterOxidation，简称SCWO)是利用水在超临界状态下所具有的特殊性质，使有机物和氧化剂在超临界水中迅速发生氧化反应来彻底分解有机物，将其完全转化成无害的CO2、H2O等小分子化合物。该技术对于处理难消毁的有毒有害物质(如染料废物、制药废物、润滑剂废物、含PCBs的绝缘油、放射性混合废物、多氯联苯、易挥发性酸等)、高浓度难降解的有机废物(污泥、造纸厂料浆等)、军用毒害物质(化学武器，火箭推进剂，炸药等)具有独特的效果。虽然超临界水氧化处理技术已经取得了很大进步，但由于无机盐类在超临界水中的溶解度低，极易析出造成反应器中盐沉积引起堵塞问题；超临界水氧化反应条件苛刻，要求反应空间密闭，导致反应产物中的固相物不能及时排出而堵塞管路，造成设备不能长周期稳定运行；以及被处理污染物来源、组成、物性复杂针对每种污染物的超临界水氧化处理工艺开发均需开展大量的处理效果评价实验研究和工艺条件优化研究；此外，在进行超临界水氧化设备材质筛选过程中，还需要开展大量的金属腐蚀评价实验研究。
技术实现思路
本专利技术旨在解决含固有机废液超临界水氧化反应过程中析盐、固相物沉积堵塞的技术问题，提供了一种适用于超临界水氧化连续运行的反应系统，能够保障超临界水氧化系统长周期稳定运行，该反应系统可用于固废超临界水氧化处理技术开发、工艺优化，以及金属挂片腐蚀实验，具有多功能性。本专利技术通过以下的技术方案予以实现：一种适用于超临界水氧化连续运行的反应系统，包括反应器、高压分离器和固相物缓存罐，其特征在于，所述反应器、所述高压分离器和所述固相物缓存罐由上到下依次竖向连接；所述反应器底部设置有反应器延长管，所述反应器延长管延伸至所述高压分离器的中部或下部；所述反应器外部设置有分段式加热炉；所述高压分离器上部设置有气液排出口；所述反应器顶部安装有反应器顶盖，所述反应器顶盖设置有反应物料入口和氧化剂入口；所述反应物料入口下方设置有悬挂式挡板，所述悬挂式挡板包括位于所述反应器内部的挡板本体；所述高压分离器底部的出口与所述固相物缓存罐顶部的入口之间设置有第一截止阀；所述固相物缓存罐还设置有补压气体入口、泄压口和固相物排出口，所述补压气体入口处设置有第二截止阀，所述泄压口处设置有第三截止阀，所述固相物排出口设置有第四截止阀。进一步地，所述反应器、所述反应器延长管、所述高压分离器和所述固相物缓存罐在竖向上轴线重合。进一步地，所述反应器延长管作为所述反应器的一体式延长区段，或者作为单独部件连接于所述反应器底端。进一步地，所述分段式加热炉通过温度控制将所述反应器划分为不同功能的区域，所述反应器上部为物料加热区、中部为超临界水氧化反应区、下部为亚临界盐溶区；同时，所述挡板本体位于物料加热区。进一步地，所述反应器顶盖安装有设置在所述反应器内的测温盲管，所述测温盲管底部直通所述反应器底部。进一步地，所述挡板本体为向下内凹的片体结构。进一步地，所述挡板本体通过悬挂杆固定于所述反应器顶盖。进一步地，所述挡板本体的投影面积为所述反应器内部横截面积的1/2～3/4。进一步地，所述反应器内部设置有金属腐蚀实验挂杆，所述金属腐蚀实验挂杆上设置有多个不同高度的金属腐蚀实验挂钩，所述金属腐蚀实验挂钩用于根据金属腐蚀实验需求悬挂金属腐蚀实验挂片。进一步地，所述金属腐蚀实验挂杆通过其顶部挂孔安装于所述挡板本体底部的挂钩上。本专利技术的有益效果是：本专利技术的适用于超临界水氧化连续运行的反应系统，能够实现在超临界水氧化系统连续运行过程中将固相物间歇排出的功能，可广泛应用于高固含有机废液超临界水氧化处理技术开发、工艺优化过程，以及金属在超临界水氧化条件下的腐蚀实验研究。该反应系统采用分段式加热炉实现分段加热，精准控制反应器不同区域的温度，避免超临界状态下的析盐沉积；反应器延长管可将反应产物中的未溶解盐和无机固相物导入高压分离器，沉降并存储于固相物缓存罐中，并可在反应系统连续运行过程中间歇排出；反应器中的物料入口下方设有悬挂式挡板，可控制反应物料在反应器中的停留时间；悬挂式挡板下方设有金属腐蚀实验挂片挂杆，其上的挂钩可悬挂金属腐蚀实验挂片，在反应器中不同区域开展金属腐蚀实验研究；从反应器顶部插入测温盲管至反应器下部，通过控制热电偶的插入位置，可实时监控反应器内不同区域的温度。附图说明图1是本专利技术所提供的适用于超临界水氧化连续运行的反应系统的结构示意图；图2是本专利技术所提供的适用于超临界水氧化连续运行的反应系统中悬挂式挡板的结构示意图；图3是本专利技术所提供的适用于超临界水氧化连续运行的反应系统中金属腐蚀实验挂杆的结构示意图。上述图中：1.反应器顶盖、2.反应物料入口、3.氧化剂入口、4.测温口、5.测温盲管、6.反应器、7.分段式加热炉、8.悬挂式挡板、9.金属腐蚀实验挂杆、10.金属腐蚀实验挂片、11.气液排出口、12.反应器延长管、13.高压分离器、14.第一截止阀、15.第二截止阀、16.第三截止阀、17.第四截止阀、18.固相物缓存罐、19.补压气体入口、20.泄压口、21.固相物排出口；81.悬挂杆、82.挡板本体、83.固定螺帽、84.挂钩；91.挂孔、92.金属腐蚀实验挂钩。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：如图1所示，本专利技术的一种实施方式公开了一种适用于超临界水氧化连续运行的反应系统，主要包括反应器6、分段式加热炉7、反应器延长管12、高压分离器13和固相物缓存罐18等。反应器6、高压分离器13和固相物缓存罐18由上到下依次连接，且反应器6、高压分离器13和固相物缓存罐18在竖向上轴线重合。反应器6顶端和底端分别设置有外扩部，高压分离器13顶端和底端也分别设置有外扩部。反应器6顶端的外扩部与反应器顶盖1通过螺栓连接，以将反应器6与反应器顶盖1密封连接。反应器6底端的外扩部与高压分离器13顶端的外扩部通过螺栓连接，以将反应器6与高压分离器13直接的密封连接在一起。高压分离器13上部设置有气液排出口11，高压分离器13底端的外扩部与分离器底盖通过螺栓连接，分离器底盖通过第一截止阀14与固相物缓存罐18顶部连接。分离器底盖设置有高压分离器13的出口，该出口与固相物缓存罐18顶部的入口连通，并通过第一截止阀14控制开闭。反应器6底部还设置有反应器延长管12，反应器延长管12延伸至高压分离器13的中部或下部。反应器延长管12可以是反应器6的一体式延长区段，也可以作为单独部件螺纹连接于反应器6底端。反应器6下方连接反应器延长管12，可以保障反应产物中的固相物沉积在高压分离器13的底部，气相和液相产物从高压分离器13上部排出。反应器6、高压分离器13、固相物缓存罐18依次直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于超临界水氧化连续运行的反应系统，包括反应器、高压分离器和固相物缓存罐，其特征在于，所述反应器、所述高压分离器和所述固相物缓存罐由上到下依次竖向连接；所述反应器底部设置有反应器延长管，所述反应器延长管延伸至所述高压分离器的中部或下部；所述反应器外部设置有分段式加热炉；所述高压分离器上部设置有气液排出口；所述反应器顶部安装有反应器顶盖，所述反应器顶盖设置有反应物料入口和氧化剂入口；所述反应物料入口下方设置有悬挂式挡板，所述悬挂式挡板包括位于所述反应器内部的挡板本体；所述高压分离器底部的出口与所述固相物缓存罐顶部的入口之间设置有第一截止阀；所述固相物缓存罐还设置有补压气体入口、泄压口和固相物排出口，所述补压气体入口处设置有第二截止阀，所述泄压口处设置有第三截止阀，所述固相物排出口设置有第四截止阀。

【技术特征摘要】
2018.11.24 CN 20181141154601.一种适用于超临界水氧化连续运行的反应系统，包括反应器、高压分离器和固相物缓存罐，其特征在于，所述反应器、所述高压分离器和所述固相物缓存罐由上到下依次竖向连接；所述反应器底部设置有反应器延长管，所述反应器延长管延伸至所述高压分离器的中部或下部；所述反应器外部设置有分段式加热炉；所述高压分离器上部设置有气液排出口；所述反应器顶部安装有反应器顶盖，所述反应器顶盖设置有反应物料入口和氧化剂入口；所述反应物料入口下方设置有悬挂式挡板，所述悬挂式挡板包括位于所述反应器内部的挡板本体；所述高压分离器底部的出口与所述固相物缓存罐顶部的入口之间设置有第一截止阀；所述固相物缓存罐还设置有补压气体入口、泄压口和固相物排出口，所述补压气体入口处设置有第二截止阀，所述泄压口处设置有第三截止阀，所述固相物排出口设置有第四截止阀。2.根据权利要求1所述的一种适用于超临界水氧化连续运行的反应系统，其特征在于，所述反应器、所述反应器延长管、所述高压分离器和所述固相物缓存罐在竖向上轴线重合。3.根据权利要求1所述的一种适用于超临界水氧化连续运行的反应系统，其特征在于，所述反应器延长管作为所述反应器的一体式延长区段，或者作为单独部件连接于所述反应器底端。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李聃，刘英凡，王万福，李世刚，章昀昊，霍志坚，李猛，张赛，杨丽丽，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司，中海油节能环保服务有限公司，中海油能源发展股份有限公司安全环保分公司，中海油能源发展股份有限公司北京安全环保工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11