[发明专利]超临界水氧化反应装置和方法

权利要求书

1.一种超临界水氧化反应装置，包括：

外壳体，由耐压材料制成；

内壳体，由耐热材料制成，被支撑在所述外壳体内，所述内壳体与所述外壳体之间具有间隔区，所述间隔区与所述腔室流体隔离；

端盖，密封地安装在所述内壳体和外壳体的开口端；

反应物喷嘴，安装在所述端盖上，用于向所述内壳体内喷射氧化剂和反应原料，使得氧化剂和反应原料在反应物喷嘴附近的发生氧化反应以形成反应区，并生成反应产物；以及

产物出口，设置在所述内壳体上并延伸到所述外壳体之外，以向外排出所述反应产物，

其中，所述间隔区内具有冷却介质。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述产物出口设置在所述内壳体上邻近所述端盖的部位，

所述装置还包括折流套管，所述折流套管固定套设在所述反应物喷嘴的外围，从所述端盖的内侧向内壳体的封闭端延伸，以将所述反应区限定在折流套管内，所述反应产物从折流套管的靠近所述封闭端的一侧经由折流套管与所述内壳体之间的折流通道从所述产物出口排出。

3.如权利要求1或2所述的装置，其中，还包括设置在所述内壳体中的预热装置，所述预热装置包括：

原料输入管，贯穿地设置在所述端盖上，用于接收待预热的原料；

原料输出管，贯穿地设置在所述端盖上，用于排出反应原料，并与所述反应物喷嘴流体连通；以及

主体换热部，设置在所述折流套管内远离所述反应区的非反应区内，与所述原料输入管和原料输出管流体连通，以利用氧化反应产生的热量对从所述原料输入管进入的待预热的原料进行加热以形成所述反应原料。

4.如权利要求1-3中的任一项所述的装置，其中，

在所述内壳体的封闭端设有鼓泡装置，用于防止颗粒物沉积；

在所述鼓泡装置附近设有排渣口，所述排渣口贯穿所述外壳体与所述内壳体的内部流体连通，用于将所述颗粒物排出外壳体之外。

5.如权利要求4所述的装置，其中，所述鼓泡装置包括：

鼓泡介质输送管，贯穿所述外壳体并且延伸到内壳体的底部以与所述内壳体的内部流体连通；

护罩，具有大致球形的表面，固定在所述内壳体的底部，并罩住所述输送管在所述内壳体内的进口；以及

多个分散孔，分别形成在所述护罩上，以将来自于所述鼓泡介质输送管的鼓泡介质分散到所述内壳体内。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述分散孔的内径沿发射所述鼓泡介质的方向逐渐缩小；或者，

在所述外壳体的下部设有冷却介质入口，在所述外壳体的上部设有冷却介质出口。

7.如权利要求1-6中的任一项所述的装置，其中，所述反应物喷嘴包括供反应原料喷射进反应区的内喷口，以及固定套设在所述内喷口外的供氧化剂喷射进反应区的环隙喷口。

8.如权利要求3所述的装置，其中，在所述反应物喷嘴与所述折流套管之间的环隙内设有耐高温材料，并且所述预热装置的原料输入管和原料输出管贯穿所述耐高温材料。

9.一种利用权利要求1中的反应装置执行超临界水氧化反应的方法，包括如下步骤：

步骤S100：将反应原料和氧化剂通过反应物喷嘴喷射到反应区内，以发生超临界水氧化反应，形成反应产物，使反应产物从所述折流套管的靠近所述封闭端的一侧经由折流通道从所述产物出口排出；

步骤S200：使冷却介质在间隔区内流动。

10.如权利要求9所述的方法，其中，还包括：将待预热的原料通过原料输入管输送到主体换热部，以利用氧化反应所放出的反应热将待预热的原料加热，得到反应原料，并将所述反应原料输送到反应物喷嘴。