[发明专利]超临界反应器、超临界反应系统及污泥的超临界处理方法

权利要求书

1.一种超临界反应器，用于对含碳料浆进行处理，其特征在于，包括内筒和外筒，所述内筒环绕的区域为反应区，所述内筒的底部与所述外筒之间形成的区域为激冷区，所述超临界反应器还包括换热区，所述换热区分别与所述反应区、所述激冷区连通，所述换热区内设有换热装置；

所述换热装置用于向所述反应区内导入所述含碳料浆；所述换热区用于从所述反应区接收超临界氧化反应生成的一次产物，并通过所述一次产物含有的热能对所述换热装置内的所述含碳料浆进行预热；所述激冷区将反应区和换热区连通。

2.根据权利要求1所述的超临界反应器，其特征在于，所述换热区环绕所述反应区，且位于所述超临界反应器的外壁和所述反应区之间。

3.根据权利要求1或2所述的超临界反应器，其特征在于，所述换热装置为换热盘管，所述换热盘管环绕所述反应区且所述换热盘管的排布高度与所述反应区高度一致。

4.根据权利要求3所述的超临界反应器，其特征在于，所述换热盘管的排布间隙不超过所述换热盘管外径的1/4。

5.一种超临界反应系统，用于对含碳料浆进行处理，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的超临界反应器，所述超临界反应器包括反应区、换热区和激冷区，所述换热区内设有换热装置；其中，

所述换热装置用于向所述反应区内导入含碳料浆；所述反应区用于使所述含碳料浆进行超临界氧化反应，以生成一次产物；所述换热区用于从所述反应区接收所述一次产物，并通过所述一次产物含有的热能对所述换热装置内的含碳料浆进行预热；所述激冷区用于从所述反应区和所述换热区接收所述一次产物，并对所述一次产物进行冷却，以生成二次产物。

6.根据权利要求5所述的超临界反应系统，其特征在于，所述超临界反应系统还包括原料储罐及液氧罐，其中，所述原料储罐通过所述换热区中的换热装置与所述反应区连通，用于储存所述含碳料浆；所述液氧罐与所述反应区连通，用于储存液氧。

7.根据权利要求5或6所述的超临界反应系统，其特征在于，所述超临界反应系统还包括蒸汽透平及第一水罐，所述蒸汽透平和所述第一水罐通过蒸汽换热管连通，部分所述蒸汽换热管位于所述激冷区中；其中

所述第一水罐用于向所述蒸汽换热管提供蒸发液，所述蒸汽换热管用于使所述激冷区中的所述一次产物和所述蒸汽换热管中的所述蒸发液换热，使得所述蒸发液变为蒸汽，所述蒸汽透平用于从所述蒸汽换热管接收所述蒸汽，并将所述蒸汽中含有的热能转化为机械能。

8.根据权利要求7所述的超临界反应系统，其特征在于，所述超临界反应系统还包括蒸汽换热器、第一分离器及第二分离器；所述蒸汽换热器包括换热腔体和所述换热腔体内的部分所述蒸汽换热管，且所述换热腔体内的部分所述蒸汽换热管位于所述激冷区中的部分所述蒸汽换热管和所述第一水罐之间；其中，

所述第一分离器通过所述换热腔体与所述激冷区连通，所述第一分离器用于接收并分离所述二次产物，生成三次气体产物和三次液体产物；所述第二分离器与所述第一分离器连通，用于接收并分离所述三次液体产物，生成二氧化碳气体和第一渣水；所述蒸汽换热器用于使所述蒸汽换热管内的蒸发液与所述换热腔体内的二次产物换热。

9.根据权利要求5或6所述的超临界反应系统，其特征在于，所述超临界反应系统还包括排渣锁斗，以及与所述排渣锁斗分别连通的液氮罐、第二水罐；

所述排渣锁斗与所述超临界反应器中的所述激冷区连通，用于从所述激冷区接收固体残渣；所述液氮罐用于在排渣锁斗从激冷区接收所述固体残渣时，向所述排渣锁斗充入氮气，以使所述排渣锁斗内的气压与所述激冷区内的气压相等。

10.根据权利要求9所述的超临界反应系统，其特征在于，所述第二水罐还和所述激冷区连通，用于在所述超临界氧化反应器运行时，向所述激冷区提供冷却液，且所述第二水罐还用于在对所述激冷区进行清洗时，向所述激冷区及所述排渣锁斗提供清洗液。

11.根据权利要求9所述的超临界反应系统，其特征在于，所述液氮罐还与所述反应区连通，用于所述超临界反应器停止工作时，向所述反应区内充入氮气。