[发明专利]一种超临界水氧化反应器的燃烧器组件

说明书

本发明涉及一种超临界水氧化反应器的燃烧器组件，其包括烧嘴套筒、冷却水套筒及冷却水第一渗透壁，烧嘴套筒包括中心套筒、中间层套筒及最外层套筒，烧嘴套筒的中心套筒、中间层套筒、最外层套筒、冷却水套筒及冷却水第一渗透壁由内至外依次同轴套装安装于反应器的平盖封头及连接法兰内，各套筒之间形成环隙并在下端形成逐级下降的环形出口，中心套筒与自平盖封头垂直插入的顶部物料通道连通，各环隙分别与物料通道及氧化剂通道连通，冷却水套筒与第一渗透壁的底部封闭，其内部形成的环形空腔与侧壁第一冷却水入口连通。本发明的烧嘴套筒可实现物料和氧化剂分别由不同的层段逐步交叉进入反应器，避免过早混合发生回流燃烧，造成反应器腐蚀。

技术领域

本发明涉及一种高温高压的化工设备，特别是一种超临界水氧化反应器的燃烧器组件。

背景技术

超临界水氧化(SCWO)技术最早是在20世纪80年代中期由美国学者Modell提出的一项能完全地、彻底地将有机物结构破坏的深度氧化技术。美国国家关键技术所列的六大领域之一“能源与环境”中指出，最有前途的废物处理技术是SCWO法。

超临界水(SCW)是指温度超过374.15℃，压力超过22.12Mpa的特殊状态的水，该条件下水的介电系数大大降低，氧化剂和多种有机物质在水体系中形成均一相，消除传质阻力，使本来发生在液相、固相、气相之间的多相反应转化为在SCW中的均相氧化反应，反应速率更快，停留时间更短。而且大多不需使用催化剂，氧化效率很高，大部分有机物的去除率可达99％以上，产物为无机盐、二氧化碳和水。由于反应在封闭的反应器中进行，符合全封闭处理的要求。反应温度远低于焚烧且无二次污染物的产生。

高COD有机废水、垃圾、污泥在超临界状态下的高温气体产物主要有O2、CO2、SO2、N2，由于超临界水氧化反应过程中放出大量的热，使得反应器内部的温度和压力急剧升高，高温高压的气体产物加剧了对反应器本身的腐蚀性，且高温气体易发生爆炸，两种因素叠加起来对设备壳体内壁及内部零部件产生严重的腐蚀破坏。

在进行强度计算时，温度高对反应器筒体和封头的厚度影响很大，对材质、密封、强度要求高，高温高压反应器设备常用锻件材料，耐高温耐腐蚀性的锻件材料选择性少。且高温气体对设备气体出口管道仪表和阀门的选型造成困难，对输送气体的管道材质要求高。除了管道用材之外，常用仪表和阀门的使用温度在中高温以下，温度过高时，仪表和阀门需要使用高合金材质，高合金材质比普通材质费用高出几倍，造成整个工艺系统的成本造价居高不下。所以降低反应器内部温度，对反应器、管道、仪表、阀门的成本有着直接联系。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种由多层环形隔层自上而下套装，形成阶梯型烧嘴，物料和氧化剂分别通入隔层之间形成的环隙，分别由不同的层段逐步交叉进入反应器充分反应，避免物料和氧化剂过早混合发生回流燃烧造成反应器内部腐蚀的超临界水氧化反应器的燃烧器组件。

本发明决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种超临界水氧化反应器的燃烧器组件，其特征在于：包括安装于反应器筒体顶部的平盖封头、连接法兰、烧嘴套筒、冷却水套筒及冷却水第一渗透壁，所述反应器筒体顶部与所述平盖封头之间通过所述连接法兰固定，烧嘴套筒包括中心套筒、至少一个中间层套筒及最外层套筒，所述烧嘴套筒的中心套筒、各中间层套筒、最外层套筒、冷却水套筒及冷却水第一渗透壁由内至外依次同轴套装安装于平盖封头及连接法兰内；所述中心套筒、中间层套筒、最外层套筒、冷却水套筒之间形成环隙，并在下端形成自内而外、逐级下降的环形出口，所述最外层套筒的下端为喷烧区域；各层环隙分别与侧部物料通道及侧部氧化剂通道交替连通；冷却水套筒与第一渗透壁的底部封闭，其内部形成的环隙与侧壁第一冷却水入口连通，所述反应器筒体顶部下方与第一渗透壁外部之间形成冷却区域，所述冷却区域与连接法兰上所制的气体出口连通。