[发明专利]一种防堵塞的超临界水氧化反应器

说明书

本发明提供一种防堵塞的超临界水氧化反应器，包括：反应器筒体，以及覆盖于反应器筒体上方的反应器筒盖，其中，反应器筒盖上设有进料口，反应器筒体的底部上设有反应产物出口，还包括：在所述反应器筒体的内部水平延伸的至少一块隔板，在反应器筒体内部，至少一块隔板以上的区域为超临界水氧化区，至少一块隔板以下的区域为亚临界区，超临界水氧化区的筒体外侧设有加热套，亚临界区的筒体外侧直接与空气接触，隔板上设有用于连通超临界水氧化区和亚临界区的孔口。本发明创造性地采用隔板将反应器内部划分为超临界水氧化区和亚临界区，解决了沉积盐对流出管道的堵塞问题，提供了一种新型的防堵塞的超临界水氧化反应器。

技术领域

本发明涉及环境保护及化工领域，更具体地涉及一种防堵塞的超临界水氧化反应器。

背景技术

超临界水氧化法(Supercritical Water Oxidation，简称SCWO)是指在温度和压力高于水的临界温度(374.3℃)和压力(22.1MPa)之上的反应条件下，以超临界水为反应介质，以空气或氧气等为氧化剂，将水中有机污染物彻底氧化成CO₂和H₂O等的过程。

SCWO使用超临界水的独特性能，将有机废物转化为环境无害的产物。它的优点表现在以下几方面：①去除率高，在超临界条件下，有机物等废物能完全被氧化成二氧化碳、水、氮气类等无害物质，有毒物质的去除率达99.9％以上，处理彻底，不形成二次污染；②反应在均相中进行，速度快，停留时问短(一般小于1min)，反应器结构简单，体积小，设备占地面积小，易于操作；③反应为放热反应，当反应相中有机物含量达2％时，便可实现自热，无需额外的能量供给；④SCWO技术可处理各种有毒有害的有机废液、危险废物等，适用范围广。

然而，由于无机盐在超临界水中的溶解度极低，当处理高含盐的有机废液时，无机盐易析出、结晶并不断沉积，从而导致反应器堵塞，严重影响了SCWO装置运行的可靠性和安全性，这也是制约超临界水氧化技术发展的瓶颈问题之一。此外，进料口有机物的脱碳、焦化等亦会引起进料口的堵塞。虽然目前为止亦有一些新式反应器的设计，用于解决盐沉积堵塞问题，但大多内部结构复杂，鉴于超临界水苛刻的环境，及反应器所选材料难加工的特殊性，难于应用于实际的工业化生产。

具体说来，实际生产、实验中使用的反应器均为一体化封闭式设计，即为简单的能够承受高温、高压的反应釜，该设计简单易加工，被广泛采用。而此设计的缺点很多，比如，基本无防堵塞功能，无法实现反应长时间连续、稳定的运行，存在很大的安全隐患。为防止堵塞，迄今为止也有一些新式反应器的设计，该反应器主要由内筒、外筒和内筒固定板组成，并在内筒装填了吸附材料，对反应过程中产生的无机盐进行吸附脱盐，减少无机盐在反应器内壁的析出和附着，避免了无机盐沉积引起的管道堵塞。但是，该反应器没有考虑到超临界水导致的苛刻环境，吸附材料在SCWO的环境下极易导致成份降解、结构变化，丧失原有的吸附功能，况且SCWO下产生的沉积盐不仅仅只产生于反应器壁，而是产生于整个反应腔内，实际运气情况下，该设计无法实现其设想的吸附功能。此外，还有一些防堵塞的反应器设计，采用反应器内部设置滤网或沉积盐收集器等试图减缓或消除沉积盐对反应器出口的堵塞，滤网的材料、结构等受SCWO苛刻环境的影响，难于选择，且其受SCWO下盐沉积、迁移等的影响，处于滤网下方的无机盐离子可能会重新团聚引起堵塞，此外，还要考虑滤网自身的堵塞。对于沉积盐收集器类型的反应器设计，由于盐沉积过程发生在整个反应器腔内，局部设置的沉积盐收集器无法完成其收集沉积盐的功能。况且，此类反应器也仅仅处于概念设计程度，无法实现应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种防堵塞的超临界水氧化反应器，从而解决现有技术中的超临界水氧化反应器极易发生堵塞，进而导致稳定性差、安全性能低的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用技术方案：