[发明专利]一种用于超临界水热燃烧反应器的气液混合装置及其应用

权利要求书

1.一种用于超临界水热燃烧反应器的气液物料混合装置，包括筒状管体(12)，其特征在于：

所述筒状管体(12)中设置有相互独立的燃料导入管道(1-1)、第一氧化剂导入管道(2-1)、物料导入管道(3-1)；

所述筒状管体(12)的下部内腔中设置有燃烧室(06)；

所述燃料导入管道(1-1)设置在所述筒状管体(12)的中央，其上端为液体燃料进口(01)，设置在所述筒状管体(12)顶部，其下端出口对着所述燃烧室(06)设置有燃料雾化喷嘴(05)；

所述第一氧化剂导入管道(2-1)的下端对着所述燃烧室(06)，所述燃烧室(06)的底端出口设在所述筒状管体(12)的下端；

所述物料导入管道(3-1)至少对应所述燃烧室的位置与燃烧室(06)形成同轴嵌套式管道，使得进入所述物料导入管道(3-1)的物料能与燃烧室(06)进行热交换；所述物料导入管道(3-1)的底端出口设在所述筒状管体(12)的下端，且设置有进料雾化喷嘴(07)。

2.根据权利要求1所述的气液物料混合装置，其特征在于，所述燃料导入管道(1-1)以可拆卸方式从所述筒状管体(12)的顶部插装在所述筒状管体(12)中。

3.根据权利要求1所述的气液物料混合装置，其特征在于，所述筒状管体(12)中还设置有与其它管道相对独立的第二氧化剂导入管道(4-1)，所述第二氧化剂导入管道(4-1)的上端为第二氧化剂进口(04)，设在所述筒状管体(12)的侧壁上，下端出口设置在设在所述筒状管体(12)的下端。

4.根据权利要求3所述的气液物料混合装置，其特征在于，所述第二氧化剂导入管道(4-1)与物料导入管道(3-1)为同轴嵌套结构，且处于物料导入管道(3-1)的外层。

5.根据权利要求1所述所述的气液物料混合装置，其特征在于，所述燃料导入管道(1-1)、第一氧化剂导入管道(2-1)、物料导入管道(3-1)为同轴嵌套管道，所述燃料导入管道(1-1)处在中心，第一氧化剂导入管道(2-1)为第二层、物料导入管道(3-1)为第三层。

6.根据权利要求1-5所述的气液物料混合装置，其特征在于，所述物料导入管道(3-1)的上端为进料口(03)，设置在所述筒状管体(12)的侧壁上；所述第一氧化剂导入管道(2-1)的上端为第一氧化剂进口(02)设置在所述筒状管体(12)的上部侧壁上。

7.根据权利要求6所述的气液物料混合装置，所述第一氧化剂进口(02)为环绕所述液体燃料进口(01)的环形开口；所述进料口(03)，第二氧化剂进口(04)为环绕所述筒状管体(12)外壁的环形开口。

8.根据权利要求7所述的气液物料混合装置，其特征在于，所述燃料雾化喷嘴(05)的出口直径为1mm；所述物料导入管道(3-1)出口处的进料雾化喷嘴(07)具有环形出口，包围着所述燃烧室(06)的底端出口，射流角φ为30-60度。

9.根据权利要求1所述的气液物料混合装置，其特征在于，所述筒状管体(12)的顶部和燃烧室外壁采用镍基合金No.6625制成。

10.一种进行超临界水氧化反应的方法，其特征在于，采用权利要求9所述的超临界水热燃烧反应器，步骤如下：

(1)向液体燃料进口(01)持续导入预热达到液体燃料最底燃烧温度的液体燃料；

(2)向氧化剂进口持续导入氧化剂，

(3)向进料口(03)持续导入常温物料；

燃料以喷射流雾化的形式进入燃烧室(06)，并与进入的氧化剂在(06)燃烧室的上端进行充分混合并迅速在设定的超临界条件下燃烧形成稳定的水-热火焰；进料口的物料采用常温进料，流经(06)燃烧室的外壁发生热交换，物料得到预热，同时冷却燃烧室，预热物料经进料雾化喷嘴(07)以喷射流的形式与从氧化剂进口(04)进入的氧化剂进行快速混合，混合流体经高温超临界水-热燃烧火焰加热后进入超临界水氧化反应器(08)发生氧化反应，反应的最终产物经(10)排放口排出反应器。