[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

说明书

本发明“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”，属于超临界水热燃烧技术，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，其下端设置有燃料雾化喷嘴(05)，喷嘴出口对着所述燃烧室(06)；所述第一氧化剂导入管道(2‑1)的下端对着所述燃烧室(06)，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)的底端设置有进料雾化喷嘴(07)。

技术领域

本发明涉及超临界水热燃烧技术,具体涉及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

背景技术

超临界水氧化是在温度、压力高于水的临界温度(374.2℃)、临界压力(22.05MPa)条件下，利用超临界水的特性，使有机物在超临界水均相条件下发生的以水、二氧化碳为主要产物的氧化反应。在超临界水氧化反应过程中，碳类有机物被完全氧化成二氧化碳和水，含氮元素的有机化合物氧化成N₂、N₂O等无害物质，卤素原子转化成卤化物离子，硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐等盐类，因此超临界水氧化技术是一种有效的处理高浓度难生物降解、有毒有害、含有致癌、致畸、致突变“三致”物质的污水以及污泥绿色技术。

超临界水氧化技术产业化主要面对的核心问题是防腐蚀问题，这不仅仅包括反应器本身的防腐也包括管道、阀门和换热器等附属系统的防腐蚀问题。尽管超临界水氧化反应器本身可以采取渗透壁等方法进行有效防腐，但由于只有超临界条件反应才能开始，因此需要提前将物料预热至超临界状态，使得在管道和换热器中易引发析碳、结焦和盐的沉积等问题，进而导致传热恶化和堵塞，引起安全事故。

超临界水热燃烧(Supercritical hydtothermal combustion,SCHC)是指燃料或一定浓度的有机物与氧化剂在超临界水中发生的剧烈氧化反应并产生水-热火焰的一种新型燃烧方式。当用水热火焰作为在超临界水氧化反应器内部的热源时，反应器进口物料就无须预热至超临界温度，从而避免了上述超临界水氧化过程所存在的问题，提高了系统的整体可靠性。有必要研发出合适的可以利用该原理的超临界水热燃烧设备。

发明内容

根据上述领域的空白和需求，本发明提供一种有效的辅助燃料与氧化剂、进料与氧化剂的混合装置，使气液物料能在超临界水条件下快速形成稳定的水热火焰。

本发明所采用的技术方案：

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)。

优选地，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。便于对燃料雾化喷嘴(05)进行维修。