[发明专利]一种火花塞点火内燃式连续超临界水氧化装置

说明书

本发明提供了一种火花塞点火内燃式连续超临界水氧化装置，包括点火区、反应区、分离区三部分。该装置利用点火区中火花塞点燃的火焰引燃反应斜管中的燃料，使得反应区内温度迅速达到反应要求，实现了有机废液的快速预热和高效降解，此外，整个加热过程中燃料无需使用预热器，降低了设备的投资与能耗。分离直管下端设有第一电动球阀、排盐管以及第二电动球阀，通过调节第一电动球阀与第二电动球阀的开关，实现装置的自动排盐，避免含盐污水的产生，有利于反应器的连续运行与零排放，满足工业化处理需求。

技术领域

本发明涉及超临界水氧化领域，尤其涉及一种火花塞点火内燃式连续超临界水氧化装置。

背景技术

超临界水氧化(SCWO)技术是指在23～30MPa、400～600℃的条件下，以超临界水为反应介质，以空气、O₂或H₂O₂为氧化剂，将有机物降解为无害的CO₂、N₂和H₂O等小分子的高级氧化技术，其中Cl、P和S通常被转化为相应的酸或以无机盐析出，SCWO技术被美国认定为能源与环境领域中最有前途的废物处理关键技术，尽管应用基础已经形成，国内外也已经有一些SCWO工业装置，但是反应器的腐蚀、盐沉积以及高运行成本问题阻碍了该技术的工业化推广。

专利号为CN104291546A的超临界水氧化装置，主体由倾斜放置的斜管反应器和垂直放置的直管分离器组成，预热至200℃的废料同氧化剂以及500～600℃的超临界水混合后进入斜管，斜管内设有多孔内衬管，边界流体在内衬管内表面形成保护膜，避免固体颗粒在反应器内壁沉积，减小反应产物对斜管的腐蚀与盐沉积，并降低反应斜管内壁温度，确保设备的安全运行，降低设备的材质要求。产物在分离器中通过重力沉降实现固液分离，冷却水对其进行中和与降温，同时将分离器底部的固体颗粒溶解排出。但随着反应的进行，装置需不断通入500～600℃超临界水，存在高运行成本问题，而且固体颗粒溶解排出后会产生二次污染，无法实现零排放，不利于装置的连续运行。

目前为解决物料的预热问题，专利号为CN102190363A利用辅助燃料补给热量的超临界水氧化反应器，提出了燃料加热的方法，能够利用辅助燃料补给反应所需热量，通过不同方向的射流使物料、燃料以及氧化剂(空气或氧气)进行高效混合以提高其氧化效率。但该装置燃料点火困难，在与氧化剂一同进入反应器之前需使用预热器，仍存在高运行成本问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种火花塞点火内燃式连续超临界水氧化装置，解决了装置预热时存在的高运行成本问题以及排盐时产生的二次污染问题。

本发明的技术方案：

一种火花塞点火内燃式超临界水氧化装置，包括点火区、反应区和分离区三部分，

所述点火区由燃料入口总管(1)、三通阀(2)、第一燃料入口管(3)、第一截止阀(4)、第一燃料出口管(5)、第一氧化剂入口管(6)、第二截止阀(7)、第一氧化剂出口管(8)、第一雾化喷嘴(9)、火花塞(10)、火焰发生管(11)、第三截止阀(12)、火焰出口管(13)、第二燃料入口管(14)、第四截止阀(15)、第二燃料出口管(16)、斜管端盖(17)、第二氧化剂入口管(18)、第五截止阀(19)、第二氧化剂出口管(20)、第二雾化喷嘴(21)组成，