[实用新型]一种旋流式超临界水热燃烧装置

说明书

一种旋流式超临界水热燃烧装置，装置包括若干沿周向均布于装置主体上部的水热火焰发生器，每个水热火焰发生器上设有高压有机浆液支管和高压氧化剂支管，各个水热火焰发生器输出口的几何轴线均外切于装置内核心燃烧区的假想圆，装置主体的下部设置有燃烬渣浆汇聚锥，燃烬渣浆汇聚锥与其下部的超临界热流体引导锥相连，燃烬渣浆汇聚锥侧面上部设有若干燃烬渣浆出口D，超临界热流体引导锥底部设有超临界热流体出口C，本实用新型实现了化石燃料(如煤炭)、城市/工业污泥等固相或含固燃料的快速着火、高效清洁燃烧以及燃尽后渣流有效分离，是一种促进化学能向热能高效、无污染转化的先进燃烧技术。

技术领域

本实用新型属于先进燃烧及节能环保技术领域，特别涉及一种旋流式超临界水热燃烧装置。

背景技术

超临界水是指温度和压力均高于其临界点(Tc＝374.15℃，Pc＝22.12MPa) 的特殊状态的水。超临界水氧化技术是利用超临界水的低粘度、低介电常数、高扩散性等特殊性质，使完全溶解在其中的有机物与氧化剂发生快速、彻底的均相反应，有机物中的碳元素转化成二氧化碳，氯、硫、磷等元素转化成相应的无机盐，氮元素绝大多数转化成氮气，实现有机废物的高效无害化处理。超临界水氧化是一种绿色、高效、彻底的有机废物无害化处理处置技术，被誉为 21世纪最有潜力的有机废物处理技术。超临界水燃烧技术是一种新型的国际前言燃烧技术，可以被看作产生“水热火焰”的剧烈超临界水氧化技术，又被称作“水火相容”的燃烧技术。水热火焰区1000℃以上的局部高温能够实现化石燃料及污染物中有机质的快速氧化降解，同时释放丰富热量。

当前，盐沉积、腐蚀问题一定程度上制约了超临界水氧化技术低成本可靠的工业化实施，其中高压300～410℃高温区是超临界水氧化工艺系统中材料腐蚀敏感区、无机盐快速析出区，服役于该工况区的装备面临着较为严峻的腐蚀与盐沉积引发堵塞风险。若利用超临界水热火焰与较低温度物料(300℃)混合实现后者的快速升温，或者直接实现较低物料的快速超临界水热火焰着火、燃烧，由此即可避开300～410℃温度区装备腐蚀与盐沉积堵塞高发区。此外，在能源领域，常规燃煤发电系统和燃煤工业锅炉在原理上是在以空气为氧化剂的气态环境下“一把火烧煤”，所产生的飞灰、硫氧化物、氮氧化碳等工业污染物已经造成巨大的环境污染。煤等化石燃料的超临界水热燃烧是一种前景十分广阔的技术。煤的超临界水热燃烧是一种不需要污染物末端控制就能实现煤的高效、清洁利用的新型燃烧技术。与煤的常规燃烧技术相比，煤的超临界水热燃烧技术不需脱硫、脱硝、除尘等末端装置即可实现污染物NO_x、SO_x、粉尘的源头控制，可以很容易的实现CO₂的低成本捕集，具有极其优越的环保性能。但是煤炭、污泥等固体燃料水热燃烧仍然会生成固相燃烬渣浆，若处置不当，会堵塞后续装置，影响整体的正常运行。因此，可以实现燃料快速着火、燃尽后渣流有效分离的水热燃烧装置是实现煤炭、污泥等固相或含固燃料的高效清洁燃烧的关键。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种旋流式超临界水热燃烧装置，实现了化石燃料(如煤炭)、城市/工业污泥等固相或含固燃料的快速着火、高效清洁燃烧以及燃尽后渣流有效分离，是一种促进化学能向热能高效、无污染转化的先进燃烧技术。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种旋流式超临界水热燃烧装置，包括若干沿周向均布于装置主体2上部的水热火焰发生器5，每个水热火焰发生器5上设有高压有机浆液支管8和高压氧化剂支管9，各个水热火焰发生器5输出口的几何轴线均外切于装置内核心燃烧区的假想圆，装置主体2的下部设置有燃烬渣浆汇聚锥3，燃烬渣浆汇聚锥3与其下部的超临界热流体引导锥4相连，燃烬渣浆汇聚锥3侧面上部设有若干燃烬渣浆出口D，超临界热流体引导锥4底部设有超临界热流体出口C。

进一步，所述装置主体2外包裹有高效冷却套1，所述高效冷却套1为夹套结构或单层/多层螺旋通道结构，冷却剂为水、空气、导热油、有机浆液或氧化剂等。