[实用新型]一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构

说明书

本实用新型公开了一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构，涉及超临界水氧化技术领域。本实用新型包括喷嘴本体；喷嘴本体包括原料通道、氧气通道和球形混合部；原料通道包括原料入口、容纳腔、原料加速管和原料出口；球形混合部的顶部与原料通道固定连接。本实用新型通过设置水轮机转轮、转动轴、搅拌叶、球形混合部，解决了现有的超临界水氧化喷嘴结构简单、原料与氧气混合时间长、且混合不充分，反应速率低的问题；使得原料与氧气混合更加充分，缩短了混合时间，提高了超临界水氧化反应的效率。

技术领域

本实用新型属于超临界水氧化技术领域，特别是涉及一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构。

背景技术

超临界水氧化(SCWO，Supercritical Water Oxidation)技术是一种新型、高效的废物处理技术。超临界是指物质的一种特殊流体状态。当把处于汽液平衡的物质升温升压时，热膨胀引起液体密度减少，而压力的升高又使汽相密度变大，当温度和压力达到某一点时，汽液两相的相界面消失，成为一均相体系，这一点就是临界点。当物质的温度、压力分别高于临界温度和临界压力时就处于超临界状态。超临界流体具有类似气体的良好的流动性，同时又有远大于气体的密度，因此具有许多独特的理化性质。

目前，超临界水氧化技术已经应用于污泥、印染、制药、农药和军工等多个领域，由于超临界水氧化反应的条件为高温高压，因此，超临界水氧化反应器中各个部件的设置均会对超临界水氧化反应的稳定性和彻底性产生影响。其中，反应器喷嘴用于将待反应原料和氧气喷射入超临界水氧化反应器中进行混合，被喷射入所述超临界水反应器中的待反应原料和氧气的混合效果直接影响着反应的彻底性以及反应的快慢程度。

申请号为CN201711437482.7的中国专利，公开了一种超临界水氧化喷嘴及超临界水氧化反应器，设计了一种同轴设置的氧气通道和原料通道的喷嘴，氧气通道位于在原料通道的内侧；其中，原料通道内设置了在行进方向渐缩的第一螺旋状通道，待反应原料在第一螺旋状通道内的流速逐渐增大，并在原料出口处的流速达到最大，提高待反应原料在超临界水氧化反应器中的雾化效果，提高待反应原料与氧气的混合效果，加快反应速度。但是，待反应原料与氧气的混合依然是靠自然扩散混合，导致混合的时间长，且混合不充分，反应速率低，故该喷嘴结构还有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构，通过设置水轮机转轮、转动轴、搅拌叶、球形混合部，解决了现有的超临界水氧化喷嘴结构简单、原料与氧气混合时间长、且混合不充分，反应速率低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型为一种便于反应物混合的超临界水氧化反应器的喷嘴结构，包括喷嘴本体；所述喷嘴本体包括原料通道、氧气通道和球形混合部；所述原料通道包括原料入口、容纳腔、原料加速管和原料出口；所述原料入口与容纳腔固定连接；所述容纳腔与原料加速管固定连接；所述原料加速管的上部内侧面设置有第一螺旋状通道；所述原料加速管的下部中间位位置设置有圆形通道；所述圆形通道与原料加速管的内壁之间设置有第二螺旋状通道；所述第二螺旋状通道的螺距小于第一螺旋状通道的螺距；所述原料加速管的底部呈倒漏斗状；所述原料出口与原料加速管的底部固定连接；所述原料出口的截面为圆台状；所述原料加速管的中间位置设置有水轮机转轮；所述水轮机转轮的底部与转动轴固定连接；所述转动轴的底端与搅拌叶固定连接；所述转动轴与圆形通道之间通过轴承连接；所述球形混合部的顶部与原料通道固定连接；所述原料出口、搅拌叶均位于球形混合部的内部；所述氧气通道与球形混合部固定连接；所述氧气通道位于球形混合部的上部；所述球形混合部的下部设置有混合料出口。

进一步地，所述原料入口内还设置有过滤网。

进一步地，所述第一螺旋状通道的螺距、第二螺旋状通道的螺距均自上而下渐缩。

进一步地，所述原料出口底部为多孔圆盘。