CN114857598A - 基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于超临界水处理技术的氧化反应‑余热回收一体化装置，包括上部端盖、中部直筒体和下部端盖。上部端盖设置于中部直筒体的上部。上部端盖同时设有预热有机废液、氧化剂、超临界水及醇类助剂的入口。中部直筒体内根据冷却水回路分为两级反应区与三级余热利用区，通过冷却水回路吸收反应热量，一方面预热物料，另一方面产生可资源化利用的蒸汽或热水。中部直筒体下部与下部端盖之间为无机盐回收区，通过在此区间注入亚临界水可使无机盐溶解并后续排出进行回收利用。本发明可实现高浓高盐难降解有机废液的超临界水氧化反应，并通过在装置内集中进行余热回收，热利用效率大幅提高，显著降低***的投资及运行费用。
Description
技术领域
本发明属于危废处理领域，涉及一种基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置。
背景技术
高浓高盐有机废水的排放会污染水体与土壤，降低地区的环境功能等级，同时会对人类健康产生很大影响。传统的有机废水处理方法主要为焚烧法和填埋法，但焚烧法投资大，运行费用高，不仅会造成严重的大气污染，飞灰中含有的重金属物质还属于危险废弃物，需要二次处理；填埋法的缺点在于其占用了大量宝贵的土地资源，还会污染农田及地下水，危害非常大。
超临界水氧化(supercritical water oxidation)技术是由美国科学家Modell教授在20世纪80年代提出的处理难降解有毒有机危险废弃物的技术，由于其具有高效环保、适应性强等特点，因而在许多领域，尤其是环保领域展现出了巨大的前景。在超临界水氧化反应过程中，有机物与氧化剂可完全溶于超临界水中，成为均一相。因为体系中没有相界面的存在，所以有机物可以快速地被氧化为小分子化合物，分解效率可高达99.9％，最终碳氢化合物被氧化为CO2与H2O等无害物质，氯、硫、磷等元素在此过程中也会被氧化，最后以无机盐的形式从超临界流体中沉积出来。
传统的超临界水氧化反应装置，只能提供基本的氧化反应场所，物料的预热及高温高压反应产物的回热仍需借助外部换热器，而对于高浓高盐有机废液，物料在预热过程中便会发生严重的盐结晶、沉积并堵塞管道的现象，严重时会直接导致反应器及反应***的崩溃及停机。同时，对于高温高压反应产物的回热，由于无机盐存在于反应产物中，一方面会引起反应***的堵塞，另一方面，无机盐带来的严重腐蚀作用会显著降低回热器、反应器及反应***运行的安全性及稳定性，同时回热器、反应器还需要耐高温耐腐蚀的昂贵的镍基合金材质，投资费用高，导致***经济性低。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置，本发明通过将超临界水氧化技术与余热回收技术相结合，为高浓高盐难降解有机废液的处理提供了一种切实可行的方案。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置，包括：
上部端盖，所述上部端盖下方密封连接中部直筒体；上部端盖包括环形盖板以及环形盖板中部的物料通道，所述物料通道的底端密封连接在环形盖板中部，并与中部直筒体的内腔相连通；所述物料通道上开设超临界水注入口、氧化剂注入口以及有机废液注入口；
中部直筒体，所述中部直筒体内设置有刮盐装置、物料回热器以及多级回热器；中部直筒体的底部连接下部端盖；中部直筒体的底部侧面开设有反应流体出口；多级回热器和物料回热器将中部直筒体的内腔分隔为若干反应区和若干余热利用区；
下部端盖，所述下部端盖为自上而下内径渐缩的椎体结构，外壁套设水冷套，底部开设无机盐排出口；椎体结构的内腔为无机盐回收区，无机盐排出口与无机盐回收区相连通。
本发明进一步的改进在于：
所述上部端盖的环形盖板内设置有端盖回热器，环形盖板的侧面开设有与端盖回热器相连通的端盖冷却水入口和端盖冷却水出口；环形盖板上开设有醇类助剂入口、冷壁水入口、冷壁水出口、物料预热入口、物料预热出口、若干冷却水入口和若干冷却水出口；
所述超临界水注入口、氧化剂注入口、有机废液注入口以及醇类助剂入口与反应区相连通；若干冷却水入口和若干冷却水出口与多级回热器相连通；物料预热入口和物料预热出口与物料回热器相连通。
所述多级回热器包括依次套设的一级回热器、二级回热器、三级回热器和四级回热器；物料回热器、一级回热器、二级回热器、三级回热器和四级回热器均为两端开口的筒状结构；四级回热器的外壁紧贴中部直筒体的内壁；物料回热器设置于二级回热器和三级回热器之间；
一级回热器内的空腔构成一级反应区，所述超临界水注入口、氧化剂注入口、有机废液注入口以及醇类助剂入口与一级反应区相连通；一级反应区的底部与无机盐回收区相连通；
二级回热器与一级回热器之间的空腔构成二级反应区；
物料回热器与二级回热器之间的空腔构成一级余热利用区；
三级回热器与物料回热器之间的空腔构成二级余热利用区；
四级回热器与三级回热器之间的空腔构成三级余热利用区。
所述一级反应区的底部与二级反应区底部相连通，二级反应区的顶部与一级余热利用区的顶部相连通，一级余热利用区的底部与二级余热利用区的底部相连通，二级余热利用区的顶部与三级余热利用区的顶部相连通；所述反应流体出口与三级余热利用区相连通。
所述一级回热器的底部设置过滤壁，一级反应区与二级反应区通过过滤壁相连通。
所述一级回热器、二级回热器、物料预热器、三级回热器、四级回热器和端盖回热器采用膜式壁换热器或蛇形管换热器。
所述一级回热器、二级回热器、物料预热器、三级回热器和四级回热器内的冷流体流向与一级反应区、二级反应区、一级余热利用区、二级余热利用区和三级余热利用区的高温高压反应产物热流体流向呈逆向布置。
所述二级回热器的壁面材质采用钛合金或镍基合金。
所述醇类助剂入口所添加的醇类助剂为甲醇、乙醇或异丙醇；所述一级回热器、二级回热器、物料预热器、三级回热器、四级回热器以及端盖回热器的内部冷流体为高压冷却水或低压冷却水；所述高压冷却水用于直接产生高温高压超临界水输送至超临界水注入口或直接进行后续产蒸汽；所述低压冷却水被预热后直接用于后续蒸汽的回收利用。
所述水冷套的上部开设下端盖冷却水入口和亚临界流体入口，下部开设下端盖冷却水出口。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明借助水热燃烧火焰实现高浓高盐难降解有机废液的高效快速降解，装置内部设置回热器及物料预热器，对高温高压反应产物实现了完全回热，实现了能量的分级利用，提高了高温高压反应产物的热利用效率。同时利用无机盐在超临界水中溶解度极低的特点对其进行预分离，避免了无机盐进入后续反应环室，降低了装置材质腐蚀风险的同时，并对回收的无机盐进行资源化利用，实现了高盐有机废液在超临界水氧化过程中无机盐的在线脱除及回收。反应产物以常温高压无盐状态流出，降低了反应器对耐高温耐腐蚀材质的要求，提高了***的经济性。
本发明能够实现高浓难降解有机废液的高效无害化处理。在反应器内部初步预热后的高浓难降解有机物料可直接进入反应器上端部的喷嘴，与超临界水、氧化剂混合后，形成水热燃烧火焰，快速彻底地将难降解有机物去除，同时，反应器端部还设有辅助燃料注入点，可为水热火焰的形成进一步提供保障，反应器内部设有的多个反应环室，延长了反应的总时间，进一步强化难降解有机物的无害化处理。
本发明余热高效回收，经济性高。回热器及冷物料预热器均集中于反应器内部，在反应器内一步实现高温高压反应产物的余热回收，提高了冷热流体之间的换热效率，此设计可省去超临界水氧化***中的预热器及回热器的单独设置，大幅降低了超临界水氧化***对回热器、预热器的投资费用，同时，反应过程中生成的无机盐在一级反应环室进行预脱除，反应产物最终以常温高压无盐的状态流出，减轻了反应材质的腐蚀风险，降低了反应装置对耐高温耐腐蚀材质的要求，进一步降低了反应装置的投资费用，提升了整体经济性。
本发明能够实现无机盐在线脱除及回收。高浓高盐难降解有机废液在超临界水氧化过程中生成的无机盐经烧结粉末金属壁过滤后，直接进入到反应器底部的无机盐回收腔室，避免了装置后续反应过程中盐结晶、沉积并堵塞的问题，同时，在该腔室中可进一步注入亚临界水，使得可溶性无机盐溶解并后续排出进行回收利用，实现了高浓高盐难降解有机废液在超临界水氧化过程中无机盐的在线脱除及回收。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明结构示意图。
其中：1-上部端盖，2-中部直筒体，3-端盖回热器，4-一级回热器，5-二级回热器，6-物料回热器，7-三级回热器，8-四级回热器，9-刮盐装置，10-过滤壁，11-下部端盖，12-水冷套，R1-一级反应区，R2-二级反应区，R3-一级余热利用区，R4-二级余热利用区，R5-三级余热利用区，R6-无机盐回收区，N1-超临界水注入口，N2-氧化剂注入口，N3-有机废液注入口，N4A-上部端盖冷却水入口，N4B-上部端盖冷却水出口，N5A-冷壁水入口，N5B-冷壁水出口，N6A-第一冷却水入口，N8A-第二冷却水入口，N9A-第三冷却水入口，N6B-第三冷却水出口，N8B-第二冷却水出口，N9B-第一冷却水出口，N7A-物料预热入口，N7B-物料预热出口，N10-醇类助剂入口，N11A-下端盖冷却水入口，N11B-下端盖冷却水出口，N12-反应流体出口，N13-亚临界流体入口，N14-无机盐排出口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明实施例公开了一种基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置，包括依次通过法兰连接的上部端盖1、中部直筒体2和下部端盖11，所述上部端盖1设置在中部直筒体2的上端；上部端盖1顶部结构设有超临界水注入口N1、氧化剂注入口N2和高浓高盐有机废液注入口N3，其均以水平角度连通上部端盖1各自的物料环形通道，超临界水、氧化剂和有机废液通过各自的环形通道进入中部直筒体2内部的一级反应区R1。上部端盖1设有醇类助剂入口N10将醇类助剂注入到一级反应区R1内，所述醇类助剂包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇等醇类。上部端盖1内壁面设有端盖回热器3，冷流体入口为端盖冷却水入口N4A，冷流体出口为端盖冷却水出口N4B。端盖回热器3的端盖冷却水入口N4A和端盖冷却水出口N4B设置在上部端盖1径向方向。
上部端盖1上径向同轴设置有电机带动中部直筒体2内部中心的刮盐装置9；中部直筒体2内部由一级回热器4、二级回热器5、物料预热器6、三级回热器7、四级回热器8装置分隔为一级反应区R1、二级反应区R2、一级余热利用区R3、二级余热利用区R4和三级余热利用区R5；中部直筒体2内部一级回热器4的冷流体入口为第一冷却水入口N9A，冷流体出口为第一冷却水出口N9B，一级回热器4之间的环形区域为一级反应区R1；所述中部直筒体2内部二级回热器5的冷流体入口为第二冷却水入口N8A，冷流体出口为第二冷却水出口N8B，二级回热器5与一级回热器4之间环形区域为二级反应区R2，其中，所述二级回热器5的壁面材质包括但不限于钛合金、镍基合金等兼具壁面催化作用的材料。中部直筒体2内部物料预热器6的冷物料入口为物料预热入口N7A，预热后的物料出口为物料预热出口N7B，所述三级回热器7的冷流体入口为第三冷却水入口N6A，冷流体出口为第三冷却水出口N6B，所述四级回热器8的冷流体入口为冷壁水入口N5A，冷流体出口为冷壁水出口N5B；其中二级回热器5与物料预热器6之间环形区域为一级余热利用区R3，物料预热器6与三级回热器7之间环形区域为二级余热利用区R4，三级回热器7与四级回热器8之间环形区域为三级余热利用区R5；所述三级余热利用区R5下部设有反应流体出口N12。
所述一级回热器4的冷流体入口N9A和出口N9B、二级回热器5的冷流体入口N8A和出口N8B、物料预热器6的冷物料入口N7A和出口N7B、三级回热器7的冷流体入口N6A和出口N6B、四级回热器8的冷壁水入口N5A和出口N5B、反应流体出口N12既可设置在上部端盖1径向方向，也可设置在中部直筒体2侧面方向。
一级回热器4、二级回热器5、物料预热器6、三级回热器7、四级回热器8、端盖回热器3等换热器包括但不限于膜式壁换热器、蛇形管换热器等形式；一级回热器4、二级回热器5、物料预热器6、三级回热器7、四级回热器8等换热器内冷流体的流向与一级反应区R1、二级反应区R2、一级余热利用区R3、二级余热利用区R4、三级余热利用区R5高温高压反应产物热流体的流向呈逆向布置。
一级回热器4、二级回热器5、物料预热器6、三级回热器7、四级回热器8、端盖回热器3等换热器内部冷流体既可为高压冷却水，用于直接产生高温高压超临界水进入到上部端盖1顶部结构设有超临界水注入口N1或直接进行后续产蒸汽，也可用低压冷却水，被预热后直接用于后续蒸汽的回收利用。
中部直筒体1内部一级反应区R1内设有刮盐装置9及过滤壁10，过滤壁10可过滤无机盐等固相产物，使其进入下部端盖11中的无机盐回收区R6；下部端盖11设有亚临界水注入口N13，可溶解过滤出的无机盐并从无机盐排出口N14排出，进行后续回收利用。
中部直筒体2底部与下部端盖11之间区域为无机盐回收区R6。下部端盖11外壁面设有水冷套12，水冷套12的冷流体入口为冷却水入口N11A，冷流体出口为冷却水出口N11B。
本发明的原理及工作过程：
正常运行时，冷物料首先进入到物料预热器6的物料预热入口，与反应过程中生成的高温高压反应后产物进行换热，将冷物料预热到无机盐不发生结晶析出的温度，约320℃，然后经从物料预热出口流出，通过反应器上端部1的高浓高盐有机废液注入口N3进入到物料环室，超临界水经由反应器上端部1的超临界水注入口N1进入到超临界水环室，氧化剂经由反应器上端部1的氧化剂注入口N2进入到氧化剂环室，超临界水、初步预热后的有机废液、氧化剂一同经由反应器上端部1的喷嘴喷射到一级反应环室R1内，混合后形成水热燃烧火焰，发生超临界水热燃烧反应，快速高效地实现有机物的无害化降解。若有机废液热量不足，从反应器上端部1设有的辅助燃料注入点N10注入甲醇、乙醇或异丙醇等辅助燃料，为反应过程提供热量，保障水热燃烧火焰的产生，保证难降解有机物的快速高效无害化处理。
高浓高盐难降解有机物在一级反应环室R1内完成超临界水热燃烧反应，反应后的高温高压反应产物首先被一级回热器4冷却到约550℃后，经由一级反应环室R1底部的过滤壁10过滤，实现固液相产物的分离，液相产物进入到二级反应环室R2内，在该环室中，高温高压超临界水氧化反应继续进行，延长了有机物降解的总停留时间，二级回热器5的壁面材质对反应产物进一步起到壁面催化的强化作用，进一步保证了有机物的完全去除。同时在二级反应环室R2内，最终流出的高温高压液相产物被冷却到约350℃，避免其进入到一级余热利用环室R3后，物料预热器6形成热壁面导致预热器6内发生盐结晶、沉积并堵塞。然后反应产物进入到一级余热利用环室R3，在该环室内，冷物料在物料预热器6内被预热至约320℃，同时反应产物的热量得到进一步的回收。预热完冷物料后，液相产物依次进入到二级余热利用环室R4以及三级余热利用环室R5，对反应产物剩余热量进行充分回收，最终以常温高压的状态从反应流体出口N12流出反应器内部。
一级反应环室R1内生成的无机盐，在反应过程中及时地通过刮盐装置9进行清楚，避免了无机盐在一级回热器4壁面结晶，被刮下的无机盐在一级反应环室R1底部的过滤壁10与液相产物进行分离，分离后的无机盐进入到无机盐回收腔室R6内，并通过亚临界流体入口N13向无机盐回收腔室R6内注入亚临界水，对无机盐进行溶解，同时无机盐的热量经由无机盐回收腔室R6外侧的水冷套12进行回收，降温后的无机盐经由无机盐排出口N14排出反应器内部并直接进行后续资源化回收利用。
各回热器内部的冷流体既可为高压冷却水，也可为低压冷却水：
当冷流体为高压冷却水时：高压冷却水首先通过冷却水入口N11A进入无机盐回收腔室R6外侧的水冷套12，对无机盐回收腔室R6内的无机盐进行热量回收，然后经由冷却水出口N11B流出，通过冷壁水入口N5A进入到四级回热器8对液相反应产物进行完全的热量回收，再经由冷壁水出口N5B流出，通过端盖冷却水入口N4A进入到端盖回热器3对反应产物进一步冷却，然后由端盖冷却水出口N4B流出后，依次通过第三冷却水入口N6A、第二冷却水入口N8A、第一冷却水入口N9A进入到三级回热器7、二级回热器5与一级回热器4，并与反应产物进行充分换热，最终生成的高温高压超临界水通过上部端盖1注入到反应器一级反应环室R1内部，为水热火焰提供热量。
当冷却水为低压冷却水时：此处采用的低压冷却水压力约为0.7Mpa，目的是直接产生可用的过热蒸汽。低压冷却水首先通过冷却水入口N11A进入无机盐回收腔室R6外侧的水冷套12，对无机盐回收腔室R6内的无机盐进行热量回收，然后经由冷却水出口N11B流出，通过冷壁水入口N5A进入到四级回热器8对液相反应产物进行完全的热量回收，再经由冷壁水出口N5B流出，通过端盖冷却水入口N4A进入端盖回热器3对反应产物进一步冷却，然后由端盖冷却水出口N4B流出后，依次通过第三冷却水入口N6A、第二冷却水入口N8A、第一冷却水入口N9A进入到三级回热器7、二级回热器5与一级回热器4，并与反应产物进行充分换热，最终生成的过热蒸汽直接进行回收并资源化利用。
综上，针对传统超临界水氧化回热器与反应器盐结晶沉积、投资费用高、换热效率低、耗能大等问题，本发明提出了一种基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置，可实现对高浓高盐难降解有机废液的无害化处理与资源化利用，显著提高超临界水氧化***的经济性、可靠性与稳定性。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置，其特征在于，包括：
上部端盖(1)，所述上部端盖(1)下方密封连接中部直筒体(2)；上部端盖(1)包括环形盖板以及环形盖板中部的物料通道，所述物料通道的底端密封连接在环形盖板中部，并与中部直筒体(2)的内腔相连通；所述物料通道上开设超临界水注入口(N1)、氧化剂注入口(N2)以及有机废液注入口(N3)；
中部直筒体(2)，所述中部直筒体(2)内设置有刮盐装置(9)、物料回热器(6)以及多级回热器；中部直筒体(2)的底部连接下部端盖(11)；中部直筒体(2)的底部侧面开设有反应流体出口(N12)；多级回热器和物料回热器(6)将中部直筒体(2)的内腔分隔为若干反应区和若干余热利用区；
下部端盖(11)，所述下部端盖(11)为自上而下内径渐缩的椎体结构，外壁套设水冷套(12)，底部开设无机盐排出口(N14)；椎体结构的内腔为无机盐回收区(R6)，无机盐排出口(N14)与无机盐回收区(R6)相连通。
2.根据权利要求1所述的基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置，其特征在于，所述上部端盖(1)的环形盖板内设置有端盖回热器(3)，环形盖板的侧面开设有与端盖回热器(3)相连通的端盖冷却水入口(N4A)和端盖冷却水出口(N4B)；环形盖板上开设有醇类助剂入口(N10)、冷壁水入口(N5A)、冷壁水出口(N5B)、物料预热入口(N7A)、物料预热出口(N7B)、若干冷却水入口和若干冷却水出口；
所述超临界水注入口(N1)、氧化剂注入口(N2)、有机废液注入口(N3)以及醇类助剂入口(N10)与反应区相连通；若干冷却水入口和若干冷却水出口与多级回热器相连通；物料预热入口(N7A)和物料预热出口(N7B)与物料回热器(6)相连通。
3.根据权利要求1或2所述的基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置，其特征在于，所述多级回热器包括依次套设的一级回热器(4)、二级回热器(5)、三级回热器(7)和四级回热器(8)；物料回热器(6)、一级回热器(4)、二级回热器(5)、三级回热器(7)和四级回热器(8)均为两端开口的筒状结构；四级回热器(8)的外壁紧贴中部直筒体(2)的内壁；物料回热器(6)设置于二级回热器(5)和三级回热器(7)之间；
一级回热器(4)内的空腔构成一级反应区(R1)，所述超临界水注入口(N1)、氧化剂注入口(N2)、有机废液注入口(N3)以及醇类助剂入口(N10)与一级反应区(R1)相连通；一级反应区(R1)的底部与无机盐回收区(R6)相连通；
二级回热器(5)与一级回热器(4)之间的空腔构成二级反应区(R2)；
物料回热器(6)与二级回热器(5)之间的空腔构成一级余热利用区(R3)；
三级回热器(7)与物料回热器(6)之间的空腔构成二级余热利用区(R4)；
四级回热器(8)与三级回热器(7)之间的空腔构成三级余热利用区(R5)。
4.根据权利要求3所述的基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置，其特征在于，所述一级反应区(R1)的底部与二级反应区(R2)底部相连通，二级反应区(R2)的顶部与一级余热利用区(R3)的顶部相连通，一级余热利用区(R3)的底部与二级余热利用区(R4)的底部相连通，二级余热利用区(R4)的顶部与三级余热利用区(R5)的顶部相连通；所述反应流体出口(N12)与三级余热利用区(R5)相连通。
5.根据权利要求4所述的基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置，其特征在于，所述一级回热器(4)的底部设置过滤壁(10)，一级反应区(R1)与二级反应区(R2)通过过滤壁(10)相连通。
6.根据权利要求3所述的基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置，其特征在于，所述一级回热器(4)、二级回热器(5)、物料预热器(6)、三级回热器(7)、四级回热器(8)和端盖回热器(3)采用膜式壁换热器或蛇形管换热器。
7.根据权利要求3所述的基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置，其特征在于，所述一级回热器(4)、二级回热器(5)、物料预热器(6)、三级回热器(7)和四级回热器(8)内的冷流体流向与一级反应区(R1)、二级反应区(R2)、一级余热利用区(R3)、二级余热利用区(R4)和三级余热利用区(R5)的高温高压反应产物热流体流向呈逆向布置。
8.根据权利要求3所述的基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置，其特征在于，所述二级回热器(5)的壁面材质采用钛合金或镍基合金。
9.根据权利要求3所述的基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置，其特征在于，所述醇类助剂入口(N10)所添加的醇类助剂为甲醇、乙醇或异丙醇；所述一级回热器(4)、二级回热器(5)、物料预热器(6)、三级回热器(7)、四级回热器(8)以及端盖回热器(3)的内部冷流体为高压冷却水或低压冷却水；所述高压冷却水用于直接产生高温高压超临界水输送至超临界水注入口(N1)或直接进行后续产蒸汽；所述低压冷却水被预热后直接用于后续蒸汽的回收利用。
10.根据权利要求1所述的基于超临界水处理技术的氧化反应-余热回收一体化装置，其特征在于，所述水冷套(12)的上部开设下端盖冷却水入口(N11A)和亚临界流体入口(N13)，下部开设下端盖冷却水出口(N11B)。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220805 |