JP6986082B2 - 反応媒体中での有機物の水熱酸化処理のための反応器 - Google Patents
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Description
−環状ゾーンに内含されて反応ゾーンに充分に近接しているが内管3による侵襲から保護されている抵抗体または冷却剤回路を通して、動作圧にある反応器の本体1の内側(文献3)に、加熱手段および冷却手段も設けられる。
長手軸線上に延在して両端部のうち第1端部に低温境界フランジを備え、フランジとの間に密封手段が配設される本体と、
本体に環状ゾーンを形成するように本体の内側に設置される内管であって、低温フランジと密封状態で接触する低温第1端部と高温第2端部とを含む内管であり、内管の高温端部に配設される少なくとも一つの細孔を通して環状ゾーンとの流体連通状態にある反応内部ゾーンを画定する内管と、
内管の反応内部ゾーンに設けられる反応混合物を攪拌するための攪拌手段であって、長手軸線を中心として回転可能に取り付けられる攪拌手段と、
本体の出口を通して反応器から吐出される前に内管の反応内部ゾーンに設けられる(処理済み有機物を含有する)排出物を冷却するための冷却化手段と、
本体の低温第1端部の側に設けられる水・酸化体混合物のための入口であって、水・酸化体混合物が内管の反応内部ゾーンを貫流する前に内管の低温第1端部から高温第2端部まで環状ゾーンを流れる、入口と、
本体の低温第1端部に設けられる排出物出口と、
処理対象の有機物を内管へ注入するための注入手段と、
を含む、(超臨界媒体でありうる)反応媒体中での有機物の水熱酸化処理のための反応器であって、
長手軸線を中心に回転駆動されるように内管が低温フランジに回転可能に取り付けられることと、
内管の内側に設置されるスリーブを注入手段が含み、スリーブが、低温フランジに密封状態で装着される第1端部と、内管の高温端部の近傍に設けられる第2端部とを有し、スリーブがさらに、スリーブの第1端部から第2端部まで処理対象の有機物の通路を画定するボアを有することと、
攪拌手段が、内管の内壁に装着されて内管の長手方向において互いに離間する複数のブレードであって、内管の回転により回転駆動される複数のブレードと、スリーブの外壁に装着されてスリーブの長手方向において互いに離間する複数の対向ブレードとを含むことと、
を特徴とする反応器に関する。
所与の反応空間で低LHVから高LHV有機物の連続処理能力を著しく高めることと、
有機物の酸化反応から効率的に熱出力を抽出してこれを二次回路へ送って評価することと、
反応のできる限り近くでの計測可能性を向上させることと、
プロセス流体供給条件に無関係なHTO熱制御と、
HTO反応生成物の連続的かつ効率的な冷却を保証することと、
保守に必要な時間を短縮することにより機器の有用性を高めること(特に内管および攪拌手段に必要な交換はそれほど頻繁ではない)と、
を可能にする。
両端部のうち第1端部に低温境界フランジ22を備える長手本体21であって、フランジ22との間に密封手段(不図示)が配設される長手本体21と、
本体に沿って環状ゾーン31を形成するように本体21の内側に設置される内管23であって、低温フランジ22と密封状態で接触する低温第1端部と高温第2端部とを含む内管23であり、内管23の高温端部に配設される少なくとも一つの細孔36を通して環状ゾーン31との流体連通状態にある反応内部ゾーン30を画定する内管23と、
内管23の反応内部ゾーン30に設けられる反応媒体を攪拌するための攪拌手段であって、内管23の反応内部ゾーン30に配設されて低温フランジ22を貫通し、アクチュエータ44により回転される回転シャフト35を通して回転駆動される攪拌手段と、
低温フランジ22との接触状態で環状ゾーン31に設けられ、反応ゾーン30に存在する排出物が出口29を通って反応器から吐出される前に冷却されることを可能にする冷却化手段32と、
低温フランジ22の、本体21の低温第1端部の側に設けられる水・酸化体混合物のための入口27であって、前記水・酸化体混合物が、少なくとも一つの細孔36を通って内管の反応内部ゾーン30を貫流する前に内管23の低温第1端部から高温第2端部まで環状ゾーン31を流れる、入口27と、
本体21の低温第1端部で低温フランジ22に設けられる排出物出口29と、
低温フランジ22に設けられる廃棄物供給口28から、内管で処理される物質を注入するための注入手段と、
を含む。
環状ゾーン31と反応ゾーン30における流動流体力学に影響を与えることによる熱伝達の改良と、
二次的交換表面を作り出すことによる反応媒体と環状ゾーン31との間の熱交換エリアの増大と、
を促進する。
急速加熱と低温反応器からのHTO反応の開始と、
設定された動作条件が、WO反応の自発的開始の安定的達成を可能にしないケースで、反応ゾーン30でのHTO反応の混合および開始の前に水/酸化体流体を加熱することによる、異なる条件(低LHV溶剤)下でのHTO反応の開始と、
反応ゾーンで予想されるWOまたはHTO反応を発現させるのに必要とされる最低温度動作条件のこの反応ゾーン全体における維持と、
を可能にする。
HTOまたはWO反応の推進に寄与し、
反応器の温度動作領域の監視を可能にする
ことができる。
−低温交換器32の低温端部から高温端部まで、高温交換器タイプの熱交換器33が反応器20の本体21の外壁へ挿入される。この熱交換器33は例えば、反応器の本体21の外壁で行われる溝加工により設けられ、反応器の全表面に反応器の長手軸線に沿って連続的な円形経路を形成し(図3)こうして設けられた溝部で冷却剤が循環する。
−グローブフィンガ37によって可能な限り反応の近くで反応器へ挿入される、図4に示されたピン47の形の高温交換器タイプの熱交換器。ピンの流体入口49から冷却剤が導入される。この流体はグローブフィンガ37で循環し、流体出口48から出る。一つ以上のグローブフィンガ37の反応ゾーンと同一平面に設置されるピン47の形のこの熱交換器は、HTO反応の熱制御の改良に寄与する。
−HTOまたはWO反応の温度条件が反応ゾーンで達成されることを可能にするため熱損失を制限すること。
−特に封じ込めスペースでの動作時に反応器の周囲での空気加熱を制限するため熱損失を制限すること。
−反応器の本体の外壁の温度を幾つかの制約的動作条件下で許容可能な温度に制限すること
−HTOまたはWO反応により解放される過剰な燃焼エネルギーの値を最大化できる専用の冷却剤回路による出力抽出に集中させるため、熱損失を制限すること。
20 反応器
21 本体
22 低温フランジ
23 内管
24,25 ブレード
26 対向ブレード
27 入口
28 廃棄物供給口
29 出口
30 反応ゾーン
31 環状ゾーン
32 冷却化手段
33 高温ループ放熱器
34 二重ジャケット
35 回転シャフト
36 細孔
37 グローブフィンガ
38 動作温度ゾーン
39 冷却ゾーン
40 環形状部品
41 対向ブレード
42 スリーブ
43 ディスク
44 アクチュエータ
45 ボア
46 注入空間
47 冷却ピン
48 流体出口
49 流体入口
Claims (10)
- 反応媒体中での有機物の水熱酸化処理のための反応器(20)であって、
長手軸線上に延在して、低温境界フランジ(22)を両端部のうち第1端部に備える本体(21)であって、前記フランジ(22)との間に密封手段が配設される本体(21)と、
前記本体(21)に沿って環状ゾーン(31)を形成するように前記本体の内側に設置される内管(23)であって、前記低温フランジ(22)と密封状態で接触する低温の第1端部と、高温の第2端部とを含む内管(23)であり、内管の前記高温端部に配設される少なくとも一つの細孔(36)を通して前記環状ゾーン(31)との流体連通状態にある反応内部ゾーン(30)を画定する内管と、
前記内管(23)の前記反応内部ゾーン(30)に設けられる反応混合物を攪拌するための攪拌手段であって、前記長手軸線を中心に回転可能に取り付けられる攪拌手段と、
前記本体の出口(29)を通って反応器から吐出される前に前記内管の前記反応内部ゾーンに設けられる排出物を冷却するための冷却化手段と、
前記本体(21)の前記低温第1端部の側に設けられる水・酸化体混合物のための入口(27)であって、前記水・酸化体混合物が、前記内管の前記反応内部ゾーン(30)を貫流する前に前記内管(23)の前記低温第1端部から前記高温第2端部まで前記環状ゾーン(31)を流れる、入口と、
前記本体(21)の前記低温第1端部に設けられる排出物出口(29)と、
前記内管で処理される前記有機物を注入するための注入手段と、
を含み、
前記長手軸線を中心に回転駆動されるように前記内管が前記低温フランジに回転可能に取り付けられることと、
前記内管(23)の内側に設置されるスリーブ(42)を前記注入手段が含み、前記スリーブが、前記低温フランジ(22)に密封状態で装着される第1端部と、前記内管(23)の前記高温端部の近傍に設けられる第2端部とを有し、前記スリーブ(42)がさらに、前記スリーブの前記第1端部から前記第2端部までの処理対象の前記有機物の通路を画定するボア(45)を有することと、
前記攪拌手段が、前記内管(23)の内壁に装着されて前記内管の長手方向において互いに離間している複数のブレード(24)であって前記内管の回転により回転駆動されるブレードと、前記スリーブ(42)の外壁に装着されて前記スリーブの長手方向において互いに離間している複数の対向ブレード(26)とを含むことと、
を特徴とする反応器。 - 前記攪拌手段がさらに、前記内管の前記反応内部ゾーンに配設されるとともに前記低温フランジ(22)を貫通する回転シャフト(35)を含み、前記回転シャフトが前記注入手段の前記スリーブ(42)の前記ボア(45)に収容される、請求項1に記載の反応器。
- 前記攪拌手段がさらに、前記スリーブの前記ボアと同軸であるとともに前記回転シャフト(35)のための通路を画定するボアを備える環形状部品(40)を含み、前記部品(40)を前記スリーブ(42)の前記第2端部に接続する固定対向ブレード(41)を含む、請求項1または請求項2に記載の反応器。
- 前記攪拌手段がさらに、前記内管(23)の外壁に装着されて前記内管の前記長手方向において互いに離間している複数のブレード(25)を含む、請求項1から3のいずれかに記載の反応器。
- 前記スリーブ(42)がさらに、少なくとも一つの径方向突出ディスク(43)を外壁に含む、請求項1から4のいずれかに記載の反応器。
- 低温ループ放熱器(32)を形成する熱交換器を前記冷却化手段が含み、前記熱交換器が、前記低温フランジ(22)の近傍に、好ましくは接触状態で前記環状ゾーン(31)に配設される、請求項1から5のいずれかに記載の反応器。
- 前記環状ゾーン(31)に配設されて前記低温フランジ(22)を貫通する複数のグローブフィンガ(37)をさらに含む、請求項1から6のいずれかに記載の反応器。
- 低温ループ放熱器(32)を形成する前記熱交換器が、前記内管(23)と同軸であるとともにチャネルを備える環状要素であり、各チャネルがグローブフィンガ(37)のための通路を画定する、請求項6および7に記載の反応器。
- 前記本体(21)の外壁との接触状態で冷却剤を循環させることにより得られる高温ループ放熱器(33)を形成する熱交換器をさらに含む、請求項1から8のいずれかに記載の反応器。
- 300mbar以下の圧力に維持されるとともに前記低温フランジ(22)との接触状態で前記本体(21)の周りに配設される二重ジャケット(34)をさらに含む、請求項1から9のいずれかに記載の反応器。
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