申请日2009.05.05
公开(公告)日2009.11.04
IPC分类号C02F1/58; C02F1/02
摘要
本发明涉及废有机物的超临界水处理领域，公开了一种废有机物的超临界水处理用脱盐除渣装置。它包括：由直筒部(2)和上端部(4)组成的筒体，设置在筒体的上端部(4)侧壁的出水管(10)，固定在筒体下端的球形封头(1)，设置在球形封头(1)底部的排盐管(11)，固定在筒体的上端部(4)的端盖(5)，设置在筒体内的换热盘管(3)，设置在筒体内并固定在端盖(5)底面的中心导管(8)，贯穿端盖(5)并连通中心导管(8)的进水管(9);所述换热盘管(3)的进、出口分别伸出筒体，其中通入超临界水;所述中心导管(8)的出口伸出加热盘管(3)的底部。
权利要求书
1、一种废有机物的超临界水处理用脱盐除渣装置，其特征在于，包括： 由直筒部(2)和上端部(4)组成的筒体，设置在筒体的上端部(4)侧壁的 出水管(10)，固定在筒体下端的球形封头(1)，设置在球形封头(1)底部 的排盐管(11)，固定在筒体的上端部(4)的端盖(5)，设置在筒体内的换 热盘管(3)，设置在筒体内并固定在端盖(5)底面的中心导管(8)，贯穿端 盖(5)并连通中心导管(8)的进水管(9);所述换热盘管(3)的进、出口 分别伸出筒体，其中通入超临界水;所述中心导管(8)的出口伸出加热盘管 (3)的底部。
2、根据权利要求1所述的一种废有机物的超临界水处理用脱盐除渣装置， 其特征在于，所述进水管(9)的管径小于中心导管(8)。
3、根据权利要求1所述的一种废有机物的超临界水处理用脱盐除渣装置， 其特征在于，所述中心导管(8)的出口为喇叭状。
4、根据权利要求1所述的一种废有机物的超临界水处理用脱盐除渣装置， 其特征在于，所述中心导管(8)的出口设置有通过连接杆(12)固定的锥状 反射挡板(13)，其锥尖指向中心导管(8)。
5、根据权利要求1所述的一种废有机物的超临界水处理用脱盐除渣装置， 其特征在于，所述端盖(5)底面中心固定有套管(6)，中心导管(8)和套 管(6)螺纹连接。
6、根据权利要求1所述的一种废有机物的超临界水处理用脱盐除渣装置， 其特征在于，所述筒体的直筒部(2)侧壁设置有伸入筒体的温度传感器(14)。
7、根据权利要求1所述的一种废有机物的超临界水处理用脱盐除渣装置， 其特征在于，所述排盐管(11)连接有排盐罐(15)。
8、根据权利要求1所述的一种废有机物的超临界水处理用脱盐除渣装置， 其特征在于，所述进水管(9)上设置有第一阀门(16)，出水管(10)上设 置有第二阀门(17);排盐罐(15)的顶部入口设置有第三阀门(18)，底部 出口设置有第四阀门(19);排盐罐(15)采用间歇式排渣。
说明书
废有机物的超临界水处理用脱盐除渣装置
技术领域
本发明涉及废有机物的超临界水处理领域，特别涉及一种废有机物的超 临界水处理用脱盐除渣装置。
背景技术
超临界状态水相当于非极性溶剂，能与空气、氧气和有机物以任意比例 混溶，从而形成均相。此时，气液相界面消失了，也就消除了相间的传质阻 力，溶于其中的物质的反应速度不再受传质的影响。同时，高的反应温度(约 400～650℃)也使反应速度加快。
超临界水氧化技术(Supercritical Water Oxidation，简称SCWO)是一种近 年来受到高度关注的废有机物的处理技术。它在处理有机污染物时有着独到 之处，利用水在超临界状态下所具有的特殊性质(弱的氢键作用，介电常数 近似于有机溶剂，高的扩散系数，低粘度等)，使废有机物和氧化剂在超临界 水中迅速发生氧化反应来彻底分解。
超临界水氧化对于处理那些有毒、难降解的废有机物具有独特的效果。 SCWO反应完全、彻底，最终产物为水、N2、CO2等小分子的无机物，且符 合全封闭的要求，产物清洁，不需要作进一步的处理。另外，无机盐在超临 界水中的溶解度特别低，可以很容易地从中分离出来，处理后的废水可完全 回收利用。
超临界水气化技术(Supercritical Water Gasification，简称SCWG)是利用超 临界水的独特物理化学性质，在不加氧化剂的条件下，有机物在超临界水中 发生水解、热解等反应，生成以氢气为主的可燃性气态产品。与常规气化工 艺比较，超临界水气化的反应条件温和，不需要消耗氧化剂，气化率高，气 态产物中氢气含量高。
超临界水部分氧化技术(Supercritical Water Partial Oxidation，简称SWPO) 是一种结合了SCWO在污染物处理和SCWG在制取富氢气体两方面优势的一 种新型制氢技术。SWPO利用超临界水的独特物理化学性质，在提供部分氧化 剂的前提下，即反应中氧化剂的量小于反应物中有机物完全氧化时所需的氧 化剂的量，利用少量的氧化剂攻击有机物中的C-H健。该技术不仅大大减少 了完全气化反应中焦油的产生量，而且改变了气体产物分布，提高了氢气和 二氧化碳的纯度等级，同时实现了有机污染物的无害化处理和资源化利用。
在相关SCWO、SCWG、SWPO技术的超临界水处理装置中，无机盐等沉 淀造成的设备及管道堵塞问题是影响超临界水处理技术工业化的最大障碍之 一。常温常压下，大多数盐在水中的溶解度较大，一般在几十～100g/L左右。 盐-水相平衡研究表明，在密度较低的超临界水中，无机盐在水中的溶解度显 著降低，一般在(1～100)×10-6(质量分数)，因此，无机盐很容易从超临界水中 析出。
目前，常用的超临界水反应器多为管式反应器。超临界水处理废有机物 时，当温度、压力升至水的超临界点(水的临界温度Tc=374.15℃，临界压力 Pc=22.05MPa)，原先溶解在水中的无机盐会结晶析出，造成反应器及相应管 路的堵塞。无机盐等沉淀造成的堵塞不仅会影响换热设备的传热效果，严重 时还使会流程无法进行，最终导致超临界水处理废有机物的过程无法正常进 行。
发明内容
针对现有的超临界水处理系统在脱盐除渣方面存在的缺陷或不足，本发 明的目的在于提供一种废有机物的超临界水处理用脱盐除渣装置，该装置利 用无机盐在超临界水中几乎不溶解的特性，用重力沉降的方法将析出的无机 盐等沉淀物除去，防止无机盐沉淀造成的设备及管道堵塞。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种废有机物的超临界水处理用脱盐除渣装置，其特征在于，包括：由 直筒部和上端部组成的筒体，设置在筒体的上端部侧壁的出水管，固定在筒 体下端的球形封头，设置在球形封头底部的排盐管，固定在筒体的上端部的 端盖，设置在筒体内的换热盘管，设置在筒体内并固定在端盖底面的中心导 管，贯穿端盖并连通中心导管的进水管;所述换热盘管的进、出口分别伸出 筒体，其中通入超临界水;所述中心导管的出口伸出加热盘管的底部。
本发明的进一步特点和改进在于：
所述进水管的管径小于中心导管。
所述中心导管的出口为喇叭状。
所述中心导管的出口设置有通过连接杆固定的锥状反射挡板，其锥尖指 向中心导管。
所述端盖底面中心固定有套管，中心导管和套管螺纹连接。
所述筒体的直筒部侧壁设置有伸入筒体的温度传感器。
所述排盐管连接有排盐罐。
所述进水管上设置有第一阀门，出水管上设置有第二阀门;排盐罐的顶 部入口设置有第三阀门，底部出口设置有第四阀门;排盐罐采用间歇式排渣。
在本发明中，将反应器底部含盐浓度高的亚临界水经进水管和中心导管 流入筒体，换热盘管通入超临界水，把筒体的亚临界水加热到超临界以上(温 度>374.15℃、压力>22.05MPa)，水中的无机盐等沉淀物析出，依靠重力沉降 作用，实现超临界水与无机盐等沉淀物的分离。脱盐除渣后的超临界水经出 水管流出，进入下游的流程;无机盐等沉淀物堆积在筒体的底部，间歇式的 开启底部排盐管的阀门，排泄沉淀物。
本发明中，进水管的管径小于中心导管，有利于亚临界水的扩容和加热; 中心导管的出口为喇叭状，有利于亚临界水的进一步扩容;中心导管的出口 设置有通过连接杆固定锥状反射挡板，锥尖指向中心导管，可以防止亚临界 水对筒体下部沉淀区的冲击，有利于无机盐的析出与沉淀;筒体的下端部侧 壁设置有伸入筒体的温度传感器，便于检测筒体内水的温度;端盖底面中心 固定有套管，中心导管和套管螺纹连接，便于中心导管的更换。
