超临界水氧化系统的制作方法

本实用新型涉及超临界水氧化技术领域，具体而言，涉及一种超临界水氧化系统。

背景技术：

超临界水氧化技术(Supercritical Water Oxidation，简称SCWO)是一种近年来受到广泛关注的对有机废物和有机废水处理的新型技术。超临界水氧化技术的原理是以超临界水为反应介质，经过均相的氧化反应，将有机物快速转化为CO₂、H₂O、N₂和其他无害小分子。

超临界水氧化反应是在高温高压下进行的氧化反应，则超临界水氧化反应的初始阶段为升温升压阶段，在该阶段，去离子水经过加压、升温后输入至超临界水氧化装置中，使得超临界水氧化装置内的温度和压力逐渐升高，直至达到预设反应温度和压力。超临界水氧化装置的出口通过输出管道与封压系统相连通，封压系统用于对超临界水氧化装置内的压力进行封堵，起到封压的作用。水泵通过管道与输出管道相连通，水泵不断将封压水输入至输出管道内，一方面对输出管道内的反应产物进行降温冷却，另一方面封压水通过输出管道输入至封压系统，封压系统对反应装置进行封压。并且，超临界水氧化装置的激冷水入口接收激冷水，激冷水与超临界水氧化装置的外壁换热以降低外壁的温度，换热后的激冷水随反应产物一起输出至输出管道，换热后的激冷水再输入至封压系统中，则换热后的激冷水也起到了封压作用。

一般而言，封压系统的封压能力与由输出管道输入至封压系统中的水量成正比，超临界水氧化装置的温度与输入超临界水氧化装置的激冷水的水量成反比。在升温升压阶段，激冷水的水量受到限制，这是因为如果激冷水的水量太大，则超临界水氧化装置内的温度无法满足要求。由于激冷水的水量受到限制，所以即使水泵向输出管道输入的封压水量调到最大流量，仍然会使超临界水氧化装置出现泄压的情况，封压系统的封压效果差。通常情况下，将水泵改为大流量的水泵，这样在升温升压阶段才能够确保超临界水氧化装置的压力满足要求。然而，在正常反应阶段，超临界水氧化反应为放热反应，需要调节激冷水的流量对超临界水氧化装置进行降温，又由于封压系统的封压能力与输出管道的总流量成正比，所以水泵输入输出管道内的封压水量根据超临界水氧化装置的实际压力进行调节，这时，大流量的水泵则处于低频状态，长期运行，影响大流量的水泵的稳定性和使用寿命。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提出了一种超临界水氧化系统，旨在解决现有技术中在超临界水氧化装置的升温升压阶段和正常反应阶段中封压系统的封压能力与水泵的流量无法匹配的问题。

一个方面，本实用新型提出了一种超临界水氧化系统，该系统包括：反应装置、输出管道、第一水泵、封压介质输入装置和封压系统；其中，反应装置的出口与输出管道相连通；第一水泵通过第一管道与输出管道相连通，第一水泵用于向输出管道内输入封压水；封压介质输入装置通过第二管道与输出管道相连通，封压介质输入装置用于向输出管道内输入封压介质；封压系统与输出管道相连通，封压系统用于通过封压水和封压介质对反应装置进行封压。

进一步地，上述超临界水氧化系统中，封压介质输入装置为第二水泵，第二水泵用于向输出管道内输入封压水。

进一步地，上述超临界水氧化系统中，第二管道设置有第一截止阀。

进一步地，上述超临界水氧化系统中，第二管道在置于第一截止阀与输出管道之间的管段设置有第一止回阀。

进一步地，上述超临界水氧化系统中，第一止回阀至少为两个，并且，各第一止回阀的结构类型不同。

进一步地，上述超临界水氧化系统中，第二管道出口处的管段与输出管道呈夹角连接。

进一步地，上述超临界水氧化系统中，第二水泵还通过第三管道与反应装置的激冷水入口相连通，第二水泵还用于向反应装置输入激冷水。

进一步地，上述超临界水氧化系统中，第一管道设置有第二截止阀。

进一步地，上述超临界水氧化系统中，第一管道在置于第二截止阀与输出管道之间的管段设置有第二止回阀。

进一步地，上述超临界水氧化系统中，第一管道出口处的管段与输出管道呈夹角连接。

本实用新型中，在反应装置的升温升压阶段，第一水泵通过第一管道向输出管道内输入封压水，并且封压介质输入装置通过第二管道向输出管道内输入封压介质，这样，大大增加了输出管道内介质的流量，封压水和封压介质共同输入至后续的封压系统中，提高了封压系统的封压能力，起到了对反应装置进行封压的作用，并且，第一水泵可以选用适当流量的水泵，这样，在反应装置的正常反应阶段小流量的第一水泵能够稳定工作，延长了第一水泵的使用寿命。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的超临界水氧化系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参见图1，图1为本实用新型实施例提供的超临界水氧化系统的结构示意图。如图所示，该超临界水氧化系统包括：反应装置1、输出管道2、第一水泵3、封压介质输入装置和封压系统12。其中，反应装置1的出口110与输出管道2相连通，第一水泵3通过第一管道4与输出管道2相连通，第一水泵3用于向输出管道2内输入封压水。封压介质输入装置通过第二管道5与输出管道2相连通，封压介质输入装置用于向输出管道2内输入封压介质。封压系统12与输出管道2相连通，封压系统12用于通过封压水和封压介质对反应装置1进行封压。具体地，输出管道2用于将超临界水氧化反应的反应产物输出。第一水泵3的入水口接收冷却水，第一水泵3的出水口与第一管道4相连通。

本领域技术人员应该理解，反应装置进行氧化反应时需要高温高压，因此，应先将反应装置内的温度和压力进行升高，以满足超临界水氧化反应的条件，因此，超临界水氧化反应的初始阶段为升温升压阶段，当反应装置内的温度和压力满足反应所需的温度和压力的要求时，反应装置进入正常反应阶段，进行超临界水氧化反应。

本领域技术人员还应该理解，封压系统12与输出管道2相连通，封压系统12的封压能力与由输出管道2输入至封压系统12的封压介质的流量成正比，这是因为，相同管径的管道内，封压介质的流量越大，封压介质的流速越快，封压介质的阻力就越大，封压系统12利用该原理对反应装置1进行封压，则输出管道2内封压介质的流量越大，则封压系统12的封压能力就越好。

在反应装置1的升温升压阶段，第一水泵3对冷却水进行加压，并将加压后的封压水通过第一管道4输入至输出管道2内，并且，封压介质输入装置通过第二管道5向输出管道2内输入封压介质，以调节输出管道2内介质的流量。

可以看出，本实施例中，在反应装置的升温升压阶段，第一水泵3通过第一管道4向输出管道2内输入封压水，并且封压介质输入装置通过第二管道5向输出管道2内输入封压介质，这样，大大增加了输出管道2内介质的流量，封压水和封压介质共同输入至后续的封压系统12中，提高了封压系统12的封压能力，起到了对反应装置1进行封压的作用，并且，第一水泵3可以选用适当流量的水泵，这样，在反应装置的正常反应阶段小流量的第一水泵3能够稳定工作，延长了第一水泵3的使用寿命，解决了现有技术中在超临界水氧化装置的升温升压阶段和正常反应阶段中封压系统的封压能力与水泵的流量无法匹配的问题。

继续参见图1，上述实施例中，封压介质输入装置可以为第二水泵6，第二水泵6用于向输出管道2内输入封压水。具体地，第二水泵6的入水口接收冷却水，第二水泵6的出水口与第二管道5相连通，第二水泵6对接收到的冷却水进行加压，并将加压后的封压水通过第二管道5输入至输出管道2内。

具体实施时，第一水泵3的入水口与第二水泵6的入水口可以均与同一水源相连通，接收同一水源的冷却水。

可以看出，本实施例中，通过第二水泵6将封压水输入至输出管道2内，该封压水能够提高输出管道2内的封压水的流量，并且第二水泵6提供的封压水与第一水泵3提供的封压水一同输入至输出管道2内，增大了输出管道2内的流体流量，有效地提高了封压系统12的封压能力，进而使得封压系统12对反应装置1起到了很好地封压作用。并且，封压介质输入装置为第二水泵6，通过第二水泵6输入封压水以进一步增加输出管道2内的封压水的流量，简单方便，便于实施；此外，输出管道2内的封压水能够对输出管道2内的反应产物进行降温，提高了能源利用率。

继续参见图1，上述各实施例中，第二管道5设置有第一截止阀7，该第一截止阀7控制第二管道5内封压水的流量，进而控制输入至输出管道2内的封压水的总流量，从而实现了反应装置1内压力的控制。具体实施时，根据第一管道4内封压水的流量和反应装置1内的压力，调节第一截止阀7，即调节第二管道5内封压水的流量，以调节输出管道2内的封压水的总流量，确保封压系统12的封压能力，从而更好地对反应装置1进行封压。

继续参见图1，上述各实施例中，第二管道5还设置有第一止回阀8，该第一止回阀8设置于第二管道5的置于第一截止阀7与输出管道2之间的管段上。这样，第一止回阀8能够有效地阻止输出管道2内的反应产物逆流至第二管道5，确保超临界水氧化系统的正常运行。

继续参见图1，上述各实施例中，第一止回阀8至少为两个，并且，各第一止回阀8的结构类型不同，这样当其中一种结构类型的第一止回阀8无法阻止输出管道2内的反应产物逆流时，其他结构类型的第一止回阀8还可以正常工作以阻止反应产物逆流，有效地确保了超临界水氧化系统的正常运行。

继续参见图1，上述各实施例中，第二管道5出口处的管段与输出管道2呈夹角β连接，这样有效地减少了第二管道5内的封压水输入输出管道2时的冲击力，便于第二管道5内的封压水更好地输入至输出管道2。优选的，该夹角β为锐角，更优选的，该夹角β为45°。

继续参见图1，上述各实施例中，第二水泵6还通过第三管道9与反应装置1的激冷水入口120相连通，第二水泵6还用于向反应装置1输入激冷水。

本领域技术人员应该理解，反应装置1设置有激冷水入口120，该激冷水入口120用于接收激冷水，激冷水输入至反应装置1内对反应装置1的器壁进行降温，防止反应装置1内温度过高使得反应装置1损坏。

具体实施时，第三管道9上可以设置有截止阀，该截止阀控制第三管道9向反应装置1输入的激冷水的水量。第三管道9上也可以设置有止回阀，该止回阀用于防止反应装置1内的反应物逆流至第三管道9，止回阀至少为两个，优选的，各止回阀的结构类型不同。

可以看出，本实施例中，第二水泵6通过第三管道9向反应装置1输入激冷水，一方面，在反应装置1的正常反应阶段，增大了激冷水管道9内激冷水的水量，能够提高对反应装置1的降温能力；另一方面，激冷水与反应装置1进行换热后随反应装置1中的反应产物一起输出至输出管道2，这样换热后的激冷水可以与第一管道4内输入的封压水和第二管道5输入的封压水一同输入至封压系统12内，有效地提高了封压系统12的封压能力，封压效果更好。

继续参见图1，上述各实施例中，第一管道4可以设置有第二截止阀10，该第二截止阀10控制第一管道4向输出管道2输入的封压水的水量，起到了调节输出管道2内封压水的流量的作用，进而控制封压系统12的封压能力，确保封压系统12能够对反应装置1进行更好地封压。

继续参见图1，上述各实施例中，第一管道4可以设置有第二止回阀11，该第二止回阀11设置于第一管道4的置于第二截止阀10与输出管道2之间的管段。该第二止回阀11能够有效地阻止输出管道2内的反应产物逆流至第一管道4，确保超临界水氧化系统的正常运行。优选的，第二止回阀11至少为两个，更优选的，各第二止回阀11的结构类型不同。

继续参见图1，上述各实施例中，第一管道4出口处的管段与输出管道2呈夹角α连接，这样有效地减少了第一管道内的加压水输入输出管道2时的冲击力，便于第一管道内的加压水更好地输入至输出管道2。优选的，该夹角α为锐角，更优选的，该夹角α为45°。

综上所述，本实施例中，在反应装置的升温升压阶段，第一水泵3通过第一管道4向输出管道2内输入封压水，并且封压介质输入装置通过第二管道5向输出管道2内输入封压介质，这样，大大增加了输出管道2内介质的流量，封压水和封压介质共同输入至后续的封压系统12中，提高了封压系统12的封压能力，起到了对反应装置1进行封压的作用，并且，第一水泵3可以选用适当流量的水泵，这样，在反应装置的正常反应阶段小流量的第一水泵3能够稳定工作，延长了第一水泵3的使用寿命。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。