在流体反应介质中对物质进行缺氧处理的反应器和方法技术

技术编号:1431807 阅读:227 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
用于在流体反应介质中对物质进行增压水处理的反应器。该反应器包括限定反应区(10)的主体(2)、要在反应区(10)中处理的物质的入口(48)、将氧化剂引入反应区(10)的引入点(46)以及将经过处理的所述物质排到反应区(10)外的至少一个出口,要处理的物质在反应区的入口和出口之间沿着在反应区中限定的路径。将氧化剂引入反应区(10)中的进入点(46)位于要处理的物质的入口(48)的下游,并与入口隔开一定距离,以形成包括在要处理的物质的入口与氧化剂进入点之间的缺氧区(20),流体介质在该区处于缺氧状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用于在流体反应介质中对物质进行增压水处理的反应 器,该反应器包括限^X应区的主体、要处理的物质1反应区的入口、 氧化剂进入反应区的进入点以及至少 一个使处理后的物质排出反应区的 出口 ,要处理的物质在它的入口和出口之间沿着所述反应区中的预定路 径。本专利技术还涉及在反应器的反应区中包含的流体反应介质中对物质进行增压水处理的方法。该方法包括以下步骤 —将要处理的物质引入到反应区中; -将氧化剂引入到>^应区中; —将要处理的物质排出及一应区。在用于处理物质特别A^料的高压方法领域,人们区分两大类使用 水作为>^应^^质的方法湿法氧化(OVH)方法和热液氧化方法(OHT )。 OHV的特征在于温度和压力条件低于水的临界条件。因此该方法在XM目 条件下工作,并导致比OHT得到的长一个甚至两个数量级的矿化动力学 过程(cin6tiques de mineralisation )。在超临界水中进行的热液氧化方法(OHT )利用大于221巴和374。C 的压力和温度的水的特殊性质,特别是它的可以使疏水成分溶解的低介电 常数、它的可以与气态成分以任何比例混合的低密度和粘度。得到的反应密、均匀的混合物,则矿化反应可以由于介质的温度而自发启动。气体如 02、 C02、 N2完全可以溶解在水中以及许多烷烃中。这样这些燃烧可以进转移的限制,因此导致有机基质在大约一分钟的逗留时间内完全矿化。因 此OHT方法特别适用于处理需要完全破坏它们的有机基质的废料的处 理。本专利技术既用于OVH方法,也用于OHT方法,这些方法统称为压 水方法。但是OHT构成本专利技术优先使用的方法。实际上,OHT的高温 和高压作业IH^N吏本专利技术的实施更有利。已知有这种类型的方法和反应器(FR-2 814 967 )。反应器包括主体, 内管位于其中,内管外与主体形成环形区,内管内形成叫做孔眼的中心区。内管包括固定在主体第一端的第一端,和第二端,第二端4吏环形区与中心 区之间存在连通通道。才艮据该方法,超临界介质的组分,即水和氧化剂在 大于22.1MPa的压力下在反应器第一端附近被引入。它们在环形区中加 热到大于374°C的温度,然后在反应器第二端处与要处理的物质同时l 到内管中。加热后的增压流体7jC/氧化剂与要处理的物质的混合物在内管 的第一部分中氧化,然后在该管的第二部分中冷却。此类方法和反应器不适于中和某些氧化程度已经很高的废物组分, 特别^1硝酸盐。本专利技术的目标是提出一种克服这些缺点的反应器和方法。根据本专利技术,这些目的通过下面的事实达到氧化剂进A^^应器的 反应区的进入点位于要处理的物质的入口的下游,并且距该入口 一定距 离,以形成包括在要处理的物质的入口与氧化剂进入点之间的缺氧区,流 体介质在该区处于缺氧状态。氧化区最好位于缺氧区的下游,废料的氧化 >^应在该区完成。要处理的物质可以和专利FR-2 814 967中描述的方法一样以液体 形式l。则该物质可以通过简单的自主泵i^。根据本专利技术,还可增加 要处理的废料性质的多样性。例如,要处理的物质可以以悬浮固体颗粒的 形式l。根据该方法,在位于要处理的物质的入口下游并距离该入口 一定距 离的1点使氧化剂1反应区,以形成包括在要处理物质的入口与氧化 剂1点之间的缺氧区,流体介质在该区域是缺氧的。本专利技术的方法和反应器可以使直料的所有组分都发生反应,特别是 硝酸盐。废料中含有的有机物被硝酸盐氧化。硝酸盐在OHT的条件下被还 原,从而转化为稳定的N2。因此缺氧区可以通过与废料的反应还原氧化 剂物质(例如硝酸盐)。氧化剂在与废料接触时被还原,而废料被氧化。另外,位于缺氧区下游的氧化区可以完全结束废料的氧化反应,而 与反应剂的量无关。实际上,氧化剂物质的量一fcl不够的,也没有足够 长的接触时间使所有废料都氧化。加入氧化剂(例如空气)可以圆满完成 氧化反应。因此得到双重结果 一方面硝酸盐在缺氧区中被还原,还使所有废料在氧化区中氧化。在一种具体实施方式中,^J[器包括内管,该内管的第一端以密封 方式与主体连接,内管的内部空间形成中心区,内管与主体形成环形区, 在内管的第二端设有内管的中心区与环形区之间连通的通道,反应器还包括在内管第 一端一侧通向内管中心区的要处理物质的入口以及可以通到 :PT J 17 AA祭乂1/全,l 、 rf 翁全,l <Mt 、 上工A总银 一 站似if阅读下面对参照附图作为示例给出的实施例的描述可以了解本专利技术的其它特征和优点,图中—图l是根据本专利技术的反应器纵剖面图;—图2是沿附图说明图1中II-II线的剖面图;—图3是图1的M器沿III-III线的剖面图;—图4是沿图l所示反应器的IV-IV线的剖面图;图中,整体用附图标记1表示的反应器由整体形状为以XX为轴线 的柱形的主体2构成,柱形的上部被底封闭,下部被盖子4封闭。反应器1的下端通过双外罩6保持是冷的,冷却流体如水在双外罩 6中流动。这种布置可以通过氟橡胶(viton)或金属类的密封垫保证主体 2与盖子4之间的高压冷密封。保护8革位于主体2内,并且与主体2隔开,以便在内部限^^应 区10,在外部限定封闭区12,两个区互相密封隔绝。保护罩8的整体形状为上端为盲端的柱形。保护罩8与J1应器主体 2同轴安装,并且它的尺寸4吏保护軍的直径和长度>^差可以减到最小。该 保护罩由无孔隙但耐腐蚀的材料如钬制成。可以在盖子上实现该外軍的固定,如图1所示,或者固定在反应器 的主体2上。通过例如为氟橡胶的密封垫在冷的条件下保证外壳、主体、 盖子之间的密封性。主热交换器14设在环形区12中。栽热流体在该交换器中的流动可 以加热>^应区,或者从>^应区提取热能。这种流动还可以控制沿反应器的 热梯度。但是,设有交换器14的管线不是本专利技术的部分。因此不做详细 描述。使用两侧浸在增压流体中的保护軍可以使用不锈钢管形成内热交换器14,该交换器和反应器的材料一样承受压缩应力,而不是拉伸应力。 因此交换器的壁可以和保护革的壁一样很薄,因此反应介质与载热流体之 间的热传递比交换器位于反应器外壁上的更传统的形态有4艮大改善。整体用附图标记15表示的内管位于反应区10中,与主体的轴线 XX同轴。该内管包括直径较大的下部16和直径较小的上部18。内管15 包括开放端15a,该端设有中心区20与环形区22之间的连通通道。位于反应区10中的搅拌涡轮24包括以XX为轴线的中心轴26,与 保护罩8连在一起的中心定位器28引导该中心轴26转动。例如通过安装 在盖子4上的磁驱动装置30使涡轮转动。涡轮包括位于内管18中并与轴 26平行的叶片32和位于环形反应区22中并且也与轴26平行的叶片34。 中心区20的叶片32和环形区22的叶片34通过连接器36互相连接。如果流体在环形反应区22中的流动是涡流,则从主交换器的热传 递或传给该交换器的热传递得到改善。通过叶片34的搅拌作用来保证这 一点。反应区中的均质性也通过该装置保证,甚至在流体运动的流动方向 受到限制,以接近活塞型流动中存在的类似逗留时间分配的情况下也是如 此。因此搅拌涡轮24可以使热传递与工艺流体的流动分开。所有在反应区的内部设备在准等压下工作,这样可以保持材本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在流体反应介质中对物质进行增压水处理的反应器,该反应器包括限定反应区(10)的主体(2)、要处理的物质进入反应区(10)的入口(48)、氧化剂进入反应区(10)的进入点(46)以及至少一个将经处理的物质排到反应区(10)外的出口,要处理的物质在它的入口与出口之间沿在反应区中限定的路径,其特征在于,氧化剂进入反应区(10)的进入点位于所述物质的入口(48)的下游,并且与该入口隔开一定距离,以形成包括在要处理的物质的入口与氧化剂进入点之间的缺氧区(20),流体介质在该区域处于缺氧状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:休伯特亚历山大蒂尔克克里斯托夫茹索迪比安
申请(专利权)人:原子能委员会
类型:发明
国别省市:FR[法国]

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1
相关领域技术
  • 暂无相关专利