内循环催化湿式氧化反应器和水处理系统技术方案

本发明专利技术涉及水处理设备领域，提供了内循环催化湿式氧化反应器及水处理系统。反应器包括气体分布器、加热装置和由外至内依次设置的反应器外筒、导流筒以及填料筛筒；反应器外筒的底部与导流筒的底部连通，反应器外筒的上部与导流筒的顶部连通；气体分布器设置于导流筒内对应导流筒下部的区域，填料筛筒位于气体分布器的上方；加热装置套设于反应器外筒的外壁。水处理系统包括上述反应器。本申请对废水具有好的处理效果，催化剂的使用寿命更长。催化剂的使用寿命更长。催化剂的使用寿命更长。

【技术实现步骤摘要】
内循环催化湿式氧化反应器和水处理系统


[0001]本专利技术涉及水处理设备领域，具体而言，涉及一种内循环催化湿式氧化反应器和水处理系统。

技术介绍

[0002]催化湿式氧化法(CWAO)是20世纪80年代国际上发展起来的一种治理废水的新技术，该法是在一定温度和压力下，通过催化剂的催化作用，利用氧气或空气将废水中的有机物和氨氮分别氧化为CO2和N2等无害物质。针对化工生产过程中产生的有机物浓度高、成分复杂、高毒、难生物降解废水进行处理，氧化速率快，处理效率高，适用范围广，无二次污染等优点。
[0003]现阶段国内催化湿式氧化反应器多采用固定床反应器，由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点，催化剂载体往往导热性不良，流体流速受压降限制又不能太大，造成床层中传热性能较差，给温度控制带来困难。对于放热反应，通常在反应器的轴向存在一个最高的温度点，称为“热点”。如设计或操作不当，则在强放热反应时，床内热点温度会超过工艺允许的最高温度，甚至失去控制而出现“飞温”，对反应的选择性、催化剂的活性和寿命、设备的强度等均极不利。同时，固定床反应器不能使用细粒催化剂，否则流体阻力增大，破坏了正常操作，所以催化剂的活性内表面得不到充分利用。再者就是催化剂的再生、更换均不方便。
[0004]鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的包括，例如，提供了一种内循环催化湿式氧化反应器和水处理系统，其能够改善
技术介绍
中提到的至少一种问题。
[0006]本专利技术的实施例可以这样实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种内循环催化湿式氧化反应器，包括气体分布器、加热装置和由外至内依次设置的反应器外筒、导流筒以及填料筛筒；
[0008]反应器外筒的底部与导流筒的底部连通，反应器外筒的上部与导流筒的顶部连通；
[0009]气体分布器设置于导流筒内对应导流筒下部的区域，填料筛筒位于气体分布器的上方；
[0010]加热装置套设于反应器外筒的外壁。
[0011]在可选的实施方式中，填料筛筒包括多个同轴设置的筛网；多个筛网将填料筛筒分隔成位于中部的催化氧化空间和相邻两个筛网之间的氧化功能空间，催化氧化空间内装填催化剂填料，氧化功能空间为一个，氧化功能空间内不装填催化剂填料，为气体提供通路；
[0012]或者，氧化功能空间为多个，相邻的氧化功能空间中的一个装填催化剂填料，另一
个不装填催化剂填料，与催化氧化空间相邻的氧化功能空间不装填催化剂填料；
[0013]更优选地，填料筛筒内装填有催化剂填料的空间的总宽度与不装填催化剂填料的空间的总宽度之比为10～30:1；
[0014]更优选地，每个筛网均为金属网，多个筛网通过焊接连接；
[0015]优选地，填料筛筒的底壁为具有多孔结构的下挡板，更优选地，下挡板与导流筒的内壁焊接；
[0016]优选地，填料筛筒的顶壁为具有多孔结构的盖板；
[0017]优选地，下挡板和盖板的开孔率均大于60％；
[0018]优选地，导流筒的高径比为6～12；
[0019]优选地，导流筒和反应器外筒之间的空间的横截面积与导流筒的横截面积之比为1:1.5～2.5。
[0020]在可选的实施方式中，内循环催化湿式氧化反应器还包括下法兰盖，下法兰盖与反应器外筒的底部边缘连接，下法兰盖上设置有进水管，进水管与导流筒连通，下法兰盖上设置有与气体分布器连接的进气管，进气管与气体分布器连通；
[0021]优选地，气体分布器与进气管通过螺纹连接。
[0022]在可选的实施方式中，内循环催化湿式氧化反应器还包括上封头，上封头与反应器外筒的顶部法兰连接，上封头设置有与反应器外筒连通的出水管；
[0023]优选地，内循环催化湿式氧化反应器还包括热偶套管，热偶套管穿过上封头伸入反应器外筒和所导流筒之间。
[0024]在可选的实施方式中，导流筒的顶部设置有吊钩。
[0025]在可选的实施方式中，导流筒的侧壁的底部设置有多个过水孔，导流筒的底部通过多个过水孔与反应器外筒连通；
[0026]更优选地，每个过水孔为方形孔，方形孔的上沿低于气体分布器的底部，方形孔的下沿距离下法兰盖的距离为3～5mm，相邻的方形孔之间的间距为3～5mm。
[0027]在可选的实施方式中，优选地，导流筒和反应器外筒之间沿导流筒的长度方向设置有多个环形限位件，每个环形限位件的内侧与导流筒的外壁抵接，每个环形限位件的外侧与反应器外筒的内壁抵接或连接；
[0028]优选地，环形限位件的内侧设置有多个均匀分布的凸起，每个凸起与导流筒的外壁抵接或连接。
[0029]在可选的实施方式中，填料筛筒内装填有催化剂填料；
[0030]优选地，位于催化剂填料的下方装填有钛环填料或者海绵钛，装填高度为2～5cm；
[0031]优选地，填料筛筒内位于催化剂填料的上方装填有装入钛环填料或者海绵钛，装填高度为2～5cm；
[0032]在可选的实施方式中，加热装置为导热油加热装置。
[0033]第二方面，本专利技术提供一种水处理系统，包括如前述实施方式任一项的内循环催化湿式氧化反应器。
[0034]本专利技术实施例的有益效果包括，例如：
[0035]具体结构设置可实现，气液在反应器外筒和导流筒之间循环，进而实现：废水多次反复与催化剂接触氧化，气液相连续流经催化剂，使得催化剂表面随时更新，保持催化剂的
高活性；反应器外筒的筒壁外设置加热装置对其进行加热，而废水在反应器外筒内循环使传质传热大大增强，使得反应器内部温度更平均，防止局部过热造成的催化剂失活，使得催化湿式氧化反应放出的热量更好的得到利用，有利于提高化学反应的转化率和选择性。
[0036]由于填料筛筒的设置，在反应器使用时，催化剂填料装填在填料筛筒内实现相对固定，大大避免如流化床内部催化剂流化产生的磨损，减少催化剂损耗，提高了催化剂的利用率，可以持续较长的使用时间，适宜于高温高压条件下操作。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，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专利技术的某些实施例，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。
[0038]图1为本申请实施例提供的内循环催化湿式氧化反应器的结构示意图；
[0039]图2为本申请实施例提供的内循环催化湿式氧化反应器在第一视角下的剖视图；
[0040]图3为本申请实施例提供的内循环催化湿式氧化反应器在第二视角下的剖视图；
[0041]图4为本申请实施例提供的内循环催化湿式氧化反应器的导流筒的结构示意图；
[0042]图5为导流筒内未装填催化剂的结构简图；
[0043]图6为导流筒内装填催化剂后的示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内循环催化湿式氧化反应器，其特征在于，包括气体分布器、加热装置和由外至内依次设置的反应器外筒、导流筒以及填料筛筒；所述反应器外筒的底部与所述导流筒的底部连通，所述反应器外筒的上部与所述导流筒的顶部连通；所述气体分布器设置于所述导流筒内对应所述导流筒下部的区域，所述填料筛筒位于所述气体分布器的上方；所述加热装置套设于所述反应器外筒的外壁。2.根据权利要求1所述的内循环催化湿式氧化反应器，其特征在于，所述填料筛筒包括多个同轴设置的筛网；多个所述筛网将所述填料筛筒分隔成位于中部的催化氧化空间和相邻两个所述筛网之间的氧化功能空间，所述催化氧化空间内装填催化剂填料，所述氧化功能空间为一个，所述氧化功能空间内不装填催化剂填料，为气体提供通路；或者，所述氧化功能空间为多个，相邻的氧化功能空间中的一个装填催化剂填料，另一个不装填催化剂填料，与所述催化氧化空间相邻的所述氧化功能空间不装填催化剂填料；更优选地，所述填料筛筒内装填有催化剂填料的空间的总宽度与不装填催化剂填料的空间的总宽度之比为10～30:1；更优选地，每个所述筛网均为金属网，多个所述筛网通过焊接连接；优选地，所述填料筛筒的底壁为具有多孔结构的下挡板，更优选地，所述下挡板与所述导流筒的内壁焊接；优选地，所述填料筛筒的顶壁为具有多孔结构的盖板；优选地，所述下挡板和所述盖板的开孔率均大于60％；优选地，所述导流筒的高径比为6～12；优选地，所述导流筒和所述反应器外筒之间的空间的横截面积与所述导流筒的横截面积之比为1:1.5～2.5。3.根据权利要求1所述的内循环催化湿式氧化反应器，其特征在于，所述内循环催化湿式氧化反应器还包括下法兰盖，所述下法兰盖与所述反应器外筒的底部边缘连接，所述下法兰盖上设置有进水管，所述进水管与所述导流筒连通，所述下法兰盖上设置有与气体分布器连接的进气管，所述进气管与所述气体分布器连通；优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：田小峰，张建成，何庆生，叶安道，范景福，李友臣，曹玉红，孙新乐，
申请(专利权)人：中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：