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一種高效的廢水濕式空氣氧化反應器

早期的濕式空氣氧化反應曾使用單筒式反應器，使用表明，由于廢水濕式空氣氧化反應是一個強烈的放熱反應，隨著反應的進行，反應物的溫度不斷升高，使反應物料出口端達到很高的溫度，對設備材質的要求很苛刻，設備造價昂貴[1]。其次，這種結構的反應器不能直接利用反應熱加熱被處理的廢水，廢水要求預先加熱至氧化反應的起始溫度后才進入氧化反應器，故處理系統(tǒng)要增加廢水預熱器，增加了廢水處理流程的復雜性，同時也增加了設備的故障率，使廢水處理成本上升。 為了克服單筒式反應器的上述不足之處，發(fā)展了一種雙筒式反應器，也沒有任何活動部件，它不但使整個反應器內的物料溫度均勻，而且還能有效地利用反應熱直接加熱進人的廢水和利用高壓空氣的壓頭實現(xiàn)反應物在反應器內進行循環(huán)、提高了反應效率及處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。 這種雙層筒式濕式空氣氧化反應器的簡圖如圖1所示。 采用這種雙層筒式反應器，被處理的廢水由進口管8進入反應器內外簡之間的空間，向下流至底部，與底部從壓縮空氣進口管15進入的高壓空氣混合，由于高壓空氣的噴射作用使氣液混合物在內簡內迅速上升至內筒頂端與上封頭之間的自由空間，然后轉向外筒與內簡之間的空間再與進入的廢水混合，下流至內簡下端（如圖1中箭頭所示），形成循環(huán)。在循環(huán)過程中反應產(chǎn)生的反應熱直接加熱被處理的廢水。循環(huán)的次數(shù)將視處理的要求而定。因而，這種反應器具有混合完全、溫度均勻，反應效率高，熱回收效率高，設備體積小，造價低，運行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，反應器的設計頗為重要，反應器的設計要點如下： ①內外筒直徑的確定 為了確保處理物料能夠形成循環(huán)，混合完全、溫度均勻，充分回收反應熱。廢水的上升空間及其下降空間的截面積有一定要求，要適當選擇。通常物料的上升空間與下降空間的截面積之比為3.5：1至1：3。如果物料的下降空間過于狹窄，則流體阻力增大，物料的循環(huán)量減少

由此可知，這種雙層筒式氧化反應器是集氧化反應、物料循環(huán)和物料換熱于一體的。它完全適用于石油、化工、制藥等行業(yè)含有難降解的有機廢水的濕式空氣氧化處理，值得推廣使用。