[发明专利]一种超临界水氧化反应控制系统

说明书

技术领域

本发明设计涉及超临界水氧化反应系统设备技术领域，具体的说是一种超临界水氧化反应控制系统。

背景技术

超临界水氧化(SCWO)技术最早是在20世纪80年代中期由美国学者Modell提出的一项能完全地、彻底地将有机物结构破坏的深度氧化技术。美国国家关键技术所列的六大领域之一“能源与环境”中指出，最有前途的废物处理技术是SCWO法。

超临界水(SupercriticalWater，简称SCW)是指温度超过374.15℃，压力超过22.12Mpa的特殊状态的水。由于超临界水对有机物和氧化剂都是极好的溶剂，超临界水氧化法可用于各种有毒有害废水、废物及污泥的处理，对于大多数难降解有机物均具有很高的去除率。有试验证明，有机碳含量在27000～33000mg/L之间的有机废水经超临界水氧化法处理，有机碳的破坏率超过99.97％，并且所有有机物都转化为二氧化碳和水。

但是由于超临界水氧化反应的苛刻条件(374.15℃，22.12Mpa)，很多工艺难以保持平稳的运行，而对于超临界压力容器的设计计算，材料的选择依据，以及反应点火温度、灭或温度、反应压力等参数仅靠经验去摸索，造成超临界水氧化反应系统的升级及大型化、工业化进程缓慢，且系统运行所产生的数据缺乏有效的采集、存储、分析，为系统工艺调整及优化提供可靠的依据，也给系统稳定、安全、可靠运行提供必要条件。

发明内容

针对现有超临界水氧化反应控制系统的不足之处，本发明提供一种可对超临界水氧化反应系统实施自动控制的具有数据采集、存储、分析的并配备设备关键区域视频监控的超临界水氧化反应控制系统。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种超临界水氧化反应控制系统，包括氧化剂输送管路、燃料输送管路、物料输送管路、反应器、气态产物排出单元、液态产物排出单元及控制单元，氧化剂输送管路的输出端连接反应器的氧化剂入口；燃料输送管路的输出端连接反应器的燃料入口；物料输送管路输出端连接至反应器的物料入口；气态产物排出单元包括与反应器气相出口连接的气态产物排出管路和储水罐；其特征在于：氧化剂输送管路、燃料输送管路、物料输送管路中还包括连接在管路上的传感器和现场执行部件；气态产物排出管路依次连接氧化剂输送管路和物料输送管路上换热器的热端管路，输出端连接储水罐的入口；

气态产物排出单元还包括蒸发壁水管路、底部入水管路和冷却水管路，其中蒸发壁水管路连接储水罐和反应器的蒸发壁水入口，经过调温的水通过蒸发壁进入反应器内部；底部入水管路连接储水罐和反应器底部入水口，使常温水进入反应器底部；冷却水管路连接储水罐和冷却水入口，使常温水进入反应器内燃烧嘴附近设置的冷却盘管；液态产物排出单元包括与反应器液体排出口连接的无机盐储罐；无机盐储罐顶部设置伸入反应器底部的连通管，连通管的顶部为反应器底部液面能达到的最大高度；

控制单元包括传感器、现场执行部件、控制器、上位机，现场执行部件与控制器电连接，控制器与上位机通过总线控制进行数据交换，传感器与上位机通过信号连接；控制单元的工作过程包括：

1)传感器采集氧化剂输送管路、燃料输送管路、物料输送管路、反应器、气态产物排出单元、液态产物排出单元的温度、压力、流量和液位数据，并将传感数据经过控制器采集至上位机中；现场执行部件的运行状态参数经控制器输入至上位机中；

2)上位机根据传感数据及运行状态参数执行启动过程、停车过程、紧急停车过程、温度调节过程和压力调节过程，向控制器输出控制信号，控制各现场执行部件；

现场执行部件包括反应器气相出口设置的压力调节阀，无机盐储罐入口设置的截止阀和出口设置的压力调节阀，燃料输送管路设置的截止阀、第一流量调节阀、第一增压泵，物料输送管路设置的截止阀、第二流量调节阀、第二增压泵，氧化剂输送管路设置的截止阀、调压阀、第三流量调节阀、第三增压泵，蒸发壁水管路设置的第一水泵，底部入水管路设置的第二水泵，冷却水管路设置的第三水泵，氧化剂输送管路、燃料输送管路、物料输送管路、蒸发壁水管路上分别设置的加热元件。

所述的传感器包括反应器气相出口设置的第一温度传感器、第一压力传感器，反应器内部设置的第二温度传感器，无机盐储罐上设置的液位传感器，物料输送管路的第一流量计，燃料输送管路的第二流量计，氧化剂输送管路的第三流量计。

启动过程的步骤包括：

A.系统初始化，设定蒸发壁水管路的第一水泵、底部入水管路的第二水泵的流量值，并启动第一水泵和第二水泵；