[发明专利]一种高温高压连续反应装置及其在亚临界水热气化中应用

说明书

本发明提供了一种高温高压连续反应装置及其在亚临界水热气化中应用，该装置包括废液储槽、固定床反应器、用于不含盐有机废水处理的冷凝收集元件、用于含盐废水处理的等温减压处理罐、用于系统补压的系统增压模块、智能控制模块以及电源。本发明的装置可实现集高盐、高温、高压等苛刻条件于一体的连续化反应，并实现在此条件下快速、安全取样，为了解高盐、高温、高压等苛刻条件反应信息以及解析反应历程和反应机理提供可能。此外，将本发明装置应用于亚临界水热气化处理高盐高COD化工危废，可将危废中有机物转化为小分子化合物，同时水不产生气化相变使得盐不会在床层析出，进而减少催化剂床层更换频次换和工艺运行成本，因而极具应用前景。

技术领域

本发明属于化工危废处理设备技术领域，具体是涉及一种高温高压连续反应装置及其在亚临界水热气化中应用。

背景技术

化工危废是指在化工生产过程中产生的固体、半固体或浆状废弃物。由于这些危废成分复杂，并含有高浓度难降解有机物以及可溶性难分离盐类物质，兼具物理、化学和生物等多种毒性。因此，如何有效处理这些化工危废成为化工行业绿色可持续发展的难题。

在众多处理方法中，亚临界水热气化法利用水在一定温度压力状态下的特殊性质，能够将有机物快速选择性分解为气态清洁能源或无害气体，同时水不产生气化相变，可避免盐类物质在床层析出导致催化剂中毒失活。此外，该方法的操作温度与压力易于工业化实现，具有高效、节能以及可资源化等优点，因此拥有极高的商业化前景。然而水热过程由于高温、高压的反应条件导致其反应过程参数等信息难以通过现有水热装置进行采集掌握，这对了解水热反应的高温高压反应历程以及解析反应机理造成很大不便。此外，由于化工危废成分复杂，在实际产业化应用过程中一旦有机物浓度或含盐量出现较大波动，现有水热装置无法灵活调节，造成装置操作难度大、工艺效果不佳等问题。因此，需要开发一种满足集高盐、高温、高压等苛刻条件于一体的连续化反应装置，既保证反应在此苛刻条件下持续稳定运行，同时还可以快速、安全、方便的采样，方便及时了解反应运行状态，为亚临界水热气化处理高盐高COD化工危废安全、稳定、规模化运行提供保障。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种高盐高温高压连续化反应器，兼具自由取样安全方便与自动灵活调节装置工艺条件，可同时满足反应历程研究解析与产业化工艺效果提升的需要。

本发明的技术方案是：一种高温高压连续反应装置，包括内部装有反应液的废液储槽、与所述废液储槽连接且连接处设有高压计量泵的固定床反应器、与固定床反应器连接且用于不含盐有机废水处理的冷凝收集元件、与固定床反应器连接且用于含盐废水处理的等温减压处理罐、用于系统补压的系统增压模块、智能控制模块以及为各个电气元件供电的电源；

所述固定床反应器的进水口处设有止回阀，固定床反应器出水口处连接有Y型管路，且所述Y型管路其余分支分别与冷凝收集元件和等温减压处理罐连接，Y型管路与冷凝收集元件的连接处设有针阀一，Y型管路与等温减压处理罐的连接处设有针阀二；

所述冷凝收集元件包括首尾依次连接的多个冷凝器、与位于末端的所述冷凝器连接的接收罐，位于首段的冷凝器与Y型管路的一个分支连接，所述接收罐上设有液体排放口和气体排放口，所述气体排放口与外部气袋连接；所述等温减压处理罐的上下两端分别设有用于排放气体的排气口和用于排放固体的排料口；

所述智能控制模块包括与各个电气元件连接的在线监测单元、用于检测物料中含盐量的盐度计、用于检测物料中有机物浓度的有机化合物检测仪、根据检测物料中有机物浓度预估产气量和系统升压的预估计算单元、对设定压力与预估压力的差值进行比较的压力对比单元、设于固定床反应器、接收罐以及等温减压处理罐上的压力表和压力传感器。