一种超临界水反应的物料升温升压系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及能源与环境技术领域，具体公开了一种超临界水反应的物料升温升压系统，包括依次相连接的纯水箱、增压泵、调节阀、加热器、第一单向阀、引射器、反应器；还包括通过第二单向阀与引射器相连接的物料箱。本发明通过纯水升温升压形成高温高压流体进入引射器，进而引射器吸入有机固体颗粒或浆液物料，从而实现物料的快速升温升压，使有机固体颗粒或浆液物料在预热段无堵塞结垢及密封问题，换热效率高。
【专利说明】
一种超临界水反应的物料升温升压系统
技术领域
[0001]本发明涉及能源与环境技术领域，具体涉及一种超临界水反应的物料升温升压系统。
【背景技术】
[0002]水的临界温度Tc = 374°C，临界压力Pc = 22.1MPa，当水的温度和压力都超过临界点时，称为超临界水。与普通状态的水相比，超临界水有许多特殊的性质，如密度、粘度、介电常数、离子积降低，氢键减弱，扩散性能、非极性特征显著增强等，有机物与水可形成均相反应体系，大大加快了反应速率。目前，在超临界水条件下的氧化、气化反应成为有机废弃物的深度处理、资源化利用的重要途径。由于超临界水氧化/气化反应条件处于22.1?30MPa、374?600°C，物料首先需要通过高压栗增压，再通过加热器升温到相应的反应条件来进行。
[0003]然而当物料为有机固体废弃物时，则无法通过增压栗增压实现连续输送，通常将固体废弃物制成浆液通过增压栗增压。现有技术中常采用柱塞或隔膜式高压栗增压输送制成浆液的固体废弃物，这样栗体需要通过高压密封圈保证密封，但浆液中的固体颗粒极易磨损高压密封圈，进而造成系统泄压，影响系统稳定。此外，含固体颗粒的物料浆液加热升温时，极易热解结焦，降低设备的换热效率，甚至堵塞管路。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种超临界水反应的物料升温升压系统。
[0005]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:
[0006]本发明的超临界水反应的物料升温升压系统，包括依次相连接的纯水箱、增压栗、调节阀、加热器、第一单向阀、引射器和反应器;还包括通过第二单向阀与引射器相连接的物料箱。
[0007]进一步的，所述增压栗的工作压力为23_30MPa。
[0008]进一步的，所述加热器的工作温度为400-650°C。
[0009]进一步的，所述引射器，包括工作流体进口、喷嘴、引射流体进口、接受室、混合室、扩散室;所述工作流体进口与所述第一单向阀相连接;所述引射流体进口与所述第二单向阀相连接;工作流体由所述工作流体进口进入引射器，经喷嘴与从所述引射流体进口进入引射器的引射流体于接受室汇合后，依次流经混合室、扩散室后，进入所述反应器。
[0010]本发明的超临界水反应的物料升温升压系统，主要应用于处理含有机物的固体颗粒或含固体颗粒的有机浆液。
[0011]本发明与现有技术相比，具有以下优点:
[0012]本发明通过纯水升温升压形成高温高压流体进入引射器，进而引射器吸入含有机物的固体颗粒或含固体颗粒的有机浆液，从而实现物料的快速升温升压，解决了固体物料的升温升压问题，使有机固体颗粒或浆液物料在预热段无堵塞结垢及密封问题，换热效率尚O
【附图说明】
[0013]图1为本发明超临界水反应的物料升温升压系统的结构示意图；
[0014]图2为本发明系统引射器的结构示意图。
[0015]【附图说明】:1、纯水箱；2、增压栗；3、调节阀；4、加热器;5、第一单向阀；6、引射器；
61、工作流体进口； 62、喷嘴;63、引射流体进口； 64、接受室;65、混合室;66、扩散室;7、物料箱;8、第二单向阀;9、反应器。
【具体实施方式】
[0016]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]本发明首先将纯水升压升温至超临界状态，产生高压高速射流进入引射器，进而卷吸常压物料进入引射器，高温高压的超临界水与物料进行强烈的传热传质，将物料预热至反应温度并升压至反应压力排出引射器，从而进入超临界水反应器。
[0018]引射器是利用射流的紊动扩散作用，使不同压力的两股流体相互混合，并引发能量交换的流体机械和混合反应设备。物料进入装置前，压力较高的流体叫做工作流体，它以很高的速度从喷嘴流出进入接受室，由于射流的紊动扩散作用，卷吸周围的流体而发生动量交换，被吸走的压力较低的流体叫引射流体。工作流体与引射流体在混合室内混合，进行动量和质量交换，在流动过程中速度渐渐均衡，这期间常常伴随压力的升高。流体从混合室出来进入扩散室，压力将因流动速度变缓而继续升高。在扩散室出口处，混合流体的压力高于进入接受室时引射流体的压力。
[0019]实施例
[0020]本发明的超临界水反应的物料升温升压系统，包括依次相连接的纯水箱1、增压栗
2、调节阀3、加热器4、第一单向阀5、引射器6和反应器9;还包括通过第二单向阀8与引射器6相连接的物料箱7。
[0021 ]所述引射器6包括工作流体进口 61、喷嘴62、引射流体进口 63、接受室64、混合室65、扩散室66;所述工作流体进口 61与所述第一单向阀5相连接；引射流体进口 63与所述第二单向阀8相连接;工作流体由工作流体进口 61进入引射器6，经所述喷嘴62与从所述引射流体进口 63进入引射器6的引射流体于接受室64汇合后，依次流经混合室65、扩散室66后，进入所述反应器9。
[0022]工作原理
[0023]纯水箱I中的纯水经增压栗2升压至23_30MPa，经调节阀3调节供水流量，纯水在加热器4中吸收热量后被加热至400-650°C，高温高压的纯水作为工作流体经第一单向阀5进入引射器6，物料箱7中的有机固体颗粒或浆液物料作为引射流体经第二单向阀8进入引射器6。工作流体以很高的速度从喷嘴62射出进入接受室63，射流的紊动扩散作用造成接受室63局部真空环境进而卷吸周围的物料，超临界水与物料在混合室65内混合，进行动量、质量及能量交换，并从混合室65出来进入扩散室66，物料实现升温升压之后进入反应器9。
[0024]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种超临界水反应的物料升温升压系统，其特征在于，包括依次相连接的纯水箱、增压栗、调节阀、加热器、第一单向阀、引射器和反应器;还包括通过第二单向阀与引射器相连接的物料箱。2.根据权利要求1所述的超临界水反应的物料升温升压系统，其特征在于，所述增压栗的工作压力为23-30MPa。3.根据权利要求1所述的超临界水反应的物料升温升压系统，其特征在于，所述加热器的工作温度为400-650 °C。4.根据权利要求1所述的超临界水反应的物料升温升压系统，其特征在于，所述引射器，包括工作流体进口、喷嘴、引射流体进口、接受室、混合室、扩散室;所述工作流体进口与所述第一单向阀相连接;所述引射流体进口与所述第二单向阀相连接;工作流体由所述工作流体进口进入引射器，经喷嘴与从所述引射流体进口进入引射器的引射流体于接受室汇合后，依次流经混合室、扩散室后，进入所述反应器。5.权利要求1-4任意一项所述的超临界水反应的物料升温升压系统在处理含有机物的固体颗粒或含固体颗粒的有机浆液中的应用。
【文档编号】B01J8/18GK105921080SQ201610248657
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】张凤鸣, 苏闯建, 冯东东, 陈顺权
【申请人】广州中国科学院先进技术研究所