一种用于优化调节超临界水氧化蒸发壁式反应器水膜厚度的方法技术

本发明专利技术公开一种用于优化调节超临界水氧化蒸发壁式反应器水膜厚度的方法，基于一种用于调节超临界水氧化蒸发壁式反应器水膜覆盖率的系统，包括外部的外部承压壁，外部承压壁内设有筒形的多孔蒸发壁；蒸发壁水泵的出口通过管路连接多孔蒸发壁的进水口；气体增压泵和物料泵的出口通过管路连接超临界水氧化蒸发壁式反应器的入口；多孔蒸发壁采用锥形结构；多孔蒸发壁的壁厚从上至下逐渐增加；多孔蒸发壁的壁截面为直角梯形；所述方法包括：通过调节蒸发强度、有机原料的浓度、有机原料的预热温度、蒸发水进口温度、各支路蒸发壁水流量比例实现对水膜厚度的调节。本发明专利技术可应用于超临界水氧化蒸发壁式反应器水膜性能参数的优化调节。

A Method for Optimizing the Thickness of Water Film in Supercritical Water Oxidation Evaporation Wall Reactor

The invention discloses a method for optimizing and adjusting the water film thickness of a supercritical water oxidation evaporation wall reactor, which is based on a system for adjusting the water film coverage of a supercritical water oxidation evaporation wall reactor, comprising an external pressure wall, a cylindrical porous evaporation wall in the external pressure wall, and a water inlet connecting the porous evaporation wall through a pipeline at the outlet of the evaporation wall pump. The outlets of gas booster pump and material pump are connected by pipes to the entrance of supercritical water oxidation evaporation wall reactor; the porous evaporation wall adopts conical structure; the wall thickness of porous evaporation wall gradually increases from top to bottom; the wall section of porous evaporation wall is right trapezoidal; the methods include: adjusting evaporation intensity, concentration of organic raw materials, preheating temperature of organic raw materials, evaporation water. The inlet temperature and the proportion of evaporation wall water flow in each branch can adjust the thickness of water film. The invention can be applied to the optimization and adjustment of water film performance parameters of supercritical water oxidation evaporation wall reactor.

【技术实现步骤摘要】
一种用于优化调节超临界水氧化蒸发壁式反应器水膜厚度的方法
本专利技术涉及超临界水氧化蒸发壁式反应器
，特别涉及一种用于优化调节超临界水氧化蒸发壁式反应器水膜厚度的方法。
技术介绍
超临界水氧化技术是一种极具应用价值的有机污染物处理技术，其利用超临界水对有机物和氧化剂良好的溶解性质，使有机物在富氧环境下进行均相反应，从而迅速、彻底地将有机物转化而二氧化碳和水等无害化物质以及无机盐。超临界水氧化技术应用于高毒性、高浓度、难生化降解的有机废料具有以下优势：反应速度快，处理效率高，无二次污染物形成，无需高能耗的干燥过程，运行费用低等。超临界水氧化技术在处理高含盐、腐蚀性有机废料过程中存在两大技术难题：1)反应器内表面受到物料中腐蚀性物质的侵蚀；2)大多数无机盐在超临界水氧化环境下具有极低的溶解度，从而导致盐颗粒析出，并吸附沉积在设备表面引起传热恶化和反应器的堵塞。超临界水氧化蒸发壁式反应器可以很好地解决超临界水氧化处理有机废料工艺中的腐蚀和盐沉积问题。其具有由外部承压壁和内部多孔蒸发壁组成的双层壳结构，在多孔壁内外压差推动下，冷却水通过多孔间隙聚集在多孔壁内表面形成一层保护性水膜。该水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于优化调节超临界水氧化蒸发壁式反应器水膜厚度的方法，其特征在于，基于一种用于调节超临界水氧化蒸发壁式反应器水膜覆盖率的系统，包括蒸发壁水泵(1)、气体增压泵(2)、物料泵(3)、超临界水氧化蒸发壁式反应器；超临界水氧化蒸发壁式反应器为筒形，包括外部的外部承压壁(5)，外部承压壁内设有筒形的多孔蒸发壁(6)；多孔蒸发壁中形成环形空间为超临界水氧化反应区；蒸发壁水泵的出口通过管路连接多孔蒸发壁的进水口；气体增压泵和物料泵的出口通过管路连接超临界水氧化蒸发壁式反应器的入口；多孔蒸发壁采用锥形结构；多孔蒸发壁的壁厚从上至下逐渐增加；多孔蒸发壁的壁截面为直角梯形；多孔蒸发壁的内壁锥形倾角为α，...

【技术特征摘要】
1.一种用于优化调节超临界水氧化蒸发壁式反应器水膜厚度的方法，其特征在于，基于一种用于调节超临界水氧化蒸发壁式反应器水膜覆盖率的系统，包括蒸发壁水泵(1)、气体增压泵(2)、物料泵(3)、超临界水氧化蒸发壁式反应器；超临界水氧化蒸发壁式反应器为筒形，包括外部的外部承压壁(5)，外部承压壁内设有筒形的多孔蒸发壁(6)；多孔蒸发壁中形成环形空间为超临界水氧化反应区；蒸发壁水泵的出口通过管路连接多孔蒸发壁的进水口；气体增压泵和物料泵的出口通过管路连接超临界水氧化蒸发壁式反应器的入口；多孔蒸发壁采用锥形结构；多孔蒸发壁的壁厚从上至下逐渐增加；多孔蒸发壁的壁截面为直角梯形；多孔蒸发壁的内壁锥形倾角为α，5°＜α≤15°；所述方法包括：通过调节蒸发强度、有机原料的浓度、有机原料的预热温度、蒸发壁水进口温度、各支路蒸发壁水流量比例实现对水膜厚度的调节。2.根据权利要求1所述的一种用于优化调节超临界水氧化蒸发壁式反应器水膜厚度的方法，其特征在于，调节蒸发壁反应器蒸发强度为0.15-0.35；蒸发壁水预热温度为503-563K，有机物料预热温度为673-753K；采用甲醇作为超临界水氧化的反应原料时，有机物料进料浓度为12-25％；实现整个反应器内形成连续水膜。3.根据权利要求1所述的一种用于优化调节超临界水氧化蒸发壁式反应器水膜厚度的方法，其特征在于，设定蒸发壁反应器的蒸发强度为0.30，蒸发壁水进口温度为553K，有机物料预热温度为693K；采用甲醇作为超临界水氧化的反应原料，选定有机物料进口流量为0.95L/h，浓度为15％；此时反应器内在上部超临界反应区域水膜厚度平均值达到3mm以上，在下部亚临界区域水膜厚度平均值达到6mm以上。4.根据权利要求1所述的一种用于优化调节超临界水氧化蒸发壁式反应器水膜厚度的方法，其特征在于，水膜厚度与操作参数之间的拟合公式如下：δ＝A*κ+B*ε+C；各参数含义如下，δ：水膜厚度，mm；κ:蒸发强度，定义为蒸发壁水流量与有机进料和氧化剂流量之和的比值；ε：密度差异系数，定义为主流体密度与蒸发水密度之比，所述主流密度为有机进料和氧化剂进料的混合物密度；A，B，C：拟合反应常数，在满足工艺要求范围内，A，B，C的取值范围如下，A：0.75-0.85，B：0.01-0.02，C：0-8；根...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东海，汪洋，郭树炜，柳亮，梁钰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61