一种超临界水氧化反应器控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种超临界水氧化反应器控制系统及方法，涉及化工自动化控制技术领域，所述控制系统包括反应器、氧化剂源、有机废液源、辅助燃料源以及保压水源，各个物料源通过进料管路与反应器连通，进料管路包括主路、第一支路、第二支路和第三支路，第一支路、第二支路和第三支路连通后与主路的一端连通，主路的另一端与反应器连通，且第一支路与有机废液源相连通、第二支路与辅助燃料源相连通，第三支路与保压水源相连通，且主路上设有第一进料调节装置，第一支路上设有第二进料调节装置，第二支路上设有第三进料调节装置。本发明专利技术实现了进料流量控制与反应器温度控制的相互独立，保证了系统的连续性、稳定性以及安全性。稳定性以及安全性。稳定性以及安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种超临界水氧化反应器控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及化工自动化控制
，具体而言，涉及一种超临界水氧化反应器控制系统及方法。

技术介绍

[0002]超临界水是指当气压和温度达到一定值时，因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同时的水，此时水的液体和气体没有区别，完全交融在一起，成为一种新的呈现高压高温状态的液体，具有极强的氧化性和催化性。超临界水氧化技术(SCWO)是利用超临界水的溶解性，使有机物和氧化剂充分接触，在数分钟甚至数十秒的时间内将有机物彻底氧化成H2O、CO2、N2和无机盐的技术,被认为是目前最有前途的处理有机废液的方法。
[0003]现有技术中的超临界水氧化装置一般包括反应器、氧源、有机废液进料源，有机废液进料源和氧源与反应器连通，通过使有机废液与氧气在反应器中反应，使反应器内达到超临界状态，对有机废液进行降解，氧源常采用液氧，在对反应器进行预热时，不能精确控制反应温度，导致系统结焦、腐蚀、难以连续稳定运行，投资成本高。为解决上述超临界水氧化装置难以精确控制温度的问题，现有技术采用通过控制反应物进料流量调节反应器内压强，达到控制反应器温度的目的，避免了反应器预热结焦和系统腐蚀损坏等问题。
[0004]现有超临界水氧化装置进料流量控制方法主要分为调节氧化剂流量和调节有机废液进料流量两种方式，其中，通过调节氧化剂流量控制反应器温度的可调范围有限，易导致有机污染物分解不充分；通过调节有机废液进料流量控制反应器温度时，进料流量变化直接影响系统压力，会使反应器内压力变动过大，难以得到稳定反应工况和有效的超临界状态。此外，传统超临界水氧化系统常通过调节计量泵频率或冲程来控制进料流量大小，当系统处于低流量进料工况时，需在极低频率或冲程条件下运行，严重影响变频器及泵的使用寿命，且不能对进料流量进行精确调节，易产生严重的进料流量脉冲，使反应器内的温度波动大，导致熄火或温度骤升等危险工况，安全性和可控性差。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的问题是现有技术超临界水氧化系统难以精确稳定控制反应器内的温度，反应连续性与安全性较差。
[0006]为解决上述问题，本专利技术提供一种超临界水氧化反应器控制系统，包括反应器、氧化剂源、有机废液源、辅助燃料源以及保压水源，所述氧化剂源与所述反应器连通，所述有机废液源、所述辅助燃料源以及所述保压水源通过进料管路与所述反应器连通，
[0007]所述进料管路包括主路、第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路连通后与所述主路的一端连通，所述主路的另一端与所述反应器连通，且所述第一支路与所述有机废液源相连通、所述第二支路与所述辅助燃料源相连通，所述第三支路与所述保压水源相连通，且所述主路上设有第一进料调节装置，所述第一支路
上设有第二进料调节装置，所述第二支路上设有第三进料调节装置。
[0008]较佳地，所述第一进料调节装置包括第一进料泵、第一变频器和第一流量计，所述第一进料泵、所述第一变频器和所述第一流量计均设置于所述主路上，且所述第一变频器与所述第一进料泵电连接。
[0009]较佳地，所述第二进料调节装置包括第二进料泵、第二变频器和第二流量计，所述第二进料泵、所述第二变频器和所述第二流量计均设置于所述第一支路上，且所述第二变频器与所述第二进料泵电连接。
[0010]较佳地，所述第三进料调节装置包括电动冲程控制器、第三进料泵、第三变频器和第三流量计，所述电动冲程控制器、所述第三进料泵、所述第三变频器和第三流量计均设置于所述第二支路上，且所述电动冲程控制器和所述第三变频器均与所述第三进料泵电连接。
[0011]较佳地，所述保压水源为带有自动充、放气装置的保压水罐。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：
[0013]本专利技术所提供的超临界水氧化反应器控制系统通过将分别连接有机废液源、辅助燃料源和保压水源得各个进料支路汇合后与主路连通，并在主路以及连通有机废液源和辅助燃料源支路上分别设置进料调节装置，实现主路与各个支路进料流量的独立控制，且能够通过主路上的进料调节装置保证通入反应器的混合物料压力保持恒定不变，实现对参与超临界水氧化反应的进料量的控制，能够通过各个支路上的进料调节装置，实现对反应器内的温度的控制，即对参与超临界水氧化反应的反应温度的控制。实现了系统进料流量控制体系与反应器温度控制体系的相互独立，保障反应器温度及进料流量控制的精确及稳定，有效避免了由于反应器1温度控制需求而频繁调节进料流量而造成的系统压力波动，保证了系统的连续性、稳定性以及安全性。
[0014]为解决上述问题，本专利技术还提供一种超临界水氧化反应器控制方法，通过上述超临界水氧化反应器控制系统实现，所述超临界水氧化反应器控制方法包括如下步骤：
[0015]向反应器内通入高温氧化剂，将所述反应器预热至点火温度；
[0016]控制开启第一进料调节装置、第三进料调节装置和保压水源，向所述反应器内通入辅助燃料和水进行点火，点火成功后停止预热；
[0017]控制开启第二进料调节装置，向所述反应器内通入有机废液，通过所述第一进料调节装置实现对参与超临界水氧化反应的进料量的控制，通过所述第二进料调节装置或所述第三进料调节装置，实现对参与超临界水氧化反应的反应温度的控制。
[0018]较佳地，所述通过所述第二进料调节装置或所述第三进料调节装置，实现对参与超临界水氧化反应的反应温度的控制，包括：
[0019]检测所述反应器内的当前温度，当所述当前温度与目标温度有偏差时，判断辅助燃料流量是否处于设定范围内，
[0020]若是，则通过控制第三进料调节装置对所述辅助燃料的进料流量进行调节；
[0021]若否，则通过控制第二进料调节装置对所述有机废液的进料流量进行调节。
[0022]较佳地，所述通过控制第三进料调节装置对所述辅助燃料的进料流量进行调节，包括：
[0023]当所述当前温度低于目标温度时，保持电动冲程控制器的档位不变，提高第三进
料泵的频率，直至所述当前温度达到所述目标温度，若所述第三进料泵的频率增加到100％后仍不满足工况需求，则将所述电动冲程控制器的档位调高一级，并在当前档位下将所述第三进料泵的频率从最低值逐渐调高，直至所述当前温度达到所述目标温度；
[0024]当所述当前温度高于所述目标温度时，保持所述电动冲程控制器的档位不变，降低所述第三进料泵的频率，直至所述当前温度达到所述目标温度，若所述第三进料泵的频率降低到最低值后仍不满足工况需求，则将所述电动冲程控制器(81)的档位调低一级，并在当前档位下将所述第三进料泵的频率从100％逐渐调低，直至所述当前温度达到所述目标温度。
[0025]较佳地，所述通过控制第二进料调节装置对所述有机废液的进料流量进行调节，包括：
[0026]当所述当前温度低于所述目标温度时，提高第二进料泵的频率，直至所述当前温度达到所述目标温度；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超临界水氧化反应器控制系统，其特征在于，包括反应器(1)、氧化剂源(2)、有机废液源(3)、辅助燃料源(4)以及保压水源(5)，所述氧化剂源(2)与所述反应器(1)连通，所述有机废液源(3)、所述辅助燃料源(4)以及所述保压水源(5)通过进料管路与所述反应器(1)连通，所述进料管路包括主路、第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路连通后与所述主路的一端连通，所述主路的另一端与所述反应器(1)连通，且所述第一支路与所述有机废液源(3)相连通、所述第二支路与所述辅助燃料源(4)相连通，所述第三支路与所述保压水源(5)相连通，且所述主路上设有第一进料调节装置(6)，所述第一支路上设有第二进料调节装置(7)，所述第二支路上设有第三进料调节装置(8)。2.根据权利要求1所述的超临界水氧化反应器控制系统，其特征在于，所述第一进料调节装置(6)包括第一进料泵(61)、第一变频器(62)和第一流量计(63)，所述第一进料泵(61)、所述第一变频器(62)和所述第一流量计(63)均设置于所述主路上，且所述第一变频器(62)与所述第一进料泵(61)电连接。3.根据权利要求1所述的超临界水氧化反应器控制系统，其特征在于，所述第二进料调节装置(7)包括第二进料泵(71)、第二变频器(72)和第二流量计(73)，所述第二进料泵(71)、所述第二变频器(72)和所述第二流量计(73)均设置于所述第一支路上，且所述第二变频器(72)与所述第二进料泵(71)电连接。4.根据权利要求1所述的超临界水氧化反应器控制系统，其特征在于，所述第三进料调节装置(8)包括电动冲程控制器(81)、第三进料泵(82)、第三变频器(83)和第三流量计(84)，所述电动冲程控制器(81)、所述第三进料泵(82)、所述第三变频器(83)和第三流量计(84)均设置于所述第二支路上，且所述电动冲程控制器(81)和所述第三变频器(83)均与所述第三进料泵(82)电连接。5.根据权利要求1所述的超临界水氧化反应器控制系统，其特征在于，所述保压水源(5)为带有自动充、放气装置的保压水罐。6.一种超临界水氧化反应器控制方法，其特征在于，通过如权利要求1
‑
5任一项所述的超临界水氧化反应器控制系统实现，所述超临界水氧化反应器控制方法包括如下步骤：向反应器(1)内通入高温氧化剂，将所述反应器(1)预热至点火温度；控制开启第一进料调节装置(6)、第三进料调节装置(8)和保压水源(5)，向所述反应器(1)内通入辅助燃料和水进行点火，点火成功后停止预热；控制开启第二进料调节装置(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：代洪静，王四芳，冯建东，房安康，林振宇，姒伟华，
申请(专利权)人：中国第一重型机械股份公司，
类型：发明
国别省市：