反应器制造技术

一种反应装置，其包括含有在目标反应温度和反应压力条件下的高温和高压水的流体的反应器（３１），其通过流体对反应物（Ｒ）进行反应处理，与反应器（３１）连接的第一管线（２５），以将反应物（Ｒ）提供到反应器（３１）中，和用于使第一管线（２５）与反应器（３１）之间间隔开的第一隔板装置（５０），从而防止任何流体、反应物、和反应产物由反应器（３１）侧泄漏到第一管线（２５）侧。第一隔板装置（５０）包括阀（５１）、轴（５２）、砝码（５３）、支撑部件（５４）、和管线（５５），通常由砝码（５３）使阀（５１）关闭管线（５５）底端的开口。即，其将管线（５５）与反应器（３１）内部隔离。虽然阀（５１）没有完全密封住管线（２５）和反应器（３１）的内部，但它能防止在反应器（３１）中的大量热水由于对流而泄漏到管线（２５）中。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在预定温度和压力条件下，使用例如超临界水或热水对反应物进行处理的一种反应器。
技术介绍
超临界流体是高于其临界温度和临界压力的任何物质，其表现出与正常条件下的流体明显不同的性能，且当用作反应领域时在其反应特性方面还可观察到独特的现象。在日本专利申请(公开)No.2001-149767中公开了使用近于临界或超临界条件的水，来分解有机物质如碳氟化合物气体、二氧芑、和PCB(聚氯联二苯化合物)的方法。作为超临界流体，例如当使用水来形成超临界流体时，当其超过374℃温度和22Mpa压力的高温和高压条件时水变为超临界水。这种超临界水具有蒸气和水两者的性能，且其能够溶解有机物。近来，为利用这类性能，对在超临界水中氧化和分解如PCB及二氧芑的物质进行了研究和开发。当进行这种反应时首要的条件是温度和压力。在许多情况下，通过改变温度条件，可使反应物引起不同的反应。另外，甚至在未达到超临界条件的近于临界条件下的热水中，根据温度和压力条件可引起独特的反应。在本说明书中，术语“热水”的含意除超临界水以外，还包括根据温度和压力条件能够引起如超过接近临界条件的那些独特反应的水。再有，通过向水或向反应物中添加一些类型的添加剂可引起不同的反应。注意这里的“不同反应”除主要指产生不同反应产物的反应以外，在广义上，当产生同一反应产物时甚至还指不同的反应速度的反应和不同反应产物收率的反应。当处理大量反应物时，时常使用所谓的连续类型装置。通常，通过预处理将反应物转化为浆状物，并将反应物与水一起连续加入到所述装置中，以进行高度加压，通过环绕管线的加热器逐渐加热，当加热至目标温度时发生反应，然后在冷却后连续从所述装置中排出。在如上述的装置中，由于反应物是逐渐加热，在达到目标温度以前，反应物不可避免要经过低于目标温度的温度，因而可能出现在低温条件下的非所需的反应。作为能够防止反应物处于非目标温度的温度条件、或虽然其为非目标温度而短暂向热水中引入反应物的装置，已公知了如图8所示的快速注入类型的反应器。这种反应器主要应用于某种程度为固体的反应物R。图8所示反应器，作为热水的供给系统，其包括贮存所使用的常温和常压水W的罐11、由罐11输送水W并提升压力直到达到目标高压的泵12、设置在管圆周上的用于加热管内的高压水W`的加热器13a、和设有用于测量加热器13a温度的温度传感器13b的预加热器13。作为反应物R的供给系统，其包括用于暂时容纳反应物R的备用室23、阀24、和管线25。作为反应物R的反应系统，其包括用于对反应物R进行预定的反应处理的反应容器31、设置在反应容器31圆周上用于将反应容器31加热至预定温度的加热器32、用于测量反应容器31内温度的温度传感器33、和用于测量反应容器31内压力的压力传感器34。作为排料系统，其包括与反应容器31底部连接的管线41和冷却器42，所述冷却器42的构型为，使得由未图示的冷却剂循环装置提供的冷却剂循环至管线41的圆周，并将热水HW冷却至约室温。在上述反应器中，包括管线25和41的所有管线、备用室23、和反应容器31均充有水。另外，各种管线和反应容器31均由具有耐受高温和高压质量的材料制成，所述材料例如为SUS316、Inconel或Hastelloy。以下对通过上述反应器对反应物R进行的反应处理进行解释。首先，在泵12对取自罐11的常温和常压水W进行加压，从而变为高压下的高压水W`，并将高压水W`连续输送到预加热器13。通过预加热器13将在管线中的高压水W`加热至预定的温度，从而变为热水HW并输送到反应容器31中，且由反应容器31排出到管线41中。通过冷却器42将热水冷却至约室温的温度并排出所述装置外。这里，通过加热器32来将反应容器31内部加热至预定的温度。在上述状态下，容纳于备用室23中的反应物R经管线25通过打开阀24来进入反应容器31中，并通过在所述反应容器31中的热水HW来对反应物R进行如氧化分解的反应处理。反应产物及未反应的反应物R与热水HW一起，通过冷却器42冷却至约室温的温度后经管线41排出，将它们排出到所述装置的外部。这里，由于反应物R暂时处于备用室23中，备用室23需要处在约室温下。为使自阀24至顶部保持接近室温，除使反应物R经过的功能外，管线25必须具有与反应容器31的高温切断的功能。因而，管线25制备成一定的长度，从而可自然冷却是可想象到的。然而，如管线25很长，反应物R从中经过需耗时，且在该时间内反应物R会经受低于目标反应温度的热水的作用，因而这不是优选的方案。因而，在不使管线25过长的条件下，可想到的是提供一种未示出的围绕管线25的散热片，以便用于空气冷却管线25并循环未示出的冷却剂。考虑到这些热传导来设计管线25的长度和未示出的冷却机构。另一方面，引入到反应容器31中的反应物R分解并扩散，且其一部分也到达管线25。即，当设计上述长度的管线及其未示出的冷却机构时，反应物R也要经受明显低于目标温度的温度的作用。由于冷却机构的设计，使得管线25的接近阀24侧的温度明显低于反应容器31的温度，所述温度将接近于室温。即，从所述装置的目的来看，虽然不是很优选的，它的影响程度认为是可忽略的。然而，当所述装置实际操作中，阀24和备用室的温度变得明显超过设计预期值。其原因在于在管线25中出现了未设想到的水的对流。这种情况参照图9来进行说明。保持在该温度下的在反应容器内部的高温和高压水HW到达阀24或接近阀24。即，在反应容器内部的热水HW的温度高于在管线25中水的温度，因而热水HW的这一部分由于膨胀而密度变小并由于浮力而上升，管线25内的水流入反应容器代替热水HW，以便在管线25中产生循环流动。由于这种对流，阀24过热，因而出现接受热损害的问题。当前，还没有在上述高温和高压条件下可使用的阀，因而为防止对阀的损害，想到了一种在管线25增强冷却的方法。但限制了空气冷却等，所以将管线25的长度制作的极长来解决这一问题。如上所述，流经管线25的反应物R需要更长的时间，对于所述装置的目的来说这不是优选的。即，反应物R经受低于目标温度的温度的作用与对所述装置的损害之间顾此失彼。另外，在管线25的对流还将已分散(溶解)于引入到反应容器中的水中的反应物R传送到管线25的顶部部分。也就是说，反应物R经受明显低于目标反应温度的温度的作用。与由扩散引起的问题和当向管线25中加入反应物R时由反应物R经受非目标温度的作用时间所引起的问题相对比，这成为了主要的问题。如上所述，图8中所示的通用装置不能够使反应物R在目标温度下进行反应。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供能够使反应物尽最大可能在目标温度下进行反应的反应器。这实现上述目的，本专利技术的反应器包括一种反应装置，其含有包括在目标反应温度和反应压力条件下的高温和高压水的流体，所述反应装置通过所述流体对反应物进行反应处理；所述反应器还包括与所述反应装置连接的第一管线部分，经由该管线将所述反应物提供到所述反应装置中；和第一隔板装置，用来将第一管线部分与反应装置间隔开，从而防止任何流体、反应物、和反应产物由反应装置侧泄漏到第一管线部分侧。另外，为实现上述目的，本专利技术的反应器包括一种反应装置，其含有包括在目标反应温度和反应压力条件下的高温和高压水的流体，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反应器，包括：一反应装置，其含有包括在目标反应温度和反应压力条件下的高温和高压水的流体，所述反应装置通过流体对反应物进行反应处理；一与所述反应装置连接的第一管线部分，经由所述管线部分将所述反应物提供到所述反应装置中；和一用于 使所述第一管线部分与所述反应装置之间间隔开的第一隔板装置，从而防止所述流体、所述反应物、和反应产物的任何一种由反应装置侧泄漏到所述第一管线部分侧。

【技术特征摘要】
JP 2001-1-23 14306/011.一种反应器，包括一反应装置，其含有包括在目标反应温度和反应压力条件下的高温和高压水的流体，所述反应装置通过流体对反应物进行反应处理；一与所述反应装置连接的第一管线部分，经由所述管线部分将所述反应物提供到所述反应装置中；和一用于使所述第一管线部分与所述反应装置之间间隔开的第一隔板装置，从而防止所述流体、所述反应物、和反应产物的任何一种由反应装置侧泄漏到所述第一管线部分侧。2.如权利要求1的反应器，其中在所述反应装置内所述第一管线部分的端部部分上提供所述第一隔板装置。3.如权利要求1的反应器，其中在由所述第一管线部分向所述反应装置提供所述反应物的过程中，所述第一隔板装置在所述反应物的重量下打开，以便经所述第一管线部分向所述反应装置提供反应物。4.如权利要求1的反应器，还包括一连接于所述反应装置底部部分的第二管线部分，经由所述第二管线部分所述流体、所述反应物、和所述反应产物排出；和一用于使所述第二管线部分与所述反应装置之间间隔开的第二隔板装置。5.如权利要求4的反应器，其中在所述反应装置内部所述第二管线部分的端部部分提供所述第二隔板装置。6.如权利要求4的反应器，其中在由所述反应装置向所述第二管线部分排出所述流体、所述反应物、和所述反应产物中的任何物质的过程中，所述第二隔板装置在任何所述流体、所述反应物、和所述反应产物的重量下打开，以将任何所述流体、所述反应物、和所述反应产物排出到所述第二管线部分中。7.如权利要求1的反应器，还包括用来控制流经所述反应装置的所述流体和所述反应物的温度的温度控制装置，所述控制装置设置在所述反应装置中。8.如权利要求1的反应器，包括一贮存包括水的流体的流体贮存装置；一对所述流体进行加压的加压装置，用来压缩所述流体的体积使得所述流体变为所述目标反应压力；一对由所述加压装置引入的所述流体进行加热的加热装置，使得所述流体的温度接近所述目标反应温度；和一连接于所述反应装置的第三管线部分，经由所述第三管线部分将由所述加热装置引入的所述流体提供到所述反应装置。9.一种反应器，包括一反应装置，其含有包括在目标反应温度和反应压力条件下的高温和高压水的流体，所述反应装置通过流体对反应物进行反应处理；一与所述反应装置连接的第一管线部分，经由所述管线部分将所述反应物提供到所述反应装置中；和一反向装置，用来使第一管线部分相对于反应装置的相对位置反向使顶部向下，从而防止任何所述流体、所述反应物、和反应产物由反应装置侧泄漏到所述第一管线部分侧。10.如权利要求9的反应器，还包括第一隔板装置，用于使所述第一管线部分与所述反应装置之间间隔开，从而防止所述流体、所述反应物、和所述反应产物中的任何一种由反应装置侧泄漏到第一管线部分侧。11.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤则孝，野口勉，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]