超臨界連續流反應裝置

超臨界連續流反應裝置

主要技術(shù)參數

本套裝置為連續流反應裝置，實(shí)驗時(shí)先用水泵將水送入系統進(jìn)行升壓，壓力穩定后，啟動(dòng)預熱器和反應器的加熱裝置對水進(jìn)行加熱，直至達到設定溫度。然后用進(jìn)料系統將物料通過(guò)活塞式加料器送入混合器按所需比例與水混合?；旌暇鶆虻奈锪纤腿腩A熱器進(jìn)行預熱，預熱后進(jìn)入反應器反應。從反應器流出的流體經(jīng)過(guò)冷卻、過(guò)濾、降壓、分離后，進(jìn)行氣體和液體產(chǎn)物的收集和分析。
本套裝置基本的設計理念是安全、科學(xué)、嚴謹及人性化，整套裝置在設計方面考慮到方方面面可能發(fā)生的安全問(wèn)題，從操作人員的角度出發(fā)，確保裝置操作及運行的安全性；同時(shí)科學(xué)、合理的儀控設計，能夠準確的控制反應溫度、壓力和時(shí)間，把整個(gè)反應系統能夠*的整合在一起，使反應能夠順利的進(jìn)行，在比較關(guān)鍵的點(diǎn)都設有聯(lián)鎖報警，以免操作不當或其它原因造成設備的損壞或發(fā)生事故，確保設備及操作人員的安全；因為裝置反應中會(huì )有氫氣產(chǎn)生，所以在設計中尤其注意各部分的密封性，保證密封良好；設計中還考慮了裝置操作、維修及護理的方便性，使整套裝置操作起來(lái)更簡(jiǎn)單、方便、得心應手。
3.2裝置組成描述
全套裝置主要包含進(jìn)料系統、預熱系統、混合器、恒溫反應器、冷卻器、過(guò)濾及降壓裝置、氣液分離取樣裝置、清洗系統和控制系統。
3.3 裝置性能描述
3.3.1 進(jìn)料系統
進(jìn)料系統由料槽和兩個(gè)并聯(lián)的加料器組成，加料器由一個(gè)柱形筒體和一個(gè)移動(dòng)式活塞構成，通過(guò)加料器上四個(gè)閥門(mén)開(kāi)關(guān)的配合，可以使一個(gè)加料器通過(guò)氮氣擠壓料槽進(jìn)料，而另一個(gè)加料器維持超臨界氣化反應。由程序控制切換過(guò)程，實(shí)現總體上的連續反應。
進(jìn)料系統能夠確保系統各部分具有良好的密封性，閥門(mén)開(kāi)閉流暢。
3.3.2 預熱系統
預熱器位于混合器與進(jìn)料系統之間，以實(shí)現物料的快速升溫，達到或接近所需反應溫度，現行的設計在使用電加熱的同時(shí)，回收利用下游冷卻裝置釋放的熱量對預熱器進(jìn)行加熱。預熱系統能夠確?？焖偌訜嵘郎氐膶?shí)現，以j確控制反應時(shí)間，同時(shí)防止在低于反應溫度下生成其他易結渣的中間產(chǎn)物。
3.3.3 混合器
 混合器用于按所需比例混合水及藻漿，合理的結構設計能夠保證藻漿與水的快速混合。在混合器內部設有加熱螺旋形盤(pán)管，利用反應后物料的余熱來(lái)加熱物料和水的混合物；在混合器外包有保溫層，使其保溫性能良好，減少熱損失。
3.3.4 恒溫反應器
反應器中恒溫段運行溫度為400℃，壓力為35MPa，內徑2cm，恒溫段加熱長(cháng)度15m左右，流量約為5L/h。
設計從科學(xué)、合理、安全及人性化四方面著(zhù)手，恒溫段能夠保證各段壓力、溫度參數的準確測量，良好的保溫及準確的溫度控制；同時(shí)反應器內部結構的設計能夠確保管內傳熱及流動(dòng)良好；在發(fā)生結渣、堵塞、傳熱惡化等故障時(shí)，具有連鎖報警，能確保安全；便于清洗和維修。同時(shí)在設計中考慮到反應中會(huì )有少量氫氣生成的因素，以確保安全。
3.3.5 冷卻器
冷卻器是產(chǎn)品與水換熱，實(shí)現物料的快速降溫，采用合理的設計，增加散熱面積，提高熱利用率。
3.3.6 過(guò)濾及降壓系統
反應物料經(jīng)過(guò)過(guò)濾裝置獲得固相產(chǎn)物，兩個(gè)并聯(lián)的過(guò)濾器交替使用以實(shí)現反應的連續進(jìn)行，然后通過(guò)自立式減壓閥降壓。
降壓及過(guò)濾裝置應保證固體產(chǎn)物的有效分離，兩個(gè)過(guò)濾器用壓差儀實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測濾筒的情況，能夠確保濾筒切換及時(shí)、流暢。
3.3.7 氣液分離、取樣系統
氣液分離采用旋風(fēng)分離裝置，能保證氣體與液體的有效分離，同時(shí)能確保氣體、液體所取樣品的代表性。
3.3.8 清洗系統
系統由一個(gè)沖洗泵從水槽抽水，把水升到一定壓力，對反應裝置進(jìn)行清洗，確保在需要時(shí)能有效地清洗整個(gè)反應裝置。
3.4系統控制原理
連續流反應裝置采用獨立的上位機控制模式，控制過(guò)程為上位機組態(tài)—PLC—儀表；現場(chǎng)各參數由儀表就地顯示，數據進(jìn)入PLC，經(jīng)PLC轉化處理后的數據傳入上位機，上位機處于監控狀態(tài)，給PLC提供豐富的模擬量信號；PLC根據現場(chǎng)儀表信號和上位機信號作出相關(guān)控制指令：如啟動(dòng)加熱、閥門(mén)開(kāi)閉等。上位機組態(tài)可對所有設備實(shí)行實(shí)時(shí)運行監控，對各項數據實(shí)時(shí)采集并編制實(shí)驗（生產(chǎn)）報表，并可對歷史數據進(jìn)行查詢(xún)。采用儀表就地顯示，數據由儀表傳送。儀表自帶通訊模塊，采用RS485標準通訊協(xié)議與PLC進(jìn)行通訊，數據采集頻率高、信息交換量大；儀表只測不控，采用PLC控制，避免儀表死機后控制程序失控引起的連鎖反應。
整個(gè)控制柜主要包括了PLC、溫度、數字顯示儀表，加熱控制器等等（上位機可選），主要針對反應過(guò)程中的各個(gè)控制點(diǎn)的情況進(jìn)行表征反映，其中可根據客戶(hù)需要設計控制點(diǎn)數量及位置。