超臨界連續(xù)流反應(yīng)裝置

主要技術(shù)參數(shù)

：李軍    ：

本套裝置為連續(xù)流反應(yīng)裝置，實(shí)驗(yàn)時(shí)先用水泵將水送入系統(tǒng)進(jìn)行升壓,，壓力穩(wěn)定后,，啟動(dòng)預(yù)熱器和反應(yīng)器的加熱裝置對(duì)水進(jìn)行加熱，直至達(dá)到設(shè)定溫度,。然后用進(jìn)料系統(tǒng)將物料通過活塞式加料器送入混合器按所需比例與水混合,。混合均勻的物料送入預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱,，預(yù)熱后進(jìn)入反應(yīng)器反應(yīng),。從反應(yīng)器流出的流體經(jīng)過冷卻、過濾,、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(shè)計(jì)理念是安全,、科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)及人性化,，整套裝置在設(shè)計(jì)方面考慮到方方面面可能發(fā)生的安全問題,，從操作人員的角度出發(fā)，確保裝置操作及運(yùn)行的安全性,；同時(shí)科學(xué),、合理的儀控設(shè)計(jì)，能夠準(zhǔn)確的控制反應(yīng)溫度,、壓力和時(shí)間,，把整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)能夠*的整合在一起，使反應(yīng)能夠順利的進(jìn)行,，在比較關(guān)鍵的點(diǎn)都設(shè)有聯(lián)鎖報(bào)警,，以免操作不當(dāng)或其它原因造成設(shè)備的損壞或發(fā)生事故，確保設(shè)備及操作人員的安全；因?yàn)檠b置反應(yīng)中會(huì)有氫氣產(chǎn)生,，所以在設(shè)計(jì)中尤其注意各部分的密封性,，保證密封良好；設(shè)計(jì)中還考慮了裝置操作,、維修及護(hù)理的方便性,，使整套裝置操作起來更簡單、方便,、得心應(yīng)手,。
3.2裝置組成描述
全套裝置主要包含進(jìn)料系統(tǒng)、預(yù)熱系統(tǒng),、混合器,、恒溫反應(yīng)器、冷卻器,、過濾及降壓裝置,、氣液分離取樣裝置、清洗系統(tǒng)和控制系統(tǒng),。
3.3 裝置性能描述
3.3.1 進(jìn)料系統(tǒng)
進(jìn)料系統(tǒng)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(gòu)成，通過加料器上四個(gè)閥門開關(guān)的配合,，可以使一個(gè)加料器通過氮?dú)鈹D壓料槽進(jìn)料,，而另一個(gè)加料器維持超臨界氣化反應(yīng)。由程序控制切換過程,，實(shí)現(xiàn)總體上的連續(xù)反應(yīng),。
進(jìn)料系統(tǒng)能夠確保系統(tǒng)各部分具有良好的密封性，閥門開閉流暢,。
3.3.2 預(yù)熱系統(tǒng)
預(yù)熱器位于混合器與進(jìn)料系統(tǒng)之間,，以實(shí)現(xiàn)物料的快速升溫，達(dá)到或接近所需反應(yīng)溫度,，現(xiàn)行的設(shè)計(jì)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(duì)預(yù)熱器進(jìn)行加熱。預(yù)熱系統(tǒng)能夠確?？焖偌訜嵘郎氐膶?shí)現(xiàn),，以精確控制反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)防止在低于反應(yīng)溫度下生成其他易結(jié)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠保證藻漿與水的快速混合。在混合器內(nèi)部設(shè)有加熱螺旋形盤管,，利用反應(yīng)后物料的余熱來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(yīng)器
反應(yīng)器中恒溫段運(yùn)行溫度為400℃,，壓力為35MPa，內(nèi)徑2cm,，恒溫段加熱長度15m左右,，流量約為5L/h。
設(shè)計(jì)從科學(xué),、合理,、安全及人性化四方面著手,，恒溫段能夠保證各段壓力、溫度參數(shù)的準(zhǔn)確測量,，良好的保溫及準(zhǔn)確的溫度控制；同時(shí)反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠確保管內(nèi)傳熱及流動(dòng)良好,；在發(fā)生結(jié)渣,、堵塞、傳熱惡化等故障時(shí),，具有連鎖報(bào)警,，能確保安全；便于清洗和維修,。同時(shí)在設(shè)計(jì)中考慮到反應(yīng)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(xiàn)物料的快速降溫,，采用合理的設(shè)計(jì)，增加散熱面積,，提高熱利用率,。
3.3.6 過濾及降壓系統(tǒng)
反應(yīng)物料經(jīng)過過濾裝置獲得固相產(chǎn)物，兩個(gè)并聯(lián)的過濾器交替使用以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行,，然后通過自立式減壓閥降壓,。
降壓及過濾裝置應(yīng)保證固體產(chǎn)物的有效分離，兩個(gè)過濾器用壓差儀實(shí)時(shí)在線監(jiān)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(tǒng)
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(tǒng)
系統(tǒng)由一個(gè)沖洗泵從水槽抽水,，把水升到一定壓力，對(duì)反應(yīng)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(yīng)裝置,。
3.4系統(tǒng)控制原理
連續(xù)流反應(yīng)裝置采用獨(dú)立的上位機(jī)控制模式，控制過程為上位機(jī)組態(tài)—PLC—儀表,；現(xiàn)場各參數(shù)由儀表就地顯示,，數(shù)據(jù)進(jìn)入PLC，經(jīng)PLC轉(zhuǎn)化處理后的數(shù)據(jù)傳入上位機(jī),，上位機(jī)處于監(jiān)控狀態(tài),，給PLC提供豐富的模擬量信號(hào)；PLC根據(jù)現(xiàn)場儀表信號(hào)和上位機(jī)信號(hào)作出相關(guān)控制指令：如啟動(dòng)加熱,、閥門開閉等,。上位機(jī)組態(tài)可對(duì)所有設(shè)備實(shí)行實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)控，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集并編制實(shí)驗(yàn)（生產(chǎn)）報(bào)表,，并可對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢,。采用儀表就地顯示，數(shù)據(jù)由儀表傳送,。儀表自帶通訊模塊,，采用RS485標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議與PLC進(jìn)行通訊，數(shù)據(jù)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(jī)后控制程序失控引起的連鎖反應(yīng),。
整個(gè)控制柜主要包括了PLC、溫度,、數(shù)字顯示儀表,，加熱控制器等等（上位機(jī)可選）,，主要針對(duì)反應(yīng)過程中的各個(gè)控制點(diǎn)的情況進(jìn)行表征反映，其中可根據(jù)客戶需要設(shè)計(jì)控制點(diǎn)數(shù)量及位置,。