[发明专利]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

权利要求书

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；

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，所述主流体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；根据该拟合公式确定各反应参数对水膜厚度的影响作用，控制反应参数使水膜厚度最厚且实现整个反应器内形成连续水膜。

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，蒸发壁水泵的出口管路、气体增压泵的出口管路、物料泵的出口管路上均设有用于加热管路中介质的电加热器(4)；蒸发壁水泵的出口分成三路连接多孔蒸发壁上-中-下三路入水口。

5.根据权利要求4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，蒸发壁反应器水膜厚度随反应器长度增加而连续增加，随着离反应器入口距离增加，水膜厚度增加率逐渐降低，水膜厚度在反应器下部亚临界区域趋于稳定；水膜在反应器内呈现上层薄下层厚的特点，设定中、下管路蒸发水流量相同，而上部蒸发壁水流量值高于中、下部管路，上、中管路蒸发水流量比例范围设定为(1.2～2.0):1。

6.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，超临界水氧化蒸发壁式反应器的底部出口分成两路，一路连接第一排污罐，另一路依次连接冷却器(8)、手动调压阀(9)、气液分离器(10)和第二排污罐。