[实用新型]一种水热反应系统

说明书

本实用新型公开了一种水热反应系统，包括水热反应装置、调压装置和产物分离及收集装置且通过三通阀相互连接。水热反应装置包括水热反应器和升降式加热装置。调压装置包括形成循环连接的高压泵、缓冲水箱和循环水箱，调压装置通过缓冲水箱与水热反应器连通形成压力平衡从而达到调压目的。水热反应装置还包括冷却缓冲装置，冷却缓冲装置包括冷却水箱和冷却缓冲盘管，冷却缓冲盘管连接在水热反应器和三通阀之间，用于缓冲水热反应器加热过程的反应剂体积膨胀。本实用新型通过调压装置提供和维持所需要的压力，从而使得水热反应器内的压力和温度解耦，既有利于研究水热反应的影响因素及规律，又有利于控制反应条件获得相应的产物。

技术领域

本实用新型涉及一种水热反应系统，属于环保能源技术领域。

背景技术

水热反应因其反应介质为水，具有明显的环境友好的特性。水热反应包括超临界水反应、亚临界水反应或水氧化等。水在超临界状态下，从极性溶剂变成了非极性溶剂。而在近临界状态下，则类似于有机溶剂丙酮，使很多有机大分子物质溶解并发生水解反应。用于水热反应的反应系统种类也很多，总体上分间歇反应器和连续运行反应器。对于部分间歇反应器，如反应釜，往往通过连续进水形成压力维持。一些小型管式反应器也会使用手动计量柱塞泵补偿压力。而更多的则是通过加热在反应器内形成压力升高，即形成压力和温度耦合。

专利文献CN106512858A公开了“一种水热反应装置及应用其的水热纯化方法”，水热反应器包括可绕旋转轴旋转的外壳和固定连接在外壳内部的内胆，其要解决的问题是在高温高压条件下实现固液分离，没有独立的控压措施。专利文献CN107892345A公开了“一种超临界反应装置”，压力容器内设有反应器，反应器内设加热器，通过加热使反应器内压力上升，并通过液压伺服控制系统进行内外压平衡控制。

目前大部分水热反应器或者通过加热使其升温升压，或者通过通入一定压力和温度的反应液从而使反应器达到与反应液一致的温度、压力。通过加热实现升温升压的，往往会形成温度压力耦合的情况。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种压力独立控制的水热反应系统。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种水热反应系统，包括水热反应装置、调压装置和产物分离及收集装置；所述水热反应装置通过三通阀分别与所述调压装置和所述产物分离及收集装置相连；

所述水热反应装置包括水热反应器和用于加热水热反应器的加热装置；

所述调压装置包括高压泵、缓冲水箱和循环水箱；所述高压泵、缓冲水箱和循环水箱之间依次相连形成循环连接；

所述三通阀连接在所述水热反应装置的水热反应器、所述调压装置的缓冲水箱和所述产物分离及收集装置之间。

上述技术方案中，所述水热反应装置的水热反应器被按照耐压50MPa设计；所述水热反应器设置有反应压力变送器和反应热电偶。

上述技术方案中，所述水热反应装置还包括冷却缓冲装置，冷却缓冲装置包括冷却水箱以及设置在冷却水箱中的冷却缓冲盘管，所述冷却缓冲盘管连接在所述水热反应器和所述三通阀之间。

上述技术方案中，所述加热装置选用盐浴加热装置或电加热装置，且所述加热装置选用升降式设置。

上述技术方案中，所述系统还包括控制装置，所述控制装置分别与所述水热反应装置和所述调压装置设置有I/O(输入/输出)连接。

上述技术方案中，所述水热反应器反应压力变送器和反应热电偶与所述控制装置设置有I/O连接；所述加热装置与所述控制装置设置有I/O连接，用于所述加热装置的加热温度调控。

上述技术方案中，所述调压装置的循环水箱设有间壁式冷却组件。

水热反应系统的运行方法包括：