[发明专利]一种适用于超临界水氧化间歇运行的实验系统

说明书

本发明属于环保固废处理技术领域，公开了一种适用于超临界水氧化间歇运行的实验系统，气体氧化剂气瓶、惰性气体气瓶均连接于气体流量计的入口，气体流量计的入口前端连接第一压力表；气体流量计的出口依次连接单向阀、第一截止阀、反应系统的气体入口；单向阀和第一截止阀之间的管路连接有支路，并在支路上安装第二截止阀；反应系统设置冷却水入口和冷却水出口，冷却水入口通过水泵与冷却水水箱底部连接，冷却水出口与冷却水冷却器连接，冷却水冷却器设置于冷却水水箱上方，用于将冷却水返回冷却水水箱。本发明在保障系统长周期稳定运行的同时，实现反应系统快速升温达到反应条件，以及快速降温达到反应釜开启条件，进而提高设备利用率。

技术领域

本发明属于环保固废处理技术领域，具体的说，是涉及一种适用于超临界水氧化间歇运行的实验系统。

背景技术

超临界水是指温度和压力均高于其临界点(T＝374.2℃，P＝22.1MPa)的特殊状态的水。超临界水兼具液态和气态水的性质，介电常数近似于非极性有机溶剂，具有高的扩散系数和低的粘度。在此状态下，有机物、氧气能按最大比例与超临界水互溶，从而使非均相反应变为均相反应，大大减小了传质、传热的阻力。超临界水氧化技术(SupercriticalWater Oxidation，简称SCWO)是利用水在超临界状态下所具有的特殊性质，使有机物和氧化剂在超临界水中迅速发生氧化反应来彻底分解有机物，将其完全转化成无害的CO₂、H₂O等小分子化合物。该技术对于处理难消毁的有毒有害物质(如染料废物、制药废物、润滑剂废物、含PCBs的绝缘油、放射性混合废物、多氯联苯、易挥发性酸等)、高浓度难降解的有机废物(污泥、造纸厂料浆等)、军用毒害物质(化学武器，火箭推进剂，炸药等)具有独特的效果。

虽然超临界水氧化处理技术已经取得了很大进步，但在使用过程中由于无机盐类在超临界水中的溶解度降低而析出和反应物中的固相不溶物的沉积极易造成设备管路堵塞；部分反应区物料在加热过程中存在的分解、结焦、积碳等现象，也容易导致设备管路堵塞、换热效率降低等问题；超临界水氧化反应条件苛刻，对泵、阀等设备要求高；以及被处理物料来源、组成、物性复杂针对每种污染物的超临界水氧化处理工艺开发均需开展大量的处理效果评价实验研究和工艺条件优化研究；此外，在进行超临界水氧化设备材质筛选过程中，还需要开展大量的金属腐蚀评价实验研究。

现普遍采用的超临界水氧化反应系统主要连续式反应系统和间歇式反应系统。连续式超临界水氧化反应系统在使用过程中，由于处理物料来源、组成、物性复杂多变，在超临界水氧化技术的高温、高压苛刻的反应条件下极易引起设备磨损、腐蚀、堵塞等问题，很难保障系统的长周期稳定运行。间歇式超临界水氧化反应系统使用过程中，处理物料无需管路输送，避免了高压管线、阀门、泵等设备的使用，有利于系统的长期使用，但现有间歇式超临界水氧化反应系统在实验开始时需要花费大量的加热升温时间，才能够使反应釜内达到超临界水氧化反应所需条件，反应结束后又需要花费大量的降温时间而使反应釜达到开启条件，因此设备利用率较低。

发明内容

本发明着力解决现有超临界水氧化处理系统在使用过程中由于处理物料输送对管路、阀门、泵等设备造成伤害以及设备利用率低的技术问题，提供一种适用于超临界水氧化间歇运行的实验系统，在保障系统长周期稳定运行的同时，实现反应系统快速升温达到反应条件，以及快速降温达到反应釜开启条件，进而提高设备利用率；该实验系统可广泛用于固废超临界水氧化处理技术开发、工艺优化、处理效果评价、影响因素评价、以及金属腐蚀评价等实验研究，具有多功能性。

本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种适用于超临界水氧化间歇运行的实验系统，包括气体氧化剂气瓶(1)、惰性气体气瓶(2)、第一压力表(3)、气体流量计(4)、单向阀(5)、第一截止阀(6)、第二截止阀(7)、冷却水水箱(8)、水泵(9)、反应系统(10)、气体入口(11)、冷却水入口(12)、冷却水出口(13)、冷却水冷却器(14)；