[发明专利]一种亚/超临界水中无机盐结晶-沉积测试系统及方法

权利要求书

1.一种基于亚超临界水中无机盐结晶-沉积测试系统的测试方法，所述亚/超临界水中无机盐结晶-沉积测试系统包括：

预热单元，用于分别预热水和盐溶液，包括储水罐(1)、水泵(2)、预热器一(3)、盐溶液罐(4)、盐溶液泵(5)和预热器二(6)，储水罐(1)出口和水泵(2)入口相连，水泵(2)出口和预热器一(3)入口相连，盐溶液罐(4)出口和盐溶液泵(5)入口相连，盐溶液泵(5)出口和预热器二(6)入口相连；

测试单元，包括内置盘管(73)的高压反应釜(7)，预热后的水连接盘管(73)的入口，预热后的盐溶液连接高压反应釜入口(71)，高压反应釜入口(71)开在高压反应釜(7)的釜盖上，高压反应釜(7)中位于高压反应釜入口(71)末端设置有试样块(72)，高压反应釜(7)中还设置有搅拌器(77)和用于安装温度计的温度计套管(74)，釜盖上还设置有高压反应釜出口(76)和用于安装压力计的压力计接口(75)；

反应后处理单元，包括连接所述高压反应釜出口(76)的盐溶液过滤冷却降压取样管线和连接所述盘管(73)出口的水冷却降压管线，沿流动方向，所述盐溶液过滤冷却降压取样管线上依次设置有过滤器(8)、冷却器二(11)、背压阀二(V6)和并联的收集罐(12)与取样瓶(13)；所述水冷却降压管线上依次设置有冷却器一(9)、背压阀一(V5)和废液罐(10)，所述预热器二(6)与高压反应釜入口(71)之间设有截止阀二(V2)，所述过滤器(8)与冷却器二(11)之间设有截止阀四(V4)，所述冷却器二(11)与预热后的盐溶液之间设有一条旁路，旁路的入口位于截止阀二(V2)之前，出口位于截止阀四(V4)之后，且该旁路上设有截止阀一(V1)与截止阀三(V3)，截止阀一(V1)靠近预热器二(6)，截止阀三(V3)靠近冷却器二(11)；

其特征在于，测试方法包括以下步骤：

步骤1)，盐溶液罐(4)中的盐溶液经过盐溶液泵(5)升压打入预热器二(6)中预热，然后经过高压反应釜入口(71)流入高压反应釜(7)内；

步骤2)，储水罐(1)中的水经过水泵(2)升压打入预热器一(3)中预热，然后流入盘管(73)中对步骤1)中的盐溶液形成温度可控的冷壁或热壁；

步骤3)，步骤1)中经过加压升温后的盐溶液达到亚临界或超临界状态，从高压反应釜入口(71)流出喷射在试样块(72)上结晶或沉积；高压反应釜(7)内的盐溶液同时在冷壁或热壁的影响下，在盘管(73)表面发生不同的无机盐结晶、沉积过程，并形成结晶、沉积颗粒；在该过程中启动搅拌器(77)，对盐溶液形成湍流扰动；

步骤4)，经步骤3)后的盐溶液流出高压反应釜(7)，经过过滤器(8)过滤后进入冷却器二(11)中冷却，再进入背压阀二(V6)中降压，然后进入取样瓶(13)中取样测试或流入收集罐(12)；

步骤5)，步骤2)中盘管(73)中的水流入冷却器一(9)中冷却，进入背压阀一(V5)中降压，然后进入废液罐(10)中；

步骤6)，实验结束后，暂时关闭盐溶液泵(5)、预热器一(3)和预热器二(6)，关闭截止阀二(V2)，逐渐缓慢旋开背压阀二(V6)，对高压反应釜(7)进行泄压操作，步骤4)中盐溶液全部流出高压反应釜(7)后，关闭截止阀四(V4)，打开截止阀一(V1)和截止阀三(V3)，重启盐溶液泵(5)继续向管路中泵入冷的盐溶液冷却管路，到降温至80℃以下时停止。

2.根据权利要求1所述测试方法，其特征在于，所述背压阀二(V6)与收集罐(12)之间设有截止阀五(V7)，截止阀五(V7)之前设有一支路，支路上依次设有截止阀六(V8)和取样罐(13)。

3.根据权利要求1所述测试方法，其特征在于，所述高压反应釜入口(71)的始端位于釜盖顶部位置，末端位于釜盖底面位置，高压反应釜出口(76)的始端位于高压反应釜内底部位置，所述温度计套管(74)内设有温度计，压力计接口(75)连接压力计，搅拌器(77)位于釜体的轴线位置并贯穿整个釜体。

4.根据权利要求1所述测试方法，其特征在于，所述盘管(73)安装于高压反应釜(7)的釜盖上，其轴心与高压反应釜(7)同轴，其进出口贯穿釜盖，分别与预热器一(3)和冷却器一(9)相连。

5.根据权利要求1所述测试方法，其特征在于，所述预热器一(3)和预热器二(6)为管式电加热，冷却器一(9)和冷却器二(11)为螺旋盘管式或列管式换热器，水泵(2)和盐溶液泵(5)是高压计量泵。