超临界连续流反应装置

超临界连续流反应装置

主要技术参数

本套装置为连续流反应装置，实验时先用水泵将水送入系统进行升压，压力稳定后，启动预热器和反应器的加热装置对水进行加热，直至达到设定温度。然后用进料系统将物料通过活塞式加料器送入混合器按所需比例与水混合。混合均匀的物料送入预热器进行预热，预热后进入反应器反应。从反应器流出的流体经过冷却、过滤、降压、分离后，进行气体和液体产物的收集和分析。
本套装置基本的设计理念是安全、科学、严谨及人性化，整套装置在设计方面考虑到方方面面可能发生的安全问题，从操作人员的角度出发，确保装置操作及运行的安全性；同时科学、合理的仪控设计，能够准确的控制反应温度、压力和时间，把整个反应系统能够*的整合在一起，使反应能够顺利的进行，在比较关键的点都设有联锁报警，以免操作不当或其它原因造成设备的损坏或发生事故，确保设备及操作人员的安全；因为装置反应中会有氢气产生，所以在设计中尤其注意各部分的密封性，保证密封良好；设计中还考虑了装置操作、维修及护理的方便性，使整套装置操作起来更简单、方便、得心应手。
3.2装置组成描述
全套装置主要包含进料系统、预热系统、混合器、恒温反应器、冷却器、过滤及降压装置、气液分离取样装置、清洗系统和控制系统。
3.3 装置性能描述
3.3.1 进料系统
进料系统由料槽和两个并联的加料器组成，加料器由一个柱形筒体和一个移动式活塞构成，通过加料器上四个阀门开关的配合，可以使一个加料器通过氮气挤压料槽进料，而另一个加料器维持超临界气化反应。由程序控制切换过程，实现总体上的连续反应。
进料系统能够确保系统各部分具有良好的密封性，阀门开闭流畅。
3.3.2 预热系统
预热器位于混合器与进料系统之间，以实现物料的快速升温，达到或接近所需反应温度，现行的设计在使用电加热的同时，回收利用下游冷却装置释放的热量对预热器进行加热。预热系统能够确保快速加热升温的实现，以j确控制反应时间，同时防止在低于反应温度下生成其他易结渣的中间产物。
3.3.3 混合器
 混合器用于按所需比例混合水及藻浆，合理的结构设计能够保证藻浆与水的快速混合。在混合器内部设有加热螺旋形盘管，利用反应后物料的余热来加热物料和水的混合物；在混合器外包有保温层，使其保温性能良好，减少热损失。
3.3.4 恒温反应器
反应器中恒温段运行温度为400℃，压力为35MPa，内径2cm，恒温段加热长度15m左右，流量约为5L/h。
设计从科学、合理、安全及人性化四方面着手，恒温段能够保证各段压力、温度参数的准确测量，良好的保温及准确的温度控制；同时反应器内部结构的设计能够确保管内传热及流动良好；在发生结渣、堵塞、传热恶化等故障时，具有连锁报警，能确保安全；便于清洗和维修。同时在设计中考虑到反应中会有少量氢气生成的因素，以确保安全。
3.3.5 冷却器
冷却器是产品与水换热，实现物料的快速降温，采用合理的设计，增加散热面积，提高热利用率。
3.3.6 过滤及降压系统
反应物料经过过滤装置获得固相产物，两个并联的过滤器交替使用以实现反应的连续进行，然后通过自立式减压阀降压。
降压及过滤装置应保证固体产物的有效分离，两个过滤器用压差仪实时在线监测滤筒的情况，能够确保滤筒切换及时、流畅。
3.3.7 气液分离、取样系统
气液分离采用旋风分离装置，能保证气体与液体的有效分离，同时能确保气体、液体所取样品的代表性。
3.3.8 清洗系统
系统由一个冲洗泵从水槽抽水，把水升到一定压力，对反应装置进行清洗，确保在需要时能有效地清洗整个反应装置。
3.4系统控制原理
连续流反应装置采用独立的上位机控制模式，控制过程为上位机组态—PLC—仪表；现场各参数由仪表就地显示，数据进入PLC，经PLC转化处理后的数据传入上位机，上位机处于监控状态，给PLC提供丰富的模拟量信号；PLC根据现场仪表信号和上位机信号作出相关控制指令：如启动加热、阀门开闭等。上位机组态可对所有设备实行实时运行监控，对各项数据实时采集并编制实验（生产）报表，并可对历史数据进行查询。采用仪表就地显示，数据由仪表传送。仪表自带通讯模块，采用RS485标准通讯协议与PLC进行通讯，数据采集频率高、信息交换量大；仪表只测不控，采用PLC控制，避免仪表死机后控制程序失控引起的连锁反应。
整个控制柜主要包括了PLC、温度、数字显示仪表，加热控制器等等（上位机可选），主要针对反应过程中的各个控制点的情况进行表征反映，其中可根据客户需要设计控制点数量及位置。