超临界水处理装置

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一、概  述

超临界水是指温度和压力高于其临界点的稠密流体，当温度高于水的临界温度374.3℃，压力大于水的临界压力22.1Kpa时，水的性质发生了很大的变化。超临界水中的氢键几乎不存在，且具有很低的介电常数和很好的扩散传递性能。现在许多的du废物、生物污染和有机废水的处理利用传统的技术不能奏效。而超临界流体由于具有其特殊性能受到各国学者的瞩目，一些发达国家竞相开发出超临界水氧化反应装置，用于污水处理，有的已实现了工业化。我国目前大多处于实验室研究阶段，我厂生产的SCWO实验装置就是为实验室研究超临界水氧化反应而研制的一套高温、高压反应装置。

二、实验流程介绍

SCWO实验装置流程如图所示，其工作原理是：废水和双氧水分别经过高压泵，在预热器中加热到一定的温度后进入混合器，然后再进入反应管反应，达到反应时间后，再经过冷却器冷却，经背压阀降压，最后再进入气液分离器分离出气相产品和液相产品。

三、实验装置主要技术参数

系统最大工作压力：50MPa；

最大工作温度：600℃；

装置高压管路采用φ3×1㎜不锈钢管线，低压管路采用φ6×1㎜管线；

系统安装按照装置工艺流程图进行，附流程图。

四、部件的技术指标

１、有机废水釜和双氧水釜：

容积3000ml，工作压力20MPa，釜上盖可拆，

上盖上有测温孔和排气孔，釜内装气体分布器，釜体外有循环水套，通过它可用水浴对釜内介质预热（水浴用户自备）。

２、双柱塞泵：

型号2J－X3.2/50,其排量最大为3.2L/h,压力50MPa。

３、预热器：

由φ3×1mm不锈钢管线制成，总长度为：10m,可耐压50MPa，耐温600℃。

４、混合器：

实际上是一个高压的四通，分别接双氧水预热器、废水预热器、反应温度测量（T₄）和反应管，其耐压50MPa,耐温600℃。

５、反应管：

由φ3×1mm高压不锈钢管线组成，总长度为：10m，耐压50MPa，耐温600℃。

６、冷却器：

螺旋结构，内由φ3×1高压管线绕成螺旋状，外由不锈钢板卷焊而成，冷却水压不大于0.5MPa，经过冷却器冷却，保证温度能从600℃降低到100℃以下。

７、回压阀：

控制压力范围0～50MPa。

８、手动泵：

JB－Ⅲ型，工作压力50MPa，每泵容积210ml。

９、缓冲容器：

容积1000ml，压力50MPa。

10、分离器：

常压使用。

11、砂  浴：

工作温度600℃，温度范围室温～700℃，加热功率：4KW。

12、空压机：

排气量0.25m³ /h，工作压力0.8MPa。

13、压力表：

量程25MPa，精度0.4,量程60MPa, 精度0.4。

电极压力表量程60MPa。

14、温控仪：

T₁、T₂、T₃为XT－7602F   0～99.9℃ 

T₄、T₅、T₆为XT－7611F  0～800℃。

15、温度传感器：

T₁、T₂、T₃为Pt100，T₄、T₅、T₆为K。

16、单向阀：

耐压50MPa，接管外径φ3mm。

17、过滤器：

耐压50MPa，接管外径φ3mm。

18、高压阀门：

耐压50MPa，接管外径φ3mm。

19、高压三通、四通管线：

耐压50MPa，接管外径φ3mm。

20．氧气入口加累积式流量计：

量程0—30L/hr

21．测量腐蚀速率装置：

反应室体积φ20×50㎜

22．气体增压泵：

双缸  最大增压70MPa，驱动压力1MPa

五、操    作

1． 储液罐装液

打开储液罐上盖，将有机废水或双氧水分别加入各自的釜内，再将釜盖拧上。

2． 有机废水脱气

为了减少实验误差，应对有机废水釜进行有效全面的脱气，在釜内设计了气体分布器，使氮气在釜体内均匀分布上升，从而保证脱除有机溶液内的氧气，脱气时，釜体顶部放空阀应打开。

3． 储液罐预热

如果要对储液罐介质预热，可将恒温水浴外循环系统接到储液罐的预热套上，恒温水浴用户自备，预热温度可通过T₁、T₂测量。

4． 2J-X3.2/50双柱塞泵的操作详见泵说明书。通过极点压力设定上限，可控制泵压过载。

5． 空压机的操作详见空压机使用说明书。

6． 砂浴的加热与控制

a) 先打开空压机，调节好气流量，向砂浴吹气；

b).打开砂浴加热开关；

c).用T₆温控仪设定砂浴加热温度，温控仪使用方法详见温控仪使用说明；

d).T₄温控仪用来测量反应温度，T₅温控仪及来测量砂浴内砂子温度；

e).空压机吹气目的有二，一是将电热管的热量带到砂浴内，二是搅拌砂子使砂浴内温度均匀。

7． 冷却器

    将冷却器接到有阀门控制的自来水源上，调节进水量，确保T₃测量温度低于100℃。

8． 反应压力的控制

    反应压力通过顶部加载式回压阀来控制，顶部控制压力可由手动泵加压实现，为保证控制精度，可预先在缓冲容器内加一定压力的气体，然后用手动泵打水增压气，到控制压力。

9． 气体增压泵的使用详见气体增压泵的使用说明

使用气体增压泵时，打双氧水柱塞泵的泵头必须调至零，以防泵头过压