CN104709998A - 一种超临界水氧化小型反应系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超临界水氧化小型反应系统，它包括气体增压单元、燃料增压单元、物料增压单元、脱盐水供应单元、反应器单元和气液分离单元；反应器单元包括反应器及分布于反应器内部的一组温度传感器；气体增压单元包括氧气增压单元；燃料增压单元包括通过燃料通路连接的燃料罐、燃料高压泵和燃料加热器；物料增压单元包括通过物料通路连接的物料储罐、物料高压泵和物料加热器；脱盐水供应单元包括脱盐水储罐及分别与脱盐水储罐连接的一组计量泵和一冷却水高压泵；气液分离单元包括液体排出通路及气液分离器。本发明还涉及一种超临界水氧化小型反应系统控制方法。本发明能够模拟超临界水氧化反应苛刻条件下发生的物化反应，改善实验环境。

Description

一种超临界水氧化小型反应系统及其控制方法

技术领域

本发明属于环境保护领域，涉及利用超临界水作为介质，氧气或者双氧水作为氧化剂，对高浓度含盐难生化降解有机废水/城市污泥/人体废物等有机物废物进行无害化处理和资源化回收利用，特别是一种超临界水氧化小型反应系统及其控制方法。

背景技术

传统的污水处理技术有：物化处理技术、化学处理技术以及生物处理技术。物化法常作为一种预处理的手段应用于污水处理；化学处理技术也常常作为生化处理的预处理方法使用；较为普遍采用的处理方法基本上为生物法，但是难降解有机物的去除、水体的富营养化、高浓度高COD工业废水、微污染水源的治理等都是生物处理技术已面临的难题。近年来，膜生物反应器及反渗透在污水处理中应用越来越广泛。但是由于膜产品成本高、寿命短、易受污染、处理不彻底造成二次污染等原因，致使该技术在发展过程中面临着阻碍及推广应用的难题。总体来说，目前污水处理技术存在的主要问题是：(1)根据废水种类和水质特征，需要不同类型的处理方法；(2)过程中可回收的经济价值不高，造成了资源和能源的浪费；(3)污水特别是有些难处理有机废水处理费用很高；(4)处理不彻底，会造成二次污染。因此，需要寻求一种更适合的污水综合处理系统。

超临界水氧化(SCWO)技术最早是在20世纪80年代中期由美国学者Modell提出的一项能完全地、彻底地将有机物结构破坏的深度氧化技术。美国国家关键技术所列的六大领域之一“能源与环境”中指出，最有前途的废物处理技术是SCWO法。

超临界水(Supercritical Water，简称SCW)是指温度超过374.15℃，压力超过22.12Mpa的特殊状态的水，该条件下水的介电系数大大降低，氧气和多种有机物质在水体系中形成均一相，消除传质阻力，使本来发生在液相、固相、气相之间的多相反应转化为在SCW中的均相氧化反应，反应速率更快，停留时间更短。而且大多不需使用催化剂，氧化效率很高，大部分有机物的去除率可达99％以上。另外，无机组分与盐类在SCW中溶解度很低，几乎可以完全沉淀析出，使反应过程中盐的分离变得容易。当有机物浓度在2wt％以上时，就可依靠反应过程中自身的氧化放热来维持反应所需的温度，不需要外界供热，多余的热能可以回收。由于反应在封闭的环境下进行，符合全封闭处理的要求。反应温度远低于焚烧，且无二次污染物的产生。

但是由于超临界水氧化反应的苛刻的条件374.15℃，22.12Mpa，很多工艺难以保持平稳的运行，所以很多工艺中对废水和氧化剂流体进行预热到超临界条件进入反应器，这样在预热阶段出现的盐类沉淀引起的管路堵塞问题和材料腐蚀问题大大制约了该技术的发展。

发明内容

针对现有污水处理技术存在的问题，本发明提供一种能够模拟超临界水氧化反应的苛刻的条件下发生的物化反应，改善实验环境的超临界水氧化小型反应系统，以及实现该超临界水氧化小型反应系统的控制方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种超临界水氧化小型反应系统，其特征在于：它包括气体增压单元、燃料增压单元、物料增压单元、脱盐水供应单元、反应器单元和气液分离单元：

所述反应器单元包括反应器及分布于反应器内部的一组温度传感器；

所述气体增压单元包括氧气增压单元，所述氧气增压单元包括通过气路连接的气体增压泵、氧气储罐、氧化剂加热器，所述氧化剂加热器的出气口通过气路连接所述反应器的氧气入口，在所述气路上设置控制阀；

所述燃料增压单元包括通过燃料通路连接的燃料罐、燃料高压泵和燃料加热器，所述燃料加热器的出口连接所述反应器的燃料入口；

所述物料增压单元包括通过物料通路连接的物料储罐、物料高压泵和物料加热器，所述物料加热器的出口连接所述反应器的物料入口；

所述脱盐水供应单元包括脱盐水储罐，及分别与所述脱盐水储罐连接的一组计量泵和一冷却水高压泵；所述计量泵的出口通过脱盐水加热器连接所述反应器的蒸发壁水入口，所述冷却水高压泵的出口连接反应器下部的冷却水入口；

所述气液分离单元包括液体排出通路及气液分离器，所述反应器底部的液体排出口经液体排出通路连接气液分离器。

所述气体增压单元还包括氮气增压单元，所述氮气增压单元包括氮气储罐，氮气通过所述气体增压泵进入氮气储罐，所述氮气储罐连接所述氧化剂加热器。

所述气体增压单元还包括与所述气体增压泵连接的空气增压单元，为氧气增压单元提供压缩空气。

所述的脱盐水储罐的脱盐水出口还通过输送管路及切换阀连接至所述燃料通路和物料通路。

所述的反应器内部的一组温度传感器采用纵向多点测量和径向阶梯式测量方式布置。

所述反应器为超临界水反应器，包括筒体、燃烧器、蒸发壁；所述筒体内部同心设置蒸发壁，所述蒸发壁与筒体之间形成沿筒体轴向分布的多级环状的封闭的狭隙，每个所述狭隙在筒体上开有蒸发壁水入口，经由所述蒸发壁水入口通入的液体能够通过所述蒸发壁渗入，在蒸发壁内表面形成水膜；所述燃烧器自筒体顶部伸入，所述燃烧器的燃烧嘴位于筒体内。

所述氧化剂加热器与所述反应器之间的气路上设置安全阀，所述液体排出通路上设置压力传感器及背压阀。

一种对如权利要求1-7所述的新型超临界水氧化小型反应系统进行控制的新型超临界水氧化小型反应系统控制方法，其步骤包括：

⑴、通过气路通入氧气，同时启动连通所述气路的气体增压泵及脱盐水供应单元的一组计量泵；控制反应器液体排出通路上背压阀的开度，将系统压力逐步增到预设压力；

⑵、将燃料通路和物料通路通过换阀切换为脱盐水，启动燃料高压泵和物料高压泵，设定燃料加热器、物料加热器、氧化剂加热器和脱盐水加热器的温度；

⑶、待系统压力、温度稳定后，通过切换阀将所述燃料通路切换为燃料，将所述物料通路切换为物料，并停止物料加热器加热。

所述步骤⑴中，首先将氮气通入所述气路中对系统进行吹扫，主要吹扫部分包括氧气储罐、氧化剂加热器、超临界水反应器和气液分离器。

所述步骤⑵中，将所述燃料加热器的温度设定为450℃，所述物料加热器的温度设定为300℃，所述氧化剂加热器的温度设定为450℃，所述脱盐水加热器的温度设定为200～300℃。

还包括停机步骤：反应完成后，关闭所述氧化剂加热器、燃料加热器及脱盐水加热器，将气体回路切换为氮气；同时将所述燃料通路和物料通路通过切换阀切换为脱盐水，检测反应器中心温度和反应器出口温度；当温度均降至常温后，关闭气体总阀，气体增压泵、燃料高压泵、物料高压泵、脱盐水高压泵，系统整体停机。

还包括系统压力控制，反应器底部流体温度在设定温度范围时的压力控制为：反应器的压力通过反应器背压阀和压力传感器对压力进行双重监控，当采集系统连续三次采集到压力传感器的压力高于设定值时，增大反应器背压阀的开度；当数据采集系统连续三次采集到压力低于设定值时，减小反应器背压阀的开度；当压力超过反应器的最大工作压力时，反应器顶部的安全阀打开，系统紧急停机，关闭气体总阀，关闭所有液体高压泵。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明的超临界水氧化小型反应系统，气体增压系统采用高压APS和气体高压储罐来控制气体增压泵的启停，增加了气体增压泵的使用寿命，同时节省了驱动空气用空气压缩机的能耗；用于吹扫系统的氮气和氧化剂共用同一个增压泵，这样节省了系统成本，另外使用常闭式气动阀切换氮气和氧化剂通路，快速且安全。

2、本发明的超临界水氧化小型反应系统，加热器温度的控制，采用多点温度测量，PID温度控制，确保了温度的精确控制。

3、本发明的超临界水氧化小型反应系统，反应器温度的测量通过纵向多点测量和径向阶梯式测量的方法，构建反应温度场模型，并与反应器的各进料通路的加热器进行闭环调节，精确测量并控制反应器温度，根据进料的不同，热值不同，合理调节反应器的点火温度、灭火温度和稳定运行温度。另外反应器出后通路上设置有温度传感器，该温度传感器与高压冷却水泵联动，当温度高于设定值时冷却水泵由小到大增大流量，当温度低于设定值时，逐步减小高压冷却水泵的流量。

4、本发明的超临界水氧化小型反应系统，系统压力控制：反应器底部出口设置压力传感器和背压阀，对压力进行双重监控。

5、本发明的超临界水氧化小型反应系统，系统加热器之后的管路均提供保温，且采用管道伴热，当温度传感器检测到相应位置温度降低时伴热带功率增大，增大伴热温度；反之，当温度升高时，降低伴热带功率同时，电加热器功率自调节，确保进入反应器的各路流体温度恒定。

6、本发明的超临界水氧化小型反应系统及其控制方法，有效解决超临界水氧化工艺温度、压力不易控制的问题，能够实现超临界水氧化反应系统的安全可靠运行。

附图说明

图1为本发明的系统流程图；

图2为本发明的反应器的温度传感器的布置结构示意图；

图3为本发明的反应器的结构示意图。

附图标记

1-空气压缩机，2-氧气、氮气增压机，3-燃料高压泵，4-物料高压泵，5-第一柱塞计量泵，6-第二柱塞计量泵，7-第三柱塞计量泵，8-冷却水高压泵，10-燃料罐，11-物料储罐，12-脱盐水储罐，13-氮气储罐，14-氧气储罐,15-反应器，16-气液分离器，17-氧化剂加热器，18-燃料加热器，19-物料加热器，20-脱盐水加热器，21-物料入口，22-狭隙，23-蒸发壁水入口，24-冷却水入口，25-筒体，26-燃料入口，27-燃烧器，28-蒸发壁，29-液体排出口，30-物料入口，31-氧化剂入口；

100-高压APS，101-第一氮气阀，102-第一氧气阀，103-第一切换阀，104-第二切换阀，105-第二氮气阀，106-第三氮气阀，107-第二氧气阀，108-第三氧气阀，109-气体总阀，110-第一质量流量控制器，111-第二质量流量控制器，112-反应器背压阀，113-安全阀，114-气液分离器背压阀，115-液体控制阀；

200-燃料高液位，201-燃料低液位，202-物料高液位，203-物料低液位，204-脱盐水高液位，205-脱盐水低液位，206-气液分离器高液位，207-气液分离器低液位；

301-高压温度指示报警控制器TIACH(1)，302-高压温度指示报警控制器TIACH(2)，

303-高压温度指示报警控制器TIACH(3)，304-高压温度指示报警控制器TIACH(4)；

401-温度传感器TIC(1)，402-温度传感器TIC(2)，403-温度传感器TIC(3)，

404-温度传感器TIC(4)，405-温度传感器TIC(5)，406-温度传感器TIC(6)，

407-温度传感器TIC(7)，408-温度传感器TIC(8)，409-温度传感器TIC(9)，

410-温度传感器TIC(10)，411-温度传感器TIC(11)，412-温度传感器TIC(12)，

413-温度传感器TIC(13)，414-温度传感器TIC(14)，415-温度传感器TIC(15)，

416-温度传感器TIC(16)，417-温度传感器TIC(17)，418-温度传感器TIC(18)，

419-温度传感器TIC(19)，420-温度传感器TIC(20)，421-温度传感器TIC(11)，

422-温度传感器TIC(22)，423-温度传感器TIC(23)；

501-压力传感器PIC(1)。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种超临界水氧化小型反应系统，该反应系统包括：

⑴气体增压单元：由空气增压单元、氮气增压单元及氧气增压单元构成，空气增压单元包括空气通路及空气压缩机1，为氮气增压单元及氧气增压单元提供压缩空气，空气通路上还连接高压APS控制阀100，空气体通路向空气压缩机1的空气驱动端及高压APS控制阀100的ART端提供空气。

氮气增压单元包括氮气通路及与其连接的气体增压泵、氮气储罐13及控制阀，为反应器提供高压吹扫用氮气；氧气增压单元包括氧气通路及与其连接的气体增压泵、氧气储罐14、氧化剂加热器17及控制阀，为反应器提供物料混合用高压氧气及燃料混合用高压高温氧气。具体连接结构为：氧气通路和氮气通路共用气体增压泵2，氮气通路上设置有第一氮气阀101，第二氮气阀105，第三氮气阀106；氧气通路设置有第一氧气阀102，第二氧气阀107，第三氧气阀108；在气体增压泵将气体增压后，氮气进入氮气储罐13，氧气进入氧气储罐14，气体的总体控制由气体总阀109控制。在系统运行过程中，氧气经气体总阀后分为两条通路，一条通路经的第一质量流量控制器110控制气体流量后，再通过氧化剂加热器17加热后进入反应器与燃料混合；另一条通路由第二质量流量控制器111检测控制流量后进入反应器与物料混合。

⑵燃料增压单元：包括燃料通路、燃料罐10、燃料高压泵3、燃料加热器18，燃料通路依次连接燃料罐、燃料高压泵及燃料加热器后连接至反应器的燃料入口26；

燃料罐设置有燃料高液位检测机构200，燃料低液位检测机构201。

⑶物料增压单元：包括物料通路、物料储罐11、物料高压泵4、物料加热器19，物料通路依次连接物料储罐、物料高压泵及物料加热器后连接至反应器物料入口30；

物料储罐设置有物料高液位检测机构202、物料低液位检测机构203。

⑷脱盐水供应单元：包括脱盐水通路、脱盐水储罐12、一组柱塞计量泵及冷却水高压泵，脱盐水通路经脱盐水储罐12后分别连接多个柱塞计量泵及冷却水高压泵8，柱塞计量泵连接至脱盐水加热器20后连接至反应器的蒸发壁水入口23，冷却水高压泵8连接至反应器冷却水入口24，具体结构为：脱盐水通路经分流排分成四路，前三路脱盐水经第一柱塞计量泵5，第二柱塞计量泵6，第三柱塞计量泵7增压后进入脱盐水加热器20，第四路脱盐水经冷却水高压泵8调节流量及压力为反应器下部冷却水入口24提供冷却用水。

脱盐水储罐的脱盐水出口还通过输送管路及切换阀连接至燃料通路及物料通路。

脱盐水储罐设置有脱盐水高液位检测机构204，脱盐水低液位检测机构205。

⑸反应器单元：包括反应器及分布于反应器内部的一组温度传感器；

反应器为超临界水反应器，包括筒体25、燃烧器27、蒸发壁28；所述筒体内部同心设置蒸发壁，所述蒸发壁与筒体之间形成沿筒体轴向分布的多级环状的封闭的狭隙22，每个所述狭隙在筒体上开有蒸发壁水入口23和冷却水入口24，经由蒸发壁水入口23和冷却水入口24通入的液体能够通过所述蒸发壁渗入，在蒸发壁内表面形成水膜；燃烧器自筒体顶部伸入，所述燃烧器的燃烧嘴位于筒体内，蒸发壁由多孔材料制成，所述液体为亚临界水。筒体上部制有物料入口30，燃烧器制有燃料入口26，以及氧气入口21、31，筒体底部制有液体排出口29。

反应器内部的一组温度传感器采用纵向多点测量和径向阶梯式测量方式布置。

该一组温度传感器的布置方式为：反应器内部温度直接测量由温度传感器TIC(4～23)测量，其中

温度传感器TIC(4)404设置于燃料入口26处，测量燃料入口处的温度；

温度传感器TIC(5)405设置于反应器内的点火中心位置，测量点火中心温度；

温度传感器TIC(6)406、温度传感器TIC(7)407、温度传感器TIC(8)408、温度传感器TIC(9)409径向阶梯式设置于反应器的蒸发器上部，测量反应器蒸发壁上部P1(图中未标出)的径向阶梯温度，即以P1位置的中心点为原点，反应器蒸发壁半径为r，温度传感器TIC(6)、TIC(7)、TIC(8)、TIC(9)分别测量r、2/3r、1/3r及原点处的温度；

同理，温度传感器TIC(10)410，温度传感器TIC(11)411，温度传感器TIC(12)412，温度传感器TIC(13)413径向阶梯式设置于反应器的蒸发器中部，测量反应器蒸发壁中部P2(图中未标出)的径向阶梯温度；

温度传感器TIC(14)414，温度传感器TIC(15)415，温度传感器TIC(16)416，温度传感器TIC(17)417，径向阶梯式设置于反应器的蒸发器下部，测量反应器蒸发壁下部P3(图中未标出)的径向阶梯温度；

温度传感器TIC(18)418设置于反应器内的燃料入口26位置，测量物料入口的温度；

温度传感器TIC(19)419设置于物料入口30处，测量燃料入口温度；

温度传感器TIC(20)420设置于氧化剂入口处，测量氧化剂入口31的温度；

温度传感器TIC(21)421测量第二路蒸发壁水入口温度；

温度传感器TIC(22)422测量第三路蒸发壁水入口温度；

温度传感器TIC(23)423测量冷却水入口温度。

⑹、气液分离单元：包括液体排出通路及气液分离器16，反应器15底部的液体排出口经液体排出通路连接气液分离器。

气液分离器收集来自反应器底部释放的流体，流体中混合有20％左右的CO₂和O₂，经气液分离器后，分别进行气体采样和液体采样分析。气液分离器设置有气液分离器高液位检测机构206、气液分离器低液位检测机构207。气液分离装置通过液位来控制液体的排出，即当气液分离器高液位有效时液体控制阀115打开，当气液分离器低液位有效时，液体控制阀115关闭；气液分离装置通过气液分离器背压阀114来控制气体的排出。

与反应器连接的氧气通路上设置有安全阀113，液体排出通路上设置有压力传感器PIC(1)501及反应器背压阀112。反应器的压力控制反应器背压阀113控制，另外压力传感器PIC(1)监控系统总体压力，设置压力高限和压力低限；当系统压力超过最高限度时，安全阀113放开，系统紧急停车。

氧化剂加热器后的氧气通路、燃料加热器后的燃料通路、物料加热器后的物料通路、脱盐水加热器后的脱盐水通路上均设置有伴热机构。

氧化剂加热器、燃料加热器、物料加热器、脱盐水加热器分别设置有-高压温度指示报警控制器TIACH(1)301，高压温度指示报警控制器TIACH(2)302，高压温度指示报警控制器TIACH(3)303，高压温度指示报警控制器TIACH(4)304。

一种新型超临界水氧化小型反应系统的控制方法，该方法的步骤为：

⑴、将空气增压单元的空气压缩机1打开，打开氮气增压单元的控制阀第一氮气阀101、第二氮气阀105、第三氮气阀106，使用氮气对系统进行吹扫，主要吹扫部分包括气体管路、氧气储罐、氮气储罐、氧化剂加热器、超临界水反应器和气液分离器。

⑵、将氮气增压单元的控制阀关闭，并打开氧气增压单元的控制阀，第一氧气阀102、第二氧气阀107、第三氧气阀108、气体总阀109开启，同时启动空气压缩机1、氧气增压单元的增压泵2及脱盐水供应单元的第一柱塞计量泵5、第二柱塞计量泵6、第三柱塞计量泵7；控制反应器的背压阀112开度，将系统压力逐步增压到25MPa，2MPa/step。

⑶、将燃料通路和物料通路通过第一切换阀103和第二切换阀104切换为脱盐水，启动燃料高压泵3和物料高压泵4，将燃料加热器18的温度设定为450℃，物料加热器19的温度设定为300℃，氧化剂加热器17的温度设定为450℃，脱盐水加热器20的温度设定为200～300℃，在此过程中通过氧气通路上的一质量流量控制器110和第二质量流量控制器111来调节氧气通路的流量。

⑷、待系统压力、温度稳定后，通过第一切换阀103和第二切换阀104将燃料通路切换为甲醇水溶液，将物料通路切换为有机废水，并停止物料加热器加热。

⑸、还包括停机步骤：反应完成后，关闭氧化剂加热器17、燃料加热器18及脱盐水加热器20，将气体回路切换为氮气，即关闭第一氧气阀102、第二氧气阀107和第三氧气阀108，开启第一氮气阀101、第二氮气阀105和第三氮气阀106；同时将燃料通路和物料通路通过通过第一切换阀103和第二切换阀104切换为脱盐水，检测反应器中心温度TIC(5)和反应器出口温度TIC(3)，温度均降至常温，关闭气体总阀109，空气压缩机1、气体增压泵2、燃料高压泵3、物料高压泵4、第一柱塞计量泵5、第二柱塞计量泵6、第三柱塞计量泵7及冷却水高压泵8停止运行，系统整体停机。

⑹、还包括系统压力控制，在系统运行过程中，保证系统安全可靠而又稳定的运行，保证反应条件(温度和压力)，反应器进行多点温度检测TIC(4～23)，且系统管路上的所有加热器的温度均为PID自调节，温度监控实现全面自动化运行，因此在运行过程中主要监控压力变化。

反应器底部流体温度在设定温度范围时的压力控制如下。

反应器的压力通过反应器背压阀112和压力传感器PIC(1)501，对压力进行双重监控。当采集系统连续三次采集到压力传感器PIC(1)的压力高于设定值时，增大反应器背压阀112的开度；当数据采集系统连续三次采集到压力低于设定值时，减小反应器背压阀112的开度；当压力超过反应器15的最大工作压力时，反应器顶部的安全阀113打开，系统紧急停机，关闭气体总阀109，关闭所有液体高压泵。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (12)

1.一种超临界水氧化小型反应系统，其特征在于：它包括气体增压单元、燃料增压单元、物料增压单元、脱盐水供应单元、反应器单元和气液分离单元：

所述反应器单元包括反应器及分布于反应器内部的一组温度传感器；

所述气体增压单元包括氧气增压单元，所述氧气增压单元包括通过气路连接的气体增压泵、氧气储罐、氧化剂加热器，所述氧化剂加热器的出气口通过气路连接所述反应器的氧气入口，在所述气路上设置控制阀；

所述燃料增压单元包括通过燃料通路连接的燃料罐、燃料高压泵和燃料加热器，所述燃料加热器的出口连接所述反应器的燃料入口；

所述物料增压单元包括通过物料通路连接的物料储罐、物料高压泵和物料加热器，所述物料加热器的出口连接所述反应器的物料入口；

所述脱盐水供应单元包括脱盐水储罐，及分别与所述脱盐水储罐连接的一组计量泵和一冷却水高压泵；所述计量泵的出口通过脱盐水加热器连接所述反应器的蒸发壁水入口，所述冷却水高压泵的出口连接反应器下部的冷却水入口；

所述气液分离单元包括液体排出通路及气液分离器，所述反应器底部的液体排出口经液体排出通路连接气液分离器。

2.如权利要求1所述的一种超临界水氧化小型反应系统，其特征在于：所述气体增压单元还包括氮气增压单元，所述氮气增压单元包括氮气储罐，氮气通过所述气体增压泵进入氮气储罐，所述氮气储罐连接所述氧化剂加热器。

3.如权利要求1或2所述的一种超临界水氧化小型反应系统，其特征在于：所述气体增压单元还包括与所述气体增压泵连接的空气增压单元，为氧气增压单元提供压缩空气。

4.根据权利要求1所述的超临界水氧化小型反应系统，其特征在于：所述的脱盐水储罐的脱盐水出口还通过输送管路及切换阀连接至所述燃料通路和物料通路。

5.根据权利要求1或2或4所述的超临界水氧化小型反应系统，其特征在于：所述的反应器内部的一组温度传感器采用纵向多点测量和径向阶梯式测量方式布置。

6.根据权利要求1或2或4所述的超临界水氧化小型反应系统，其特征在于：所述反应器为超临界水反应器，包括筒体、燃烧器、蒸发壁；所述筒体内部同心设置蒸发壁，所述蒸发壁与筒体之间形成沿筒体轴向分布的多级环状的封闭的狭隙，每个所述狭隙在筒体上开有蒸发壁水入口，经由所述蒸发壁水入口通入的液体能够通过所述蒸发壁渗入，在蒸发壁内表面形成水膜；所述燃烧器自筒体顶部伸入，所述燃烧器的燃烧嘴位于筒体内。

7.根据权利要求1所述的超临界水氧化小型反应系统，其特征在于：所述氧化剂加热器与所述反应器之间的气路上设置安全阀，所述液体排出通路上设置压力传感器及背压阀。

8.一种对如权利要求1-7所述的新型超临界水氧化小型反应系统进行控制的新型超临界水氧化小型反应系统控制方法，其步骤包括：

⑴、通过气路通入氧气，同时启动连通所述气路的气体增压泵及脱盐水供应单元的一组计量泵；控制反应器液体排出通路上背压阀的开度，将系统压力逐步增到预设压力；

⑵、将燃料通路和物料通路通过换阀切换为脱盐水，启动燃料高压泵和物料高压泵，设定燃料加热器、物料加热器、氧化剂加热器和脱盐水加热器的温度；

⑶、待系统压力、温度稳定后，通过切换阀将所述燃料通路切换为燃料，将所述物料通路切换为物料，并停止物料加热器加热。

9.根据权利要求8所述的新型超临界水氧化小型反应系统的控制方法，其特征在于：所述步骤⑴中，首先将氮气通入所述气路中对系统进行吹扫，主要吹扫部分包括氧气储罐、氧化剂加热器、超临界水反应器和气液分离器。

10.根据权利要求8所述的新型超临界水氧化小型反应系统的控制方法，其特征在于：所述步骤,⑵中，将所述燃料加热器的温度设定为450℃，所述物料加热器的温度设定为300℃，所述氧化剂加热器的温度设定为450℃，所述脱盐水加热器的温度设定为200～300℃。

11.根据权利要求9所述的新型超临界水氧化小型反应系统的控制方法，其特征在于：还包括停机步骤：反应完成后，关闭所述氧化剂加热器、燃料加热器及脱盐水加热器，将气体回路切换为氮气；同时将所述燃料通路和物料通路通过切换阀切换为脱盐水，检测反应器中心温度和反应器出口温度；当温度均降至常温后，关闭气体总阀，气体增压泵、燃料高压泵、物料高压泵、脱盐水高压泵，系统整体停机。

12.根据权利要求10所述的新型超临界水氧化小型反应系统的控制方法，其特征在于：还包括系统压力控制，反应器底部流体温度在设定温度范围时的压力控制为：反应器的压力通过反应器背压阀和压力传感器对压力进行双重监控，当采集系统连续三次采集到压力传感器的压力高于设定值时，增大反应器背压阀的开度；当数据采集系统连续三次采集到压力低于设定值时，减小反应器背压阀的开度；当压力超过反应器的最大工作压力时，反应器顶部的安全阀打开，系统紧急停机，关闭气体总阀，关闭所有液体高压泵。