CN105347460A - 一种超临界水反应系统、及其压强控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超临界水反应系统、及其压强控制方法和装置，涉及超临界水反应领域，用以解决现有技术提供的超临界水反应系统其压强调节精度不可变的问题。该超临界水反应系统包括：m个具有不同流通能力参数(CV值)的压力调节阀，所述m个压力调节阀通过管路串级连接，且m大于等于2。本发明提供的方案包括：获取所述超临界水反应系统的系统压强；根据所述系统压强和预设压强的比较结果，从所述m个压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀；向所述第一压力调节阀发送开度调节信号，其中，所述m个压力调节阀中各个压力调节阀的开度调节信号的取值区间不重叠。

Description

一种超临界水反应系统、及其压强控制方法和装置

技术领域

本发明涉及超临界水反应领域，尤其涉及一种超临界水反应系统、及其压强控制方法和装置。

背景技术

超临界水是一种特殊状态的水，兼具气态水和液态水的性质，既具有类似气态水的高的扩散系数和低的粘度，又具有类似液态水的密度、溶解能力和良好的流动性。超临界水对溶质具有极大的溶解度，在一定的高压下，超临界水可以与有机物、氧气等按一定比例互溶，进行均相反应，反应速度块、时间短，从而降低了传质、传热的阻力。超临界水处理技术就是利用超临界水对有机物和氧化剂都是良好溶剂的特点，将有机物在超临界水中与氧化剂发生均相反应，从而使有机物彻底分解为二氧化碳、氢气和水等无毒无害的物质予以排放，减少环境污染。

超临界水处理技术需要在较高的压强下进行，压强一般高于22MPa，通常稳定在25MPa左右，在有机物进行氧化反应进行分解的过程中采用超临界水反应技术分解有机物的过程需要在较高的压强下进行，一般需要高于22MPa，且通常要稳定在25MPa左右，因此，维持稳定的系统压强是保证超临界水反应系统的正常与安全运行的前提。目前，在超临界水反应系统中，通常只包含一个压力调节阀进行系统压强的控制，而这一个压力调节阀其调节精度是一定的，从而系统的压强调节精度也是不可变的，进而导致无法满足系统在某些工况下需要高精度调节，在另外一些工况下需要低精度调节的需要。

发明内容

本发明实施例提供了一种超临界水反应系统、及其压强控制方法和装装置，用以解决现有技术提供的超临界水反应系统其压强调节精度不可变的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，提供一种超临界水反应系统的压强控制方法，所述超临界水反应系统包括：m个具有不同流通能力参数的压力调节阀，所述m个压力调节阀通过管路串级连接，且m大于等于2；所述压强控制方法包括：

获取所述超临界水反应系统的系统压强；

根据所述系统压强和预设压强的比较结果，从所述m个压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀；

向所述第一压力调节阀发送开度调节信号。

可选的，所述m个压力调节阀通过电缆串联，所述m个压力调节阀中各个压力调节阀的开度调节信号的取值区间不重叠；所述第一压力调节阀为一个。

可选的，所述预设压强为一个预设值；

所述根据所述系统压强和预设压强的比较结果，从所述m个压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀包括：

计算所述系统压强与所述预设压强的压强差值；

若所述压强差值大于压强阈值，则将流通能力参数大于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀，其中，所述流通能力平均值为所述m个压力调节阀的流通能力参数的算数平均数；

若所述压强差值小于压强阈值，则将流通能力参数小于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀。

可选的，所述预设压强为一个预设区间；

所述根据所述系统压强和预设压强的比较结果，从所述m个压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀包括：

若所述系统压强小于所述预设区间的最小值、或大于所述预设区间的最大值，则将流通能力参数大于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀，其中，所述流通能力平均值为：所述m个压力调节阀的流通能力参数的算数平均数；

若所述系统压强在所述预设区间范围内，则将流通能力参数小于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀。

进一步的，所述m个压力调节阀中第i个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：Si_min～Si_max，其中， x2为m个压力调节阀的开度调节信号的下限值，x1为m个压力调节阀的开度调节信号的上限值。

另一方面，提供一种超临界水反应系统的压强控制装置，其特征在于，所述超临界水反应系统包括：m个具有不同流通能力参数的压力调节阀，所述m个压力调节阀通过管路串级连接，且m大于等于2；所述压强控制装置包括：

获取模块：用于获取所述超临界水反应系统的系统压强；

确定模块：用于根据所述系统压强和预设压强的比较结果，从所述m个压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀；

发送模块：用于向所述第一压力调节阀发送开度调节信号，其中，所述m个压力调节阀中各个压力调节阀的开度调节信号的取值区间不重叠。

可选的，所述m个压力调节阀通过电缆串联，所述m个压力调节阀中各个压力调节阀的开度调节信号的取值区间不重叠；所述确定模块所确定的第一压力调节阀为一个。

可选的，所述预设压强为一个预设值；

所述确定模块具体用于计算所述系统压强与所述预设压强的压强差值；

若所述压强差值大于压强阈值，则将流通能力参数大于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀，其中，所述流通能力平均值为所述m个压力调节阀的流通能力参数的算数平均数；

若所述压强差值小于压强阈值，则将流通能力参数小于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀。

可选的，所述预设压强为一个预设区间；

所述确定模块具体用于若所述系统压强小于所述预设区间的最小值、或大于所述预设区间的最大值，则将流通能力参数大于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀，其中，所述流通能力平均值为：所述m个压力调节阀的流通能力参数的算数平均数；

若所述系统压强在所述预设区间范围内，则将流通能力参数小于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀。

进一步的，所述m个压力调节阀中第i个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：Si_min～Si_max，其中， ${\mathrm{Si}}_{\min }=x2+(i-1)\×\frac{x1-x2}{m},{\mathrm{Si}}_{max}=x2+i\×\frac{x1-x2}{m},$ x2为m个压力调节阀的开度调节信号的下限值，x1为m个压力调节阀的开度调节信号的上限值。

又一方面，本发明实施例提供了一种超临界水反应系统，包括：m个具有不同流通能力参数的压力调节阀，所述m个压力调节阀通过管路串级连接，且m大于等于2；

以及与所述m个压力调节阀连接的压强控制装置，所述压强控制装置为上述任一压强控制装置。

本发明实施例提供的超临界水反应系统、及其压强控制方法和装置，根据获取到的超临界水反应系统的系统压强与预设压强的比较结果，从m个串级连接的压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀，并向第一压力调节阀发送开度调节信号；其中开度调节信号可作用于压力调节阀，以调节压力调节阀开度，进而调节系统压强。由于该系统采用多个串联的、具有不同Cv值(流通能力参数)的压力调节阀进行压强控制，而具有不同Cv值的压力调节阀其调节精度是不同的，通常而言，当不同Cv值的压力调节阀的开度均改变相同量时，由Cv值较大的压力调节阀所改变的流量比由Cv值较小的压力调节阀所改变的流量大，从而由Cv值较大的压力调节阀所改变的压强也要比由Cv值较小的压力调节阀所改变的压强大，进而Cv值较大的压力调节阀的调节精度小于Cv值较小的压力调节阀的调节精度。因此，通过本发明实施例提供的方案，能够从多个具有不同调节精度的压力调节阀中选择出所需要的一个或多个，从而使得系统的压强调节精度随着选择的不同而发生变化。更进一步的，这样使得该系统更能适应不同工况的需求，也即当某一工况下需要的调节精度较低时，就可以选择Cv值较大的压力调节阀进行压强调节，当另一种工况下需要的调节精度较高时，就可以选择Cv值较小的压力调节阀进行压强调节，从而能够适应多种工况对于不同调节精度的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种超临界水反应系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种超临界水反应系统的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种超临界水反应系统的压强控制方法流程图；

图4为本发明实施例提供的一种超临界水反应系统的压强控制装置框图；

图5为本发明实施例提供的另一种超临界水反应系统的示意图；

图6为本发明实施例提供的又一种超临界水反应系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”等字样并不对数量和执行次序进行限定。

现有技术中的超临界水反应系统只设置了一个压力调节阀，从而导致系统的压强调节精度不可变的问题。为了解决这一问题，本发明实施例提供的超临界水反应系统中设置了至少两个不同Cv值(流通能力参数)的压力调节阀，以使得超临界水反应系统的压强可以分别由不同的压力调节阀进行不同精度的调节。

图1示出了本发明实施例提供的一种超临界水反应系统的示意图，该超临界水反应系统包括：m(m大于等于2)个具有不同Cv值的压力调节阀11、与这m个压力调节阀11连接的压强控制装置12，进一步还可以包括：依次连接的高压泵13、换热器14、超临界水反应器15、水冷器16等。

采用图1所示超临界水反应系统的工艺流程具体可以是：首先，反应原料经过高压泵13加压，被高压泵13泵入换热器14中，使得反应原料在换热器14中被充分预热。接着反应原料进入超临界水反应器15中进行反应，反应后的高温流体进入水冷器16充分冷却，并进入后续工序。

在上述工艺流程中，超临界水反应器中压强一般需要高于22MPa，且通常要稳定在25MPa左右。为了使超临界水反应器中压强能够较为稳定地达到所需数值，因而需要通过m个压力调节阀11进行压强调节。

该系统中的m个具有不同流通能力参数(Cv值)的压力调节阀11串级连接，所谓串级连接是指：多个对象依次首尾相接的连接方式。在本实施例中，m个压力调节阀11通过管路串级连接即可以参照图1，系统中流体的流向，除第一个压力调节阀之外，剩下的每个压力调节阀的输入端口都与前一个压力调节阀的输出端口相连。需要说明的是，此处的相连并非仅仅限定是直接相连。图1中只是作为示例的绘出m个压力调节阀11均在水冷器16的输出端一侧，然而，这m个压力调节阀11可以一部分位于超临界水反应器15和水冷器16之间，另一部分位于水冷器16的输出端一侧。示例的，如图2所示，超临界水反应系统中有2个不同Cv值的压力调节阀11，其中，压力调节阀11a设置在超临界水反应器15和水冷器16之间，压力调节阀11b设置在水冷器16的输出端一侧。这种压力调节阀11a和压力调节阀11b之间通过水冷器16首尾相接的连接方式，也属于本发明实施例中的串级连接。

另外，本发明实施例中的各个压力调节阀11是电动的，因此需要由压强控制装置12发出的电信号来驱动。下面，本发明提供了以下实施例来详细阐述在超临界水反应系统中压强控制装置12如何控制多个压力调节阀11以调节系统压强的过程。

实施例一

本发明实施例基于上述的超临界水反应系统，提供了一种对于超临界水反应系统的压强控制方法，参见图3，包括以下步骤：

步骤S101：压强控制装置12获取超临界水反应系统的系统压强。

对于超临界水反应系统而言，需要严格控制超临界水反应器15的压强，这里系统压强用于反映出超临界水反应系统中超临界水反应器15中的压强。一般而言，系统压强可以通过对超临界水反应器15的内部环境进行检测得到；另外，超临界水反应器15通过管路与其他设备相连，因此也可以对这些管路或者其他设备中测得，只要可反映超临界水反应器15中的压强即可。也就是说，获取的系统压强应该是超临界水反应器15中的压强，或可以几乎等同于超临界水反应器15中的压强。

由于系统压强影响整个系统的热量稳定以及反应平衡等，因此是至关重要的。在工艺流程的各个阶段，系统压强随时可能发生变化，因此需要对系统压强进行实时监控。

此步骤中，可以通过各种工业适用的方法或者装置获取系统压强，本实施例对此不做任何限定。示例的，可以通过在超临界水反应系统中安装压力传感器，以此通过压力传感器将系统压强传输给压强控制装置12，以便压强控制装置12获取系统压强。

步骤S102：压强控制装置12根据系统压强和预设压强的比较结果，从m个压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀。

预设压强是指在超临界水反应系统中，反应原料在超临界水反应器15中进行反应所需的压强，其可以是一个预设值，示例的可以是23MPa、24MPa、25MPa、26MPa和27MPa，其中优选为25MPa；也可以是一个预设区间，示例的可以是[22MPa，30MPa]，在本发明实施例中优选为[23MPa，27MPa]。通常，这一预设压强的设定是本领域技术人员根据理论知识和实际工作经验而定的，以保证反应原料可以在系统中较为稳定的反应。

需要说明的是，这里的第一压力调节阀是指由步骤S102所选择的压力调节阀。示例的，假设超临界水反应系统中包含5(m＝5)个压力调节阀，在此步骤中确定需要调节其中的2个，那么这2个压力调节阀即为这里的第一压力调节阀。

由于系统压强和预设压强的比较结果能够反映出超临界水反应系统当前所处的工况，因此在此步骤中可以由超临界水反应系统当前所处工况选择合适的压力调节阀。

示例的，在超临界水反应系统刚启动时，当前的系统压强较小，且处于升压过程中，那么压强控制装置12就会测得系统压强远远达不到反应物料进行反应所需压强(即预设压强)，此时只需低精度地调节压强，因此可以选择Cv值较大的压力调节阀作为第一压力调节阀。

又示例的，在超临界水反应系统工作一段时间后，当前的系统压强与预设压强较为接近时，此时若仍用Cv值较大的压力调节阀进行压强调节，由于这些压力调节阀的调节精度低，因此有可能导致过调(即比反应物料进行反应所需最优压强要高)或欠调(即比反应物料进行反应所需最优压强要低)，无法使系统压强稳定在最优压强。基于此，此时可以选用高精度的压力调节阀，即选择Cv值较小的压力调节阀作为第一压力调节阀。

可选的，此步骤S102具体可以由以下两种方式来实现。

方式一，主要针对预设压强为一个预设值时，压强控制装置12根据系统压强和预设压强的比较结果，从m个压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀的这一过程可以由以下步骤实现：

A1、计算系统压强与预设压强的压强差值。

压强差值是指当前获得的系统压强与预设压强相减后的绝对值。示例的，系统压强是30MPa、预设压强是25MPa，则压强差值为5MPa；系统压强是15MPa、预设压强是25MPa，则压强差值为10MPa。

A2、若压强差值大于压强阈值，则将流通能力参数大于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀。

压强阈值是本领域技术人员根据理论知识和实际工作经验而定的，本实施例在此不作具体限定，例如可以为1MPa、3MPa、6MPa等等。

流通能力平均值为m个压力调节阀的流通能力参数的算数平均数。示例的，共有3个压力调节阀，阀1的Cv＝10、阀2的Cv＝12、阀3的Cv＝20，则流通能力平均值为14。选择压力调节阀CV值的前提是每个压力调节阀都能保证在工艺流体稳定的控制下，能够通过所需要的流量。

下面给出一个具体示例：设置压强阈值为5MPa、预设压强为23MPa，当前获得的系统压强是30MPa，系统中共有3个压力调节阀，阀1的Cv＝10、阀2的Cv＝12、阀3的Cv＝20，那么由于压强差值为7MPa，大于压强阈值，而流通能力平均值为14，则选择阀3作为第一压力调节阀。

当压强差值大于压强阈值时，说明当前获得的系统压强与预设压强相差较大，由于Cv值较大的压力调节阀所改变的压强比由Cv值较小的压力调节阀所改变的压强大，因此可以选择调节精度较低的Cv值较大的压力调节阀进行压强调节，从而使当前的系统压强快速升至或者降至预设压强。

A3、若压强差值小于压强阈值，则将流通能力参数小于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀。

下面给出一个具体示例：设置压强阈值为5MPa、预设压强为23MPa，获取到的系统压强是22MPa，共有3个压力调节阀，阀1的Cv＝10、阀2的Cv＝12、阀3的Cv＝20。那么由于压强差值为1MPa，小于压强阈值，而流通能力平均值为14，则选择阀1和阀2作为第一压力调节阀。

当压强差值小于压强阈值时，说明当前获得的系统压强与预设压强相差较小，由于Cv值较小的压力调节阀所改变的压强比由Cv值较大的压力调节阀所改变的压强小，因此可以选择调节精度较高的Cv值较小的压力调节阀进行压强调节，从而使当前的系统压强缓慢升至或者降至预设压强。

需要说明的是，当压强差值等于压强阈值时，那么可以从m个压力调节阀中选择任一个或多个。

方式二，主要针对预设压强为一个预设区间时，压强控制装置12根据系统压强和预设压强的比较结果，从m个压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀的这一过程，具体可以包括以下步骤：

B1、若系统压强小于预设区间的最小值、或大于预设区间的最大值，则将流通能力参数大于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀。

示例的，设置预设压强为[23MPa，27MPa]，获取到的系统压强是30MPa，共有3个压力调节阀，阀1的Cv＝10、阀2的Cv＝12、阀3的Cv＝20。那么由于系统压强大于预设区间的最大值，而流通能力平均值为14，则选择阀3作为第一压力调节阀。

又一示例的，设置预设压强为[23MPa，27MPa]，获取到的系统压强是20MPa，共有3个压力调节阀，阀1的Cv＝10、阀2的Cv＝12、阀3的Cv＝20，那么由于系统压强小于预设区间的最小值，而流通能力平均值为14，则选择阀3作为第一压力调节阀。

当系统压强小于预设区间的最小值、或大于预设区间的最大值时，由于Cv值较大的压力调节阀所改变的压强比由Cv值较小的压力调节阀所改变的压强大，因此可以选择调节精度较低的Cv值较大的压力调节阀进行压强调节，从而使当前的系统压强快速升至或者降至预设压强区间内。

B2、若系统压强在预设区间范围内，则将流通能力参数小于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀。

示例的，设置预设压强为[23MPa，27MPa]，获取到的系统压强是24MPa，共有3个压力调节阀，阀1的Cv＝10、阀2的Cv＝12、阀3的Cv＝20，那么由于系统压强在预设区间范围内，而流通能力平均值为14，则选择阀1和阀2作为第一压力调节阀。

需要说明的是，当系统压强等于预设区间的最小值，或者等于预设区间的最大值时，可以从m个压力调节阀中选择任一个或多个。

步骤S103：压强控制装置12向第一压力调节阀发送开度调节信号。

开度调节信号用于控制压力调节阀的开度。此步骤中，压强控制装置12向每个第一压力调节阀分别发送与第一压力调节阀对应的开度调节信号，每个第一压力调节阀收到各自对应的开度调节信号后，完成其开度的调节，从而控制系统使得系统压强改变。可以通过各种工业适用的方法或者装置向每个第一压力调节阀发送开度调节信号，本实施例对此不做任何限定。示例的，采用压强控制装置12通过传输电缆向每个第一压力调节阀发送开度调节信号。

通过图1、图2和图5可以看到，压强控制装置12与m个压力调节阀通过m条控制线相连接，此时，每条控制线可以对应压强控制装置12中的一个接口。压强控制装置12可以由不同的接口向不同的压力调节阀输出各压力调节阀所需的开度调节信号。由于各个压力调节阀是由压强控制装置单线控制的，因此各个接口对于不同压力调节阀输出的开度调节信号可以重叠，于是根据预设条件选择的第一压力调节阀可以不止一个。

可选的，如图6所示，m个压力调节阀通过电缆串联(图中示出了2个压力调节阀)，m个压力调节阀中各个压力调节阀的开度调节信号的取值区间不重叠；此时，所确定的第一压力调节阀为一个。

如图6所示，串联的m个压力调节阀11与压强控制装置12连接成一个回路。具体的，是压力调节阀11的接收模块相互串联，并与压强控制装置12连成一个回路。由于m个压力调节阀11相互串联，此时需要设置m个压力调节阀中各个压力调节阀的开度调节信号的取值区间不重叠，这样可以避免当压强控制装置12发出一个信号时，会导致阀门动作混乱的问题。由于此时当压强控制装置12发出一个信号时，就只能控制一个压力调节阀，因此在步骤S102中根据预设条件选择的第一压力调节阀只有一个。

所谓压力调节阀的开度调节信号的取值区间是指：大小在取值区间范围内的开度调节信号可以控制该压力调节阀的阀门开度；大小在取值区间范围以外的开度调节信号无法控制该压力调节阀的阀门开度。

各个压力调节阀的开度调节信号的取值区间不重叠是指任意两个Cv值不同的压力调节阀的开度调节信号的取值区间没有可以相交的部分。示例的，有4个压力调节阀，分别为阀1、阀2、阀3和阀4，阀1的开度调节信号的取值区间为[1V，5V]、阀2的开度调节信号的取值区间为[6V，9V]、阀3的开度调节信号的取值区间为[10V，40V]、阀4的开度调节信号的取值区间为[20V，50V]。可见，这4个压力调节阀中，只有阀3和阀4的开度调节信号的取值区间有重叠，其他任意两个的取值区间均不重叠。这种情况下，可以改变其中一个压力调节阀的开度调节信号区间，使这4个压力调节阀的开度调节信号区间两两都不重叠。例如，可以将阀3的开度调节信号的取值区间改变为：[10V，19V]。

进一步的，m个压力调节阀中第i个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：Si_min～Si_max，其中， ${\mathrm{Si}}_{\min }=x2+(i-1)\×\frac{x1-x2}{m},{\mathrm{Si}}_{max}=x2+i\×\frac{x1-x2}{m},$ x2为m个压力调节阀的开度调节信号的下限值，x1为m个压力调节阀的开度调节信号的上限值。

需要说明的是，当i>1时，m个压力调节阀中第(i-1)个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：S(i-1)_min～S(i-1)_max，第i个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：Si_min～Si_max，根据上述Si_min与Si_max的计算公式可知，第(i-1)个压力调节阀的S(i-1)_max与第i个压力调节阀的Si_min相等，由于m个压力调节阀中各个压力调节阀的开度调节信号的取值区间不重叠，相等的这个取值应属于第(i-1)个压力调节阀的取值区域和第i个压力调节阀的取值区域的一个。示例的，当第(i-1)个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为[S(i-1)_min，S(i-1)_max]时，第i个压力调节阀的开度调节信号的取值区间可以为(Si_min，Si_max]；或者当第(i-1)个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为[S(i-1)_min，S(i-1)_max)，第i个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为[Si_min，Si_max]，从而使S(i-1)_max或Si_min不同时属于两个区间。

示例的，共有4个压力调节阀，其中X1＝10V、X2＝0V，则第1个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：[0V，2.5V]，第2个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：(2.5V，5V]，第3个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：(5V，7.5V]，第4个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：(7.5V，10V]。基于上述说明，也可以这样表示：第1个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：[0V，2.5V)，第2个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：[2.5V，5V]。

又一示例的，共有4个压力调节阀，其中X1＝20mA、X2＝4mA，则第1个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：[4mA，8mA]，第2个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：(8mA，12mA]，第3个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：(12mA，16mA]，第4个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：(16mA，20mA]。

当第一压力调节阀接收到压强控制装置发出的开度调节信号后，根据开度调节信号进行阀门开度调节，从而进行系统压强调节。具体的，每个压力调节阀可以包括：接收模块和执行模块，其中，在第一压力调节阀的接收模块接收到压强控制装置发出的开度调节信号之后，执行模块对第一压力调节阀的阀门进行开度调节。

需要说明的是，图1和图2中的虚线代表的是压强控制装置12向压力调节阀发出的开度调节信号，实线代表的是超临界水反应系统的物料流向。

本发明实施例提供的超临界水反应系统的压强控制方法，根据获取到的超临界水反应系统的系统压强与预设压强的比较结果，从m个串级连接的压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀，并向第一压力调节阀发送开度调节信号；其中开度调节信号可作用于压力调节阀，以调节压力调节阀开度，进而调节系统压强。由于该系统采用多个串联的、具有不同Cv值(流通能力参数)的压力调节阀进行压强控制，而具有不同Cv值的压力调节阀其调节精度是不同的，通常而言，当不同Cv值的压力调节阀的开度均改变相同量时，由Cv值较大的压力调节阀所改变的流量比由Cv值较小的压力调节阀所改变的流量大，从而由Cv值较大的压力调节阀所改变的压强也要比由Cv值较小的压力调节阀所改变的压强大，进而Cv值较大的压力调节阀的调节精度小于Cv值较小的压力调节阀的调节精度。因此，通过本发明实施例提供的方案，能够从多个具有不同调节精度的压力调节阀中选择出所需要的一个或多个，从而使得系统的压强调节精度随着选择的不同而发生变化。更进一步的，这样使得该系统更能适应不同工况的需求，也即当某一工况下需要的调节精度较低时，就可以选择Cv值较大的压力调节阀进行压强调节，当另一种工况下需要的调节精度较高时，就可以选择Cv值较小的压力调节阀进行压强调节，从而能够适应多种工况对于不同调节精度的需求。

实施例二

本发明实施例提供了一种超临界水反应系统的压强控制装置，用于执行上述实施例所示的超临界水反应系统的压强控制方法。

此超临界水反应系统包括：m个具有不同流通能力参数的压力调节阀，所述m个压力调节阀通过管路串级连接，且m大于等于2。如图4所示，该压强控制装置包括：

获取模块41：用于获取所述超临界水反应系统的系统压强；

确定模块42：用于根据所述系统压强和预设压强的比较结果，从所述m个压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀；

发送模块43：用于向所述第一压力调节阀发送开度调节信号，其中，所述m个压力调节阀中各个压力调节阀的开度调节信号的取值区间不重叠。

可选的，所述m个压力调节阀通过电缆串联，所述m个压力调节阀中各个压力调节阀的开度调节信号的取值区间不重叠；所述确定模块所确定的第一压力调节阀为一个。

可选的，当预设压强为一个预设值时，确定模块42具体用于计算所述系统压强与所述预设压强的压强差值；

若所述压强差值大于压强阈值，则将流通能力参数大于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀，其中，所述流通能力平均值为所述m个压力调节阀的流通能力参数的算数平均数；

若所述压强差值小于压强阈值，则将流通能力参数小于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀。

可选的，当预设压强为一个预设区间时，确定模块42具体用于若所述系统压强小于所述预设区间的最小值、或大于所述预设区间的最大值，则将流通能力参数大于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀，其中，所述流通能力平均值为：所述m个压力调节阀的流通能力参数的算数平均数；

若所述系统压强在所述预设区间范围内，则将流通能力参数小于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀。

进一步的，所述m个压力调节阀中第i个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：Si_min～Si_max，其中， ${\mathrm{Si}}_{\min }=x2+(i-1)\×\frac{x1-x2}{m},{\mathrm{Si}}_{max}=x2+i\×\frac{x1-x2}{m},$ x2为m个压力调节阀的开度调节信号的下限值，x1为m个压力调节阀的开度调节信号的上限值。

本发明实施例提供的超临界水反应系统的压强控制装置，根据获取模块41获取到的超临界水反应系统的系统压强与预设压强的比较结果，通过确定模块42从m个串级连接的压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀，并由发送模块43向第一压力调节阀发送开度调节信号；其中开度调节信号可作用于压力调节阀，以调节压力调节阀开度，进而调节系统压强。因此，通过本发明实施例提供的方案，能够从多个具有不同调节精度的压力调节阀中选择出所需要的一个或多个，从而使得系统的压强调节精度随着选择的不同而发生变化。更进一步的，这样使得该系统更能适应不同工况的需求，也即当某一工况下需要的调节精度较低时，就可以选择Cv值较大的压力调节阀进行压强调节，当另一种工况下需要的调节精度较高时，就可以选择Cv值较小的压力调节阀进行压强调节，从而能够适应多种工况对于不同调节精度的需求。

实施例三

本发明实施例提供了一种超临界水反应系统，用于通过上述实施例二所示的超临界水反应系统的压强控制装置执行上述实施例一所示的超临界水反应系统的压强控制方法。

如图1或图2所示，此超临界水反应系统包括：m(m大于等于2，图中以m＝2为例示出)个具有不同流通能力参数的压力调节阀11，这m个压力调节阀串级连接，且m大于等于2；以及与这m个压力调节阀11通过电缆连接的压强控制装置12，进一步还可以包括：依次连接的高压泵13、换热器14、超临界水反应器15、水冷器16等。

可选的，如图5所示，本实施例提供的超临界水反应系统可以不包括水冷器，仅包括以下：m(m大于等于2，图中以m＝2为例示出)个具有不同流通能力参数的压力调节阀11，这m个压力调节阀串级连接，且m大于等于2；以及与这m个压力调节阀11通过电缆连接的压强控制装置12，进一步还可以包括：依次连接的高压泵13、换热器14、超临界水反应器15等。

采用图5所示的超临界水反应系统的工艺流程具体可以是：首先，反应原料经过高压泵13加压，被高压泵13泵入换热器14中，随之超临界水反应器15中反应完毕的高温物料也进入换热器14中，使得反应原料在换热器14中被充分预热。接着反应后的高温流体进入后续工序。

需要说明的是，图5中的虚线代表的是压强控制装置12向压力调节阀发出的开度调节信号，实线代表的是超临界水反应系统的物料流向。

本发明实施例提供的超临界水反应系统，包括：m个具有不同流通能力参数的压力调节阀，这些压力调节阀通过管路串级连接，且m大于等于2；以及与m个压力调节阀连接的压强控制装置。通过本发明实施例提供的方案，可以解决现有技术提供的超临界水反应系统其压强调节精度不可变的问题。更进一步的，这样使得该系统更能适应不同工况的需求。

Claims (11)

1.一种超临界水反应系统的压强控制方法，其特征在于，所述超临界水反应系统包括：m个具有不同流通能力参数的压力调节阀，所述m个压力调节阀通过管路串级连接，且m大于等于2；所述压强控制方法包括：

获取所述超临界水反应系统的系统压强；

根据所述系统压强和预设压强的比较结果，从所述m个压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀；

向所述第一压力调节阀发送开度调节信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述m个压力调节阀通过电缆串联，所述m个压力调节阀中各个压力调节阀的开度调节信号的取值区间不重叠；所述第一压力调节阀为一个。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设压强为一个预设值；

所述根据所述系统压强和预设压强的比较结果，从所述m个压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀包括：

计算所述系统压强与所述预设压强的压强差值；

若所述压强差值大于压强阈值，则将流通能力参数大于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀，其中，所述流通能力平均值为所述m个压力调节阀的流通能力参数的算数平均数；

若所述压强差值小于压强阈值，则将流通能力参数小于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设压强为一个预设区间；

所述根据所述系统压强和预设压强的比较结果，从所述m个压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀包括：

若所述系统压强小于所述预设区间的最小值、或大于所述预设区间的最大值，则将流通能力参数大于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀，其中，所述流通能力平均值为：所述m个压力调节阀的流通能力参数的算数平均数；

若所述系统压强在所述预设区间范围内，则将流通能力参数小于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述m个压力调节阀中第i个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：Si_min～Si_max，其中， $\begin{array}{cc}{\mathrm{Si}}_{\min }=x2+(i-1)\×\frac{x1-x2}{m},& {\mathrm{Si}}_{max}=x2+i\×\frac{x1-x2}{m}\end{array},$ 2为m个压力调节阀的开度调节信号的下限值，x1为m个压力调节阀的开度调节信号的上限值。

6.一种超临界水反应系统的压强控制装置，其特征在于，所述超临界水反应系统包括：m个具有不同流通能力参数的压力调节阀，所述m个压力调节阀通过管路串级连接，且m大于等于2；所述压强控制装置包括：

获取模块：用于获取所述超临界水反应系统的系统压强；

确定模块：用于根据所述系统压强和预设压强的比较结果，从所述m个压力调节阀中确定需要调节开度的第一压力调节阀；

发送模块：用于向所述第一压力调节阀发送开度调节信号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述m个压力调节阀通过电缆串联，所述m个压力调节阀中各个压力调节阀的开度调节信号的取值区间不重叠；所述确定模块所确定的第一压力调节阀为一个。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设压强为一个预设值；

所述确定模块具体用于计算所述系统压强与所述预设压强的压强差值；

若所述压强差值大于压强阈值，则将流通能力参数大于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀，其中，所述流通能力平均值为所述m个压力调节阀的流通能力参数的算数平均数；

若所述压强差值小于压强阈值，则将流通能力参数小于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设压强为一个预设区间；

所述确定模块具体用于若所述系统压强小于所述预设区间的最小值、或大于所述预设区间的最大值，则将流通能力参数大于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀，其中，所述流通能力平均值为：所述m个压力调节阀的流通能力参数的算数平均数；

若所述系统压强在所述预设区间范围内，则将流通能力参数小于流通能力平均值的压力调节阀中的至少一个确定为第一压力调节阀。

10.根据权利要求6-9任一项所述的装置，其特征在于，所述m个压力调节阀中第i个压力调节阀的开度调节信号的取值区间为：Si_min～Si_max，其中， $\begin{array}{cc}{\mathrm{Si}}_{\min }=x2+(i-1)\×\frac{x1-x2}{m},& {\mathrm{Si}}_{max}=x2+i\×\frac{x1-x2}{m}\end{array},$ x2为m个压力调节阀的开度调节信号的下限值，x1为m个压力调节阀的开度调节信号的上限值。

11.一种超临界水反应系统，其特征在于，包括：

m个具有不同流通能力参数的压力调节阀，所述m个压力调节阀通过管路串级连接，且m大于等于2；

以及与所述m个压力调节阀连接的压强控制装置，所述压强控制装置为权利要求6-10任一项所述的压强控制装置。