CN204602130U - 一种超临界水反应排渣系统及超临界水反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及超临界水反应领域，尤其涉及一种超临界水反应排渣系统及超临界水反应系统。能够在保持超临界水反应体系压力的同时持续通畅排渣，且能够避免排渣阀产生意外时引起的系统停车。克服了现有技术中无法在保持超临界水反应器内高压环境的同时持续通畅排渣，以及采用背压阀导致排渣系统容易堵塞的缺陷。本实用新型实施例提供一种超临界水反应排渣系统，包括：至少两级排渣锁斗，所述至少两级排渣锁斗之间依次串联连通以及一级排渣锁斗与超临界水反应器的排渣口连通；其中，每两级相邻的排渣锁斗之间，以及所述一级排渣锁斗与所述超临界水反应器之间分别设置有至少一个排渣阀。

Description

一种超临界水反应排渣系统及超临界水反应系统

技术领域

本实用新型涉及超临界水反应领域，尤其涉及一种超临界水反应排渣系统及超临界水反应系统。

背景技术

超临界水具有类似液体的密度、溶解能力和良好的流动性，又具有类似气体的高的扩散系数和低的粘度，超临界水的特性介于液体与气体之间。例如，超临界水对溶质具有极大的溶解度，能够与各种气体和各种非极性物质如己烷、苯等有机物完全互溶，再例如，超临界水传质速率极高，在氧化/气化反应中为均相反应，反应速率快、时间短，但是，在超临界水氧化/气化反应体系中会产生大量灰渣，需要定期排出，在现有技术中提到通过排渣阀对所述超临界水反应体系进行排渣，鉴于超临界水氧化/气化反应体系为高压操作环境，在装置连续运行时，排渣阀打开会影响超临界水反应体系，进而影响反应效果。

为了使得在排渣过程中，超临界水反应体系仍然能够保持高压环境，现有技术提到采用背压阀保持超临界水反应体系压力进行排渣，然而，由于背压阀是在其中设置弹簧，通过弹力作用来实现排渣，工作原理为：当反应装置内压力小于所需压力时，膜片在弹簧弹力下堵塞管路，当装置内压力大于所需压力时，膜片压缩弹簧，管路接通，进行排渣，采用背压阀虽然可以保持超临界水反应体系压力，但是，所述背压阀的通道较小，容易堵塞，不利于工业化放大。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，提供一种超临界水反应排渣系统及超临界水反应系统，能够在保持超临界水反应体系压力的同时持续通畅排渣，且能够避免排渣阀产生意外时引起的系统停车。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一方面，本实用新型实施例提供一种超临界水反应排渣系统，包括：位于超临界水反应器下方并与所述超临界水反应器的排渣口连通的至少两级排渣锁斗，所述至少两级排渣锁斗之间依次串联连通，每两级相邻的排渣锁斗之间，以及所述一级排渣锁斗与所述超临界水反 应器之间分别设置有至少一个排渣阀。

可选的，至少一级排渣锁斗底部设有充压口，所述充压口连接有充压装置。

其中，所述充压装置包括：气体充压管路以及所述气体充压管路上设置的气体充压控制阀；

或者，液体充压管路以及所述液体充压管路上设置的液体充压控制阀；

或者，并联的气体充压管路和液体充压管路，以及所述气体充压管路上设置的气体充压控制阀和所述液体充压管路上设置的液体充压控制阀。

优选的，所述超临界水反应排渣系统包含两级排渣锁斗，分别为一级排渣锁斗和二级排渣锁斗，所述一级排渣锁斗与超临界水反应器之间设置有串联的第一排渣阀和第二排渣阀；所述一级排渣锁斗与所述二级排渣锁斗之间设置有串联的第三排渣阀和第四排渣阀，所述二级排渣锁斗底部设置有第五排渣阀。

进一步优选的，

在所述第一排渣阀与所述第二排渣阀之间设置有第一吹扫管线；

所述第三排渣阀与所述第四排渣阀之间设置有第二吹扫管线；

所述第五排渣阀上部或者下部设置有第三吹扫管线。

可选的，所述第一吹扫管线、第二吹扫管线和第三吹扫管线分别包含高压气体冲洗管线或者高压液体冲洗管线，或者高压气体冲洗管线和高压液体冲洗管线。

进一步可选的，所述一级排渣锁斗与二级排渣锁斗壳体的上部分别设置有第一泄压口和第二泄压口，所述第一泄压口上设置有第一泄压控制阀，所述第二泄压口上设置有第二泄压控制阀。

另一方面，本实用新型实施例提供一种超临界水反应系统，包含：

超临界水反应器，用于进行超临界水反应；

如上述所述的超临界水反应排渣系统。

优选的，在超临界水反应器壳体底部设置有至少一个冷却水水管入口，所述冷却水入口用于与冷却水喷射部件连接。

进一步优选的，每个冷却水喷射部件分别设置有两个冷却水喷射口，其中一个冷却水喷射口的喷射方向为所述反应器底部内壁水平切线方向，另一个冷却水喷射口的喷射方向为斜向下且通过所述反应器的排渣孔。

由此可见，本实用新型实施例提供的一种超临界水反应排渣系统及超临界水反应系统，在超临界水反应过程中产生灰渣进入所述超临界排渣系统进行排渣，超临界排渣系统包含至少两级排渣锁斗，且每两级相邻的排渣锁斗之间，以及所述一级排渣锁斗与所述超临界水反应器之间分别设置有至少一个排渣阀，能够在保持超临界水反应器内高压环境不变的情况下通畅排渣，进一步的，当所述至少两级排渣锁斗中的任意一级排渣锁斗或者任意一个排渣阀损坏时，可将所述损坏的排渣锁斗或者排渣阀用其余的排渣锁斗或者排渣阀替换，继续实现在保持超临界水反应器内高压环境不变的情况下通畅排渣，能够避免发生意外情况引起的紧急停车，提高所述超临界水反应排渣的高效率与稳定性。克服了现有技术中无法在保持超临界水反应器内高压环境的同时持续通畅排渣，以及采用背压阀导致排渣系统容易堵塞的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种超临界水反应排渣系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种超临界水反应排渣系统结构示意图；

图3为本实用新型实施例中提供的另一种超临界水反应排渣系统结构示意图；

图4为本实用新型实施例中提供的另一种超临界水反应排渣系统结构示意图；

图5为本实用新型实施例中提供的另一种超临界水反应排渣系统结构示意图；

图6为本实用新型实施例中提供的另一种超临界水反应排渣系统结构示意图；

图7为本实用新型实施例中提供的再一种超临界水反应排渣系统结构示意图；

图8为本实用新型实施例中提供的一种超临界水反应系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参见图1，为本实用新型实施例提供一种超临界水反应排渣系统结构示意图，包括：

位于超临界水反应器100下方并与所述超临界水反应器100的排渣口3连通的至少两级排渣锁斗1与2，所述至少两级排渣锁斗1与2之间依次串联连通，每两级相邻的排渣锁斗1与2之间，以及所述一级排渣锁斗1与所述超临界水反应器100之间分别设置有至少一个排渣阀4。

本实用新型实施例提供的一种超临界水反应排渣系统，在超临界水反应过程中产生灰渣进入所述超临界排渣系统进行排渣，超临界排渣系统包含至少两级排渣锁斗1与2，且每两级相邻的排渣锁斗1与2之间，以及所述一级排渣锁斗1与所述超临界水反应器100之间分别设置有至少一个排渣阀4，能够在保持超临界水反应器内高压环境不变的情况下通畅排渣，进一步的，当所述至少两级排渣锁斗1与2中的 任意一级排渣锁斗1或2或者任意一个排渣阀4损坏时，可将所述损坏的排渣锁斗1或2或者排渣阀4用其余的排渣锁斗2或1或者排渣阀4替换，继续实现在保持超临界水反应器100内高压环境不变的情况下通畅排渣，能够避免发生意外情况引起的紧急停车，提高所述超临界水反应排渣的高效率与稳定性。克服了现有技术中无法在保持超临界水反应器内高压环境的同时持续通畅排渣，以及采用背压阀导致排渣系统容易堵塞的缺陷。

为了实现多次持续排渣，优选的，至少一级排渣锁斗底部设有充压口，所述充压口连接有充压装置5。

参见图2，所述二级排渣锁斗2底部的所述充压口(图中未示出)连接有充压装置5。在排渣一次后，通过所述二级排渣锁斗2的充压口连接的充压充压装置5对所述二级排渣锁斗2进行充压，以保持所述二级排渣锁斗2与所述一级排渣锁斗1和超临界水反应器100压力差为-0.5-0.5MPa时，进行下一次排渣。

通过上述充压装置5对所述二级排渣锁斗2进行充压根据所述充压装置5的具体结构具有多种实现方式。

其中，所述充压装置5包括：气体充压管路51以及所述气体充压管路51上设置的气体充压控制阀52；具体的，先向所述二级排渣锁斗2内充一次水至所述二级排渣锁斗2内充满水，再打开所述气体充压控制阀52，对所述二级排渣锁斗2充压至充压压力与所述超临界水反应器100内压力差为-0.5-0.5MPa时，停止充压，进行下一次排渣。

或者，所述充压装置5包括：液体充压管路53以及所述液体充压管路53上设置的液体充压控制阀54；具体的，先向所述二级排渣锁斗2内充一次水至所述二级排渣锁斗2内充满水，再打开所述液体充压控制阀54，对所述二级排渣锁斗2充压至冲压压力与所述超临界水反应器100内压力差为-0.5-0.5MPa时，停止充压，进行下一次排渣。

或者，参见图3，所述充压装置5包括：并联的气体充压管路51和液体充压管路53，以及所述气体充压管路51上设置的气体充压控制阀52和所述液体充压管路53上设置的液体充压控制阀54。具体的，先向所述二级排渣锁斗2内充一次水至所述二级排渣锁斗2内充满水，再打开所述气体充压控制阀52或者所述液体充压控制阀54，对所述二级排渣锁斗2内充压至冲压压力与所述超临界水反应器100内压力差 为-0.5-0.5MPa时，停止充压，进行下一次排渣。

示例性的，参见图4，所述超临界水反应排渣系统包含两级排渣锁斗，所述一级排渣锁斗1与超临界水反应器100之间设置有串联的第一排渣阀41和第二排渣阀42；所述一级排渣锁斗1与所述二级排渣锁斗2之间设置有串联的第三排渣阀43和第四排渣阀44，所述二级排渣锁斗2底部设置有第五排渣阀45。

所述一级排渣锁斗1和所述二级排渣锁斗2底部分别连接有充压装置5，所述一级排渣锁斗1底部的充压装置5包括：并联的气体充压管路55和液体充压管路57，以及所述气体充压管路55上设置的气体充压控制阀56和所述液体充压管路57上设置的液体充压控制阀58，所述一级排渣锁斗2底部的充压装置5包括：并联的气体充压管路51和液体充压管路53，以及所述气体充压管路51上设置的气体充压控制阀52和所述液体充压管路53上设置的液体充压控制阀54。

为了避免在高压排渣时对设备与操作人员造成伤害，优选的，参见图7，所述一级排渣锁斗1与二级排渣锁斗2壳体的上部分别设有第一泄压口(图中未示出)和第二泄压口(图中未示出)，所述第一泄压口上设置有第一泄压控制阀9，所述第二泄压口上设置有第二泄压控制阀10。

在通过上述所述超临界水反应排渣系统进行排渣有多种实现方式。

一种具体的实现方式为，参见图4，当进行排渣时，保持所述第一排渣阀41、第二排渣阀42与第三排渣阀43常开，第四排渣阀44关闭，灰渣被收集到所述第一排渣锁斗1中，在此过程中，所述第一排渣锁斗1内压力与所述超临界水反应器100内的压力保持一致，收渣完成后，向所述二级排渣锁斗2内充一次水至所述二级排渣锁斗2内充满水，再打开所述二级排渣锁斗2的所述气体充压控制阀52或者所述液体充压控制阀54，对所述二级排渣锁斗2内充压至充压压力与所述超临界水反应器100内压力差为-0.5-0.5MPa时，停止充压，打开所述第四排渣阀44，灰渣从所述一级排渣锁斗1落入所述二级排渣锁斗2，所述一级排渣锁斗1与所述二级排渣锁斗2内压力一致，关闭所述第四排渣阀44，所述二级排渣锁斗2与所述超临界水反应器100断开，打开所述第二泄压控制阀10，使得所述第二排渣锁斗2内压力降至低 于0.3MPa，再打开所述第五排渣阀45进行排渣，排渣完成后，关闭所述第五排渣阀45，继续下次排渣。

另一种具体的实现方式为，参见图4，进行排渣时，保持第一排渣阀41、第二排渣阀42、第三排渣阀43与第四排渣阀44常开，第五排渣阀45关闭，灰渣被收集到所述二级排渣锁斗2中，在此过程中，所述二级排渣锁斗2与所述一级排渣锁斗1内压力与所述超临界水反应器100内的压力一致，收渣完成后，关闭所述第四排渣阀44，使得所述第二排渣锁斗2与所述超临界水反应器100断开，打开所述第二泄压控制阀10，使得所述第二排渣锁斗2内压力降至低于0.3MPa，再打开所述第五排渣阀45进行排渣，排渣完成后，关闭所述第五排渣阀45，向所述二级排渣锁斗2内充一次水至所述二级排渣锁斗2内充满水，再打开所述二级排渣锁斗2的所述气体充压控制阀52或者所述液体充压控制阀54，对所述二级排渣锁斗2内充压至充压压力与所述超临界水反应器100内压力差为-0.5-0.5MPa时，停止充压，打开所述第四排渣阀44，所述二级排渣锁斗2与所述超临界水反应器100接通，继续下次排渣。

采用上述所述超临界水反应排渣系统进行排渣，当所述超临界水反应排渣系统发生意外时，例如，当所述第四排渣阀44损坏，发生内漏，可以暂时去掉所损坏的第四排渣阀44与所述第二排渣锁斗2进行维修，采用所述第一排渣锁斗1进行排渣；或者将所述第四排渣阀44常开，所述第一排渣锁斗只起缓冲作用，采用第二排渣锁斗2连续运作排渣，提高装置运行效率。

所述去掉所损坏的第四排渣阀44与所述第二排渣锁斗2进行维修，单独采用第一排渣锁斗1进行排渣，参见图5，具体实现方式为：

将第五排渣阀45与所述第三排渣阀43串联连接，当进行排渣时，保持所述第一排渣阀41、第二排渣阀42、第三排渣阀43常开，第五排渣阀45关闭，灰渣被收集到所述第一排渣锁斗1中，在此过程中，所述第一排渣锁斗1内压力与所述超临界水反应器100内的压力保持一致，收渣完成后，关闭所述第二排渣阀2使得所述一级排渣锁斗1与所述超临界水反应器100断开，打开所述第一泄压控制阀9，使得所述第一排渣锁斗1内压力降至低于0.3MPa，再打开所述第五排渣阀45进行排渣，排渣完成后，关闭所述第五排渣阀45，向所述一级排渣锁 斗1内充一次水至所述一级排渣锁斗1内充满水，再打开所述一级排渣锁斗1的所述气体充压控制阀55或者所述液体充压控制阀57，对所述一级排渣锁斗1内充压至充压压力与所述超临界水反应器100内压力差为-0.5-0.5MPa时，停止充压，打开所述第二排渣阀42，所述一级排渣锁斗1与所述超临界水反应器100接通，继续下次排渣。

所述将所述第四排渣阀44常开，所述第一排渣锁斗1只起缓冲作用，采用第二排渣锁斗2连续运作排渣，参见图4，具体实现方式为：

保持第一排渣阀41、第二排渣阀42、第三排渣阀43与第四排渣阀44常开，第五排渣阀45关闭，灰渣被收集到所述二级排渣锁斗2中，在此过程中，所述二级排渣锁斗2内压力与所述超临界水反应器100内的压力一致，收渣完成后，关闭第三排渣阀43，使得所述第二排渣锁斗2与所述超临界水反应器100断开，打开所述第二泄压控制阀10，使得所述第二排渣锁斗2内压力降至低于0.3MPa，再打开所述第五排渣阀45进行排渣，排渣完成后，关闭所述第五排渣阀45，向所述二级排渣锁斗2内充一次水至所述二级排渣锁斗2内充满水，再打开所述二级排渣锁斗2的所述气体充压控制阀52或者所述液体充压控制阀54，对所述二级排渣锁斗2内充压至充压压力与所述超临界水反应器100内压力差为-0.5-0.5MPa时，停止充压，打开所述第三排渣阀43，所述二级排渣锁斗2与所述超临界水反应器100接通，继续下次排渣。

为了防止所述第一排渣阀41、第二排渣阀42、第三排渣阀43、第四排渣阀44与第五排渣阀45在排渣过程中，密封面上附着灰渣使得密封不严实，优选的，参见图6，在所述第一排渣阀41与所述第二排渣阀42之间设置有第一吹扫管线6；所述第三排渣阀43与所述第四排渣阀44之间设置有第二吹扫管线7；所述第五排渣阀45上部或者下部设置有第三吹扫管线8。

在排渣过程中，灰渣通过所述第一排渣阀41、第二排渣阀42、第三排渣阀43与第四排渣阀44与第五排渣阀45后，关闭所述第一排渣阀41、第二排渣阀42、第三排渣阀43与第四排渣阀44与第五排渣阀45之前，分别通过所述第一吹扫管线6、第二吹扫管线7与第三吹扫管线8对所述第一排渣阀41、第二排渣阀42、第三排渣阀43与第四排渣阀44与第五排渣阀45的密封面进行吹扫，防止灰渣处于所述密 封面使得气密性差造成漏气，影响超临界水反应的效果。

在此对所述第一吹扫管线5、第二吹扫管线6和第三吹扫管线7不做限定，可以为气体吹扫管线或者液体吹扫管线，只要使得密封面没有灰渣残留，保持密封面的气密性即可。优选的，所述第一吹扫管线6、第二吹扫管线7和第三吹扫管线8分别包含高压气体吹扫管线或者高压液体吹扫管线，或者高压气体吹扫管线和高压液体吹扫管线。

另一方面，为本实用新型实施例提供一种超临界水反应系统，包含：

超临界水反应器100，用于进行超临界水反应；

如上述所述的超临界水反应排渣系统。

本实用新型实施例提供的一种超临界水反应系统，在超临界水反应过程中产生灰渣进入所述超临界水反应排渣系统进行通畅排渣；能够在保持超临界水反应器高压环境的同时持续通畅排渣，且能够避免所述超临界水反应排渣系统产生意外时引起的紧急停车。克服了现有技术中排渣阀损坏造成紧急停车，以及采用背压阀导致排渣系统容易堵塞的缺陷。

优选的，参见图8，在超临界水反应器100壳体底部设置有至少一个冷却水水管入口，所述冷却水入口用于与冷却水管水喷射部件11连接。

进一步优选的，每个冷却水喷射部件分别设置有两个冷却水喷射口(图中未示出)，其中一个冷却水喷射口的喷射方向为所述反应器底部内壁水平切线方向，另一个冷却水喷射口的喷射方向为斜向下且通过所述反应器的排渣孔。

其中，所述冷却水喷射部件可以为两个，也可以为多个，当所述冷却水喷射部件为两个时，参见图8，所述两个冷却水喷射部件11与12对称设置于所述超临界水反应器100壳体底部；当所述冷却水喷射部件为多个时，所述多个冷却水喷射部件均匀分布于所述超临界水反应器100壳体底部。当灰渣从超临界水反应器100底部进入所述超临界水反应排渣系统时，通过在所述反应器100底部内壁水平切线方向与斜向下且通过所述反应器100的排渣孔方向上喷射冷却水，使得灰渣成为湿渣，避免干渣容易对排渣阀产生磨损，影响排渣阀的使用寿命，同时，所述冷却水还能够对灰渣进行冷却和扰动，避免灰渣在超 临界水反应器100底部的密实堆积与堵塞，使得排渣更加通畅。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种超临界水反应排渣系统，其特征在于，包括：位于超临界水反应器下方并与所述超临界水反应器的排渣口连通的至少两级排渣锁斗，所述至少两级排渣锁斗之间依次串联连通，每两级相邻的排渣锁斗之间，以及一级排渣锁斗与所述超临界水反应器之间分别设置有至少一个排渣阀。

2.根据权利要求1所述的超临界水反应排渣系统，其特征在于，至少一级排渣锁斗底部设有充压口，所述充压口上连接有充压装置。

3.根据权利要求2所述的超临界水反应排渣系统，其特征在于，所述充压装置包括：气体充压管路以及所述气体充压管路上设置的气体充压控制阀；

或者，液体充压管路以及所述液体充压管路上设置的液体充压控制阀；

或者，并联的气体充压管路和液体充压管路，以及所述气体充压管路上设置的气体充压控制阀和所述液体充压管路上设置的液体充压控制阀。

4.根据权利要求1所述的超临界水反应排渣系统，其特征在于，包含两级排渣锁斗，分别为一级排渣锁斗和二级排渣锁斗，所述一级排渣锁斗与超临界水反应器之间设置有串联的第一排渣阀和第二排渣阀；所述一级排渣锁斗与所述二级排渣锁斗之间设置有串联的第三排渣阀和第四排渣阀，所述二级排渣锁斗底部设置有第五排渣阀。

5.根据权利要求4所述的超临界水反应排渣系统，其特征在于，

在所述第一排渣阀与所述第二排渣阀之间设置有第一吹扫管线；

所述第三排渣阀与所述第四排渣阀之间设置有第二吹扫管线；

所述第五排渣阀上部或者下部设置有第三吹扫管线。

6.根据权利要求5所述的超临界水反应排渣系统，其特征在于，所述第一吹扫管线、第二吹扫管线和第三吹扫管线分别包含高压气体冲洗管线或者高压液体冲洗管线，或者高压气体冲洗管线和高压液体冲洗管线。

7.根据权利要求4所述的超临界水反应排渣系统，其特征在于，所述一级排渣锁斗与二级排渣锁斗壳体的上部分别设置有第一泄压口和第二泄压口，所述第一泄压口上设置有第一泄压控制阀，所述第二泄压口上设置有第二泄压控制阀。

8.一种超临界水反应系统，其特征在于，包含：

超临界水反应器，用于进行超临界水反应；

如权利要求1-7任一项所述的超临界水反应排渣系统。

9.根据权利要求8所述的超临界水反应系统，其特征在于，在超临界水反应器壳体底部设置有至少一个冷却水水管入口，所述冷却水入口用于与冷却水喷射部件连接。

10.根据权利要求9所述的超临界水反应系统，其特征在于，每个冷却水喷射部件分别设置有两个冷却水喷射口，其中一个冷却水喷射口的喷射方向为所述反应器底部内壁水平切线方向，另一个冷却水喷射口的喷射方向为斜向下且通过所述反应器的排渣孔。