CN206583479U - 用于超临界水氧化反应器的仪表装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于超临界水氧化反应器的仪表装置。该装置包括：测温套筒、温度检测装置和压力测量装置；其中，测温套筒穿设于超临界水氧化反应器的外壁并部分伸入超临界水氧化反应器的炉膛内；温度检测装置置于测温套筒内，温度检测装置的外壳与测温套筒围设成环形空间；压力测量装置与环形空间相连通，用于检测测温套筒内的压力。本实用新型提供的仪表装置实现了在监控测温套筒内温度的同时，也可以利用压力测量装置随时监控测温套筒内的压力变化的目的，从而可以及时发现测温套筒的泄漏情况并进行检修，进而避免了设备的损坏甚至人员伤亡，达到了减少安全隐患的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及超临界水氧化技术领域，具体而言，涉及一种用于超临界水氧化反应器的仪表。
背景技术
超临界水氧化技术是指在超过水的临界点(T＝374℃，P＝22.1MPa)的高温高压条件下，以氧气或其它氧化剂将有机物进行“燃烧”氧化的方法。超临界水具有类似液体的密度、溶解能力和良好的流动性，是一种非极性溶剂，同时又具有类似气体的扩散系数和低黏度。在超临界水中，气液两相的界面消失，有机物和O2在超临界水中完全互溶，形成均一相体系，反应速度大大加快。在小于1min甚至几秒钟的反应停留时间内，99.9％以上的有机物迅速燃烧氧化成CO2、H2O和无机盐等无毒无害的终端产物，同时氧化反应过程中会释放出大量的热能并可进行高效回收利用。
超临界水氧化反应器为了便于操作过程中实时掌握反应器内的运行状况，都需要在反应器炉膛内设置测温点来检测炉膛内的温度，在开车阶段，温度对判断点火是否成功至关重要，在运行过程中，温度最直接的反映了反应器的运行状况。目前，对于超临界水氧化反应器来说，参见图1，炉膛1’内的温度是通过将热电偶2’的一端插入炉膛1’内部的测温套筒3’中，另一端与测温仪表4’相连接来间接检测的，炉膛1’内壁与测温套筒3’外壁之间的区域为高温高压区，测温套筒3’内部则为常压区。
但是，超临界水氧化技术是一把双刃剑，一方面由于其强氧化性可以将有机物彻底氧化分解，另一方面，强氧化性也对设备材料形成了强腐蚀，造成设备被损坏的风险。而炉膛1’内的测温套筒3’就是一个较大的隐患，如果测温套筒3’被腐蚀穿透，则炉膛1’内的高温高压介质就会通过该漏点与外界大气保持连通，从而造成强有力的泄压，如果没有及时发现测温套筒3’发生泄漏，就会造成设备的损坏甚至人员的伤亡。
实用新型内容
鉴于此，本实用新型提出了一种用于超临界水氧化反应器的仪表装置，旨在解决现有技术中当测温套筒被腐蚀穿透时无法及时发现导致的存在安全隐患的问题。
一个方面，本实用新型提出了一种用于超临界水氧化反应器的仪表装置。该装置包括：测温套筒、温度检测装置和压力测量装置；其中，测温套筒穿设于超临界水氧化反应器的外壁并部分伸入超临界水氧化反应器的炉膛内；温度检测装置置于测温套筒内，温度检测装置的外壳与测温套筒围设成环形空间；压力测量装置与环形空间相连通，用于检测环形空间内的压力。
进一步地，上述用于超临界水氧化反应器的仪表装置，还包括：连接体；其中，测温套筒依次穿设于连接体和超临界水氧化反应器的外壁并部分伸入炉膛内；连接体开设有通孔，通孔的第一端与环形空间相连通，通孔的第二端与压力测量装置相连接。
进一步地，上述用于超临界水氧化反应器的仪表装置中，压力测量装置包括：连接头和压力表；其中，连接头设置于通孔内且与通孔相连通，压力表的接头与连接头相连通。
进一步地，上述用于超临界水氧化反应器的仪表装置中，通孔内设置有螺纹，连接头螺纹连接于通孔内。
进一步地，上述用于超临界水氧化反应器的仪表装置，还包括：冷却引压管；其中，冷却引压管套设于压力表的接头的外壁。
进一步地，上述用于超临界水氧化反应器的仪表装置中，冷却引压管为盘管。
进一步地，上述用于超临界水氧化反应器的仪表装置中，连接体为法兰。
进一步地，上述用于超临界水氧化反应器的仪表装置中，还包括：控制器和报警器；其中，控制器与压力测量装置电连接，用于接收压力测量装置获取的压力值，并在压力值大于预设值时发出驱动信号；报警器与控制器电连接，用于接收驱动信号并发出报警信号。
进一步地，上述用于超临界水氧化反应器的仪表装置中，温度检测装置为热电偶；压力测量装置为压力传感器。
进一步地，上述用于超临界水氧化反应器的仪表装置中，热电偶为单只单点热电偶或单只多点热电偶。
本实用新型中温度检测装置可以检测测温套筒内的温度，压力测量装置可以测量温度检测装置的外壳与测温套筒围设成的环形空间内的温度，实现了在监控测温套筒内温度的同时，也可以利用压力测量装置随时监控测温套筒内的压力变化的目的，即当压力测量装置所测量的压力为常压时，说明测温套筒无泄露，而当压力测量装置所测量的压力由常压突然升高时，则说明测温套筒发生了泄漏，从而可以及时发现测温套筒的泄漏情况并进行检修，进而避免了设备的损坏甚至人员伤亡，达到了减少安全隐患的目的。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为现有技术中仪表装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的仪表装置的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的仪表装置的又一结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
参见图2，图中示出了本实施例提供的用于超临界水氧化反应器的仪表装置的优选结构。如图所示，该装置包括：测温套筒3、温度检测装置1和压力测量装置2。
其中，测温套筒3可以与超临界水氧化反应器的外壁5相连接，测温套筒3穿设于超临界水氧化反应器的外壁5并部分伸入超临界水氧化反应器的炉膛6内，超临界水氧化反应发生时，炉膛6内为超临界区，即炉膛6内为高温高压区。温度检测装置1置于测温套筒3内，从而使温度检测装置1的外壳11与测温套筒3围设成环形空间，超临界水氧化反应发生时，环形空间内为常压区。压力测量装置2可以与超临界水氧化反应器相连接，通过压力测量装置2可以随时监控测温套筒3内的压力变化，压力为常压说明测温套筒3无泄露，如果压力由常压突然升至高压则说明测温套筒3发生了泄漏。
具体实施时，温度检测装置1可以与温度显示装置7电连接，即可以通过温度显示装置7了解炉膛6内的温度。为了预防测温套筒3的泄漏，温度检测装置1可以采用高温高压设计，即温度检测装置1的外壳11材料可以为镍及合金，例如外壳11材料可以为inconel625。外壳11的厚度可以按照一定的压强进行强度计算，例如按照23MPa进行强度计算。如果测温套筒3已泄漏，由于温度检测装置1是高温高压设计，可以防止炉膛6内的高温高压介质直接与大气连通，此时有充足的时间进行停车检修处理而不发生危险。此外，因为外壳11厚度的增加对测温准确性有不利影响，所以外壳11厚度选取原则可以为在强度允许条件下取外壳11厚度的下限，进而使外壳11承压的同时也保证了温度测量的准确性。
本实施例中，温度检测装置1可以检测测温套筒3内的温度，压力测量装置2可以测量温度检测装置1的外壳11与测温套筒3围设成的环形空间内的温度，实现了在监控测温套筒3内温度的同时，也可以利用压力测量装置2随时监控测温套筒3内的压力变化的目的，即当压力测量装置2所测量的压力为常压时，说明测温套筒3无泄露，而当压力测量装置2所测量的压力由常压突然升高时，则说明测温套筒3发生了泄漏，从而可以及时发现测温套筒3的泄漏情况并进行检修，进而避免了设备的损坏甚至人员伤亡，达到了减少安全隐患的目的。
参见图3，图中示出了本实施例提供的用于超临界水氧化反应器的仪表装置的又一优选结构。如图所示，该装置还可以包括：连接体4。其中，测温套筒3依次穿设于连接体4和超临界水氧化反应器的外壁5并部分伸入炉膛6内。连接体4开设有通孔41，通孔41的第一端(图2所示的左端)与温度检测装环形空间的内部相连通，通孔41的第二端(图2所示的右端)与压力测量装置2相连接，也就是说，压力测量装置2通过通孔41与环形空间相连通。通孔41的直径可以为2mm-5mm，当然，具体实施时，通孔41的直径可以根据连接体4的厚度来确定，本实施例对其不做任何限定。连接体4可以为法兰，进而更加便于与超临界水氧化反应器的外壁5的安装和拆卸。此外，连接体4可以按照高温高压设计，例如连接体4可以选取2500磅的设计标准，从而实现当测温套筒3泄漏后，连接体4能够将泄漏的反应产物与外界大气进行隔离。
上述实施例中，压力测量装置2可以包括：连接头21和压力表22。其中，连接头21设置于通孔41内且与通孔41相连通，压力表22的接头221与连接头21相连通。具体实施时，通孔41内可以设置有螺纹，连接头21可以螺纹连接于通孔41内，进而使连接头21与连接体4的安装和拆卸更加方便。
上述各实施例中，还可以包括：冷却引压管(图中未示出)。其中，冷却引压管可以为盘管，冷却引压管可以套设于压力表22的接头221的外壁。冷却引压管的两端均可以与大气相连通，当然，具体实施时，冷却引压管也可以与冷却装置相连接，通过冷却装置向冷却引压管内通入冷却液。
本实施例中，冷却引压管可以防止泄漏的高温高压介质对压力表22造成损坏。
上述实施例中，还可以包括：控制器(图中未示出)和报警器(图中未示出)。其中，压力测量装置2可以为压力传感器，将压力传感器置于环形空间内以获取环形空间的压力值。控制器与压力测量装置2电连接，控制器可以接收压力测量装置2获取的压力值，并在压力值大于预设值时发出驱动信号。报警器与控制器电连接，用于接收驱动信号并发出报警信号。具体实施时，控制器可以为上位机。
需要说明的是，压力值的预设值可以根据实际需要来确定，本实施例对其不做任何限定。
本实施例中，通过控制器和报警器实现了对环形空间压力的监控，并在环形空间压力值大于预设值时发出报警信号，使得监控过程更加方便，节省人力。
上述各实施例中，温度检测装置1为热电偶，热电偶可以使温度的监控更加精确。热电偶可以为单只单点热电偶，也可以为单只多点热电偶。单只多点热电偶可以检测环形空间内的多个点的温度，更加有利于温度的监控。
综上，本实施例中温度检测装置可以检测测温套筒内的温度，压力测量装置可以测量温度检测装置的外壳与测温套筒围设成的环形空间内的温度，实现了在监控测温套筒内温度的同时，也可以利用压力测量装置随时监控测温套筒内的压力变化的目的，即当压力测量装置所测量的压力为常压时，说明测温套筒无泄露，而当压力测量装置所测量的压力由常压突然升高时，则说明测温套筒发生了泄漏，从而可以及时发现测温套筒的泄漏情况并进行检修，进而避免了设备的损坏甚至人员伤亡，达到了减少安全隐患的目的。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用于超临界水氧化反应器的仪表装置，其特征在于，包括：测温套筒(3)、温度检测装置(1)和压力测量装置(2)；其中，
所述测温套筒(3)穿设于所述超临界水氧化反应器的外壁(5)并部分伸入所述超临界水氧化反应器的炉膛(6)内；
所述温度检测装置(1)置于所述测温套筒(3)内，所述温度检测装置(1)的外壳(11)与所述测温套筒(3)围设成环形空间；
所述压力测量装置(2)与所述环形空间相连通，用于检测所述环形空间内的压力。
2.根据权利要求1所述的用于超临界水氧化反应器的仪表装置，其特征在于，还包括：连接体(4)；其中，
所述测温套筒(3)依次穿设于所述连接体(4)和所述超临界水氧化反应器的外壁(5)并部分伸入所述炉膛(6)内；
所述连接体(4)开设有通孔(41)，所述通孔(41)的第一端与所述环形空间相连通，所述通孔(41)的第二端与所述压力测量装置(2)相连接。
3.根据权利要求2所述的用于超临界水氧化反应器的仪表装置，其特征在于，所述压力测量装置(2)包括：连接头(21)和压力表(22)；其中，
所述连接头(21)设置于所述通孔(41)内且与所述通孔(41)相连通，所述压力表(22)的接头(221)与所述连接头(21)相连通。
4.根据权利要求3所述的用于超临界水氧化反应器的仪表装置，其特征在于，
所述通孔(41)内设置有螺纹，所述连接头(21)螺纹连接于所述通孔(41)内。
5.根据权利要求3所述的用于超临界水氧化反应器的仪表装置，其特征在于，还包括：冷却引压管；其中，
所述冷却引压管套设于所述压力表(22)的接头(221)的外壁。
6.根据权利要求5所述的用于超临界水氧化反应器的仪表装置，其特征在于，
所述冷却引压管为盘管。
7.根据权利要求2所述的用于超临界水氧化反应器的仪表装置，其特征在于，
所述连接体(4)为法兰。
8.根据权利要求1所述的用于超临界水氧化反应器的仪表装置，其特征在于，还包括：控制器和报警器；其中，
所述控制器与所述压力测量装置(2)电连接，用于接收所述压力测量装置(2)获取的压力值，并在所述压力值大于预设值时发出驱动信号；
所述报警器与所述控制器电连接，用于接收所述驱动信号并发出报警信号。
9.根据权利要求1所述的用于超临界水氧化反应器的仪表装置，其特征在于，
所述温度检测装置(1)为热电偶；所述压力测量装置(2)为压力传感器。
10.根据权利要求9所述的用于超临界水氧化反应器的仪表装置，其特征在于，
所述热电偶为单只单点热电偶或单只多点热电偶。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109847669A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-06-07 | 西安交通大学 | 一种用于超临界水氧化装置管式反应器的超温控制系统及控制方法 |
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- 2016-12-21 CN CN201621412562.8U patent/CN206583479U/zh active Active
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| CN109847669A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-06-07 | 西安交通大学 | 一种用于超临界水氧化装置管式反应器的超温控制系统及控制方法 |
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