申请/专利权人：成都九翼环保科技有限公司

申请日：2018-07-16

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN108946909B

主分类号：C02F1/72

分类号：C02F1/72;C02F1/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2019.01.01#实质审查的生效;2018.12.07#公开

摘要：本发明涉及超临界水氧化反应器内部温度检测，具体涉及一种超临界水氧化反应器及其在线温度检测系统及用途。所述超临界水氧化反应器中设置有在线温度检测系统；所述在线温度检测系统包括至少一个杆状垂直温度检测装置和至少一个水平温度检测装置；所述杆状垂直温度检测装置靠近且平行于反应器的纵向中心轴或者与反应器的纵向中心轴重合，设置有至少一个测温元件；所述水平温度检测装置平行于反应器的横切面，设置有至少一个测温元件。本发明能够实时检测反应区由上到下及由内到外的温度分布，从而准确判断超临界水氧化反应时间以及氧化反应是否完全。

主权项：1.一种超临界水氧化反应器，其特征在于：包括反应器3，以及设置在所述反应器3中的在线温度检测系统，所述在线温度检测系统包括至少一个杆状垂直温度检测装置1和至少一个水平温度检测装置2；所述杆状垂直温度检测装置1靠近且平行于反应器3的纵向中心轴或者与反应器3的纵向中心轴重合，其上设置有多个等距离均匀分布的测温元件4；所述水平温度检测装置2为环形或多边形且平行于反应器3的横切面，沿其周向设置有多个等距离均匀分布的测温元件4；所述杆状垂直温度检测装置1从上到下贯穿所述反应器3内部的反应区；所述水平温度检测装置2为多个，沿着所述反应器3的纵向中心轴均匀设置，从而将所述反应器3划分为多个空间；所述杆状垂直温度检测装置1和水平温度检测装置2均采用套管，所述测温元件4为热电偶测温元件，所述热电偶测温元件安装在所述套管内；和或所述测温元件4由惰性材料制成。

全文数据：超临界水氧化反应器及其在线温度检测系统及用途技术领域[0001]本发明涉及超临界水氧化反应器内部温度检测，具体涉及一种超临界水氧化反应器及其在线温度检测系统及用途。背景技术[0002]超临界水SupercriticalWater，简称SCW是指温度和压力均高于其临界点T=374•15°C，P=22.12MPa的特殊状态的水。基于超临界水独特的物理化学性质，发展出了超临界水氧化技术SupercriticalWaterOxidation，简称SCW0。超临界水氧化技术是利用超临界水独特的物理化学性质，使氧化剂和有机物完全溶解在超临界水中发生均相反应，并将有机物彻底氧化成水、二氧化碳。[0003]在SCW0过程中，反应器内温度变化较大，各个部位的温度相差也比较大，传统的测温元件无法在线实时检测整个反应器的温度场分布情况，也就无法迅速得出反应器内部的真实反应状态、反应是否完全以及反应完全所需要的时间，容易造成安全隐患以及生产效能的损失。因此，需要开发新的测温系统，以便实时监控反应器的运行状态。发明内容[0004]为了解决现有的SCW0反应器无法检测内部温度场分布的技术问题，本发明提供一种超临界水氧化反应器及其在线温度检测系统，通过实时检测整个反应器内部的温度分布情况，准确判断超临界水氧化过程中反应器的运行状态，从而确保反应器运行的安全性和可靠性。[0005]—方面，本发明提供一种超临界水氧化反应器，其特征在于:包括反应器，以及设置在所述反应器中的在线温度检测系统，所述在线温度检测系统包括至少一个杆状垂直温度检测装置和至少一个水平温度检测装置；[0006]所述杆状垂直温度检测装置靠近且平行于反应器的纵向中心轴或者与反应器的纵向中心轴重合，设置有至少一个测温元件；[0007]所述水平温度检测装置平行于反应器的横切面，设置有至少一个测温元件。[0008]在SCW0过程中，反应器内温度变化较大，各个部位的温度相差也比较大。本发明在反应器内部设置垂直温度检测装置，用于检测反应区中心由上到下的温度分布情况;在反应器内部设置水平温度检测装置，用于检测反应区由内到外的温度分布情况。通过实时掌握整个反应器内部的温度场分布，准确判断反应器是否处于超临界状态下、氧化反应是否完全以及完全反应所需的时间，实时监控反应器的运行状态，确保反应器运行的安全性和可靠性。[0009]所述反应器包括1，2，3，4，5或更多个垂直温度检测装置，所述垂直温度检测装置的中心轴尽量靠近反应器的纵向中心轴，最好与反应器的纵向中心轴重合。所述反应器从上到下包括1，2，3，4，5或更多个水平温度检测装置，在反应器的不同层面进行环向温度检测。[0010]优选地，在所述反应器的顶部对应所述杆状垂直温度检测装置的位置设置有中心测温口，所述杆状垂直温度检测装置的顶端从对应设置的所述中心测温口伸到所述反应器夕卜;和或，在所述反应器的侧壁上，对应所述水平温度检测装置的位置设置有环向测温口，每一个所述水平温度检测装置的端部从对应设置的所述环向测温口伸到所述反应器外。[0011]优选地，所述杆状垂直温度检测装置从上到下贯穿所述反应器内部的反应区；所述水平温度检测装置为多个，沿着所述反应器的纵向中心轴均勾设置，从而将所述反应器划分为多个空间。[0012]优选地，所述水平温度检测装置为环形，沿周向设置多个测温兀件;或者，所述水平温度检测装置为多边形，在每一边的中点上设置测温元件。[0013]所述水平温度检测装置优选为环形，也可以是多边形，例如三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形等。[00M]优选地，每一个所述杆状垂直温度检测装置上的测温元件为多个，等距离均匀分布;和或每一个所述水平温度检测装置上的测温元件为多个，沿周向等距离均匀分布。[0015]优选地，所述杆状垂直温度检测装置和水平温度检测装置均采用套管，所述测温元件为热电偶测温元件，所述热电偶测温元件安装在所述套管内；和或所述测温元件由惰性材料制成。[0016]优选地，所述热电偶测温元件通过变送器输出信号，将所检测到的温度数据传输到中控电脑上，进行分析。[0017]另一方面，本发明提供一种用于超临界水氧化反应器的在线温度检测系统，其特征在于:包括至少一个杆状垂直温度检测装置和至少一个水平温度检测装置；[0018]所述杆状垂直温度检测装置，其平行于反应器的纵向中心轴或者与反应器的纵向中心轴重合，设置有至少一个测温元件，其顶端用于通过反应器的顶部伸到反应器外；[0019]所述水平温度检测装置用于设置在反应器内部的反应区内，平行于反应器的横切面，设置有至少一个测温兀件，其端部用于通过反应器侧壁伸到反应器外。[0020]在所述在线温度检测系统的一些实施例中，所述杆状垂直温度检测装置从上到下贯穿反应器内部的反应区；所述水平温度检测装置为多个，沿着反应器的纵向中心轴均匀设置，从而将反应器划分为多个空间。[0021]在所述在线温度检测系统的一些实施例中，所述水平温度检测装置为环形，沿周向设置多个测温元件;或者，所述水平温度检测装置为多边形，在每一边的中点上设置测温元件。[0022]在所述在线温度检测系统的一些实施例中，每一个所述杆状垂直温度检测装置上的测温元件为多个，等距离均匀分布;和或每一个所述水平温度检测装置上的测温元件为多个，沿周向等距离均匀分布。[0023]在所述在线温度检测系统的一些实施例中，所述杆状垂直温度检测装置和水平温度检测装置均采用套管，所述测温元件为热电偶测温元件，所述热电偶测温元件安装在所述套管内；和或所述测温元件由惰性材料制成。[0024]在所述在线温度检测系统的一些实施例中，所述热电偶测温元件通过变送器输出信号，将所检测到的温度数据传输到中控电脑上，进行分析。[0025]还在另一方面，本发明提供一种超临界水氧化反应器的在线温度检测方法，其特征在于:在超临界水氧化反应器的顶部设置至少一个中心测温口，在侧壁上设置至少一个环向测温口；[0026]在所述超临界水氧化反应器上安装所述在线温度检测系统;所述杆状垂直温度检测装置的顶端从所述中心测温口伸出并固定;所述水平温度检测装置的端部从所述环向测温口伸出并固定；[0027]通过所述在线温度检测系统检测反应区中心由上到下的温度分布以及反应区由内到外的温度分布。[0028]还在另一方面，本发明提供任一所述的超临界水氧化反应器的制造方法，其特征在于:在反应器的顶部设置至少一个中心测温口，在反应器的侧壁上设置至少一个环向测温口；[0029]将所述杆状垂直温度检测装置放置在反应器内部的反应区，其靠近且平行于反应器的纵向中心轴或者与反应器的纵向中心轴重合，其顶端从对应的所述中心测温口伸出并固定；[0030]将所述水平温度检测装置放置在反应器内部的反应区，平行于反应器的横切面设置，其端部从对应的所述环向测温口伸出并固定。[0031]综上，与现有SWCO反应器的测温方法相比较，本发明具有以下优点：[0032]检测结果准确性咼：通过杆状垂直温度检测裝詈和水平渦度柃测装置的结合，实时检测反应区域中心由上到下的温度分布情况以及反应区域由内到外的温度分布情况，全方位的温度检测数据能够准确反映出反应器内部的温度场分布，有助于准确判断反应器内部的超临界水氧化反应时间以及氧化反应是否完全。[0033]检测系统可灵活设置:可根据反应器大小的卖际情况.灵活诜择杆状垂肓温度检测装置的数量、水平温度检测装置的数量、杆状垂直温度检测装置上测温元件的数量及密度、水平温度检测装置上测温元件的数量及密度。附图说明[0034]图1.本发明典型实施例中的超临界水氧化反应器的纵剖面示意图；[0035]图2•图1所示超临界水氧化反应器的A-A剖面图；[0036]图3•图1所示超临界水氧化反应器的俯视图；[0037]附图标记说明：丨―杆状垂直温度检测装置，2-水平温度检测装置，3_反应器，4-测温元件，5-中心测温口，6-环向测温口。具体实施方式[0038]下面通过具体实施对本发明进一步详述，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。[0039]本发明提供一种超临界水氧化反应器，包括反应器3,以及设置在所述反应器3中的在线温度检测系统，所述在线温度检测系统包括至少一个杆状垂直温度检测装置i和至少一个水平温度检测装置2;[0040]所述杆状垂直温度检测装置1靠近且平行于反应器3的纵向中心轴或者与反应器3的纵向中心轴重合，设置有至少一个测温元件4;[0041]所述水平温度检测装置2平行于反应器3的横切面，设置有至少一个测温元件4。[0042]在一些实施例中，为了使SWCO反应器测温更加准确，根据不同SWCO反应器直径大小及反应器高度，设置多个杆状垂直温度检测装置1和多层水平温度检测装置2,对反应器内部温度场分布进行全方位检测，从而更加全面、准确地检测反应器内部的反应情况。[0043]在优选实施例中，在所述反应器3的顶部对应所述杆状垂直温度检测装置1的位置设置有中心测温口5，所述杆状垂直温度检测装置1的顶端从对应设置的所述中心测温口5伸到所述反应器3外;和或，在所述反应器3的侧壁上，对应所述水平温度检测装置2的位置设置有环向测温口6，每一个所述水平温度检测装置2的端部从对应设置的所述环向测温口6伸到所述反应器3外。[0044]在一些实施例中，根据实际需要，在SWCO反应器的顶部设置1，2，3，4，5或更多个中心测温口，每一个杆状垂直温度检测装置1从对应的中心测温口伸出并固定。[0045]在一些实施例中，根据实际需要，沿SCW0反应器的侧壁从上到下设置1，2，3，4，5或更多个环向测温口，每一个水平温度检测装置2从对应的环向测温口伸出并固定。[0046]在优选实施例中，所述杆状垂直温度检测装置1从上到下贯穿所述反应器3内部的反应区;所述水平温度检测装置2为多个，沿着所述反应器3的纵向中心轴均匀设置，从而将所述反应器3划分为多个空间。[0047]在优选实施例中，所述水平温度检测装置2为环形，沿周向设置多个测温元件4;或者，所述水平温度检测装置2为多边形，在每一边的中点上设置测温元件4。[0048]在优选实施例中，每一个所述杆状垂直温度检测装置1上的测温元件4为多个，等距离均匀分布;和或每一个所述水平温度检测装置2上的测温元件4为多个，沿周向等距离均匀分布。[0049]在一些实施例中，在所述杆状垂直温度检测装置1上，每隔一定的距离设一个中心测温点，每个中心测温点上设置一个测温元件4。所述中心测温点之间的距离可根据实际需要改变，亦可根据反应器3筒体高度设置多个中心测温点，例如，设置丨^”^^^”或者更多个中心测温点。[0050]在一些实施例中，根据实际需要，在所述水平温度检测装置2上设置3，4，5，6或更多个环向测温点，每个环向测温点设置一个测温元件4。[0051]在优选实施例中，所述杆状垂直温度检测装置1和水平温度检测装置2均采用套管，所述测温元件4为热电偶测温元件，所述热电偶测温元件安装在所述套管内；和或所述测温元件4由惰性材料制成。[0052]在优选实施例中，所述热电偶测温元件通过变送器输出信号，将所检测到的温度数据传输到中控电脑上，进行分析。[0053]在一些实施例中，采用单支多点三点及其以上）的杆状垂直温度检测装置丨，测量反应器3内中心温度。在反应器3顶部设置中心测温口5，所述中心测温口5尽量接近反应器3中心轴，将杆状垂直温度检测装置1的顶端向上伸出所述中心测温口5并进行固定，其余部分位于反应器3内部。所述杆状垂直温度检测装置1带有套管保护装置，在测温套管内安装多点热电偶测温元件，通过变送器输出信号，传到中控电脑上，用于检测反应区中心从上到下各点的温度。[0054]在一些实施例中，采用多支多点三点及其以上的水平温度检测装置2,测量反应器内壁环向7皿度。、口宥反应器3的1¾壁从上到下分别设置多个环向测温口6，通过每个环向测温口6设置一个环形多点二点及其以上测温套管，在测温套管内安装热电偶测温元件，通过变送器输出信号，传到中控电脑上，用于检测反应器内壁的各点温度y'’[0055]本发明还提供一种用于超临界水氧化反应器的在线温度检测系统，包括至少一个杆状垂直温度检测装置1和至少一个水平温度检测装置2;[0056]所述杆状垂直温度检测装置1，其平行于反应器的纵向中心轴或者与反应器的纵向中心轴重合，设置有至少一个测温元件4,其顶端用于通过反应器的顶部伸到反应器外；[0057]所述水平温度检测装置2用于设置在反应器内部的反应区内，平行于反应器的横切面，设置有至少一个测温元件4,其端部用于通过反应器侧壁伸到反应器外。’[0058]本发明还提供一种超临界水氧化反应器的在线温度检测方法，其特征在于:在超临界水氧化反应器的顶部设置至少一个中心测温口5,在侧壁上设置至少一个环向测温口6；[0059]在所述超临界水氧化反应器上安装所述在线温度检测系统;所述杆状垂直温度检测装置1的顶端从所述中心测温口5伸出并固定;所述水平温度检测装置2的端部从所述环向测温口6伸出并固定；[0060]通过所述在线温度检测系统检测反应区中心由上到下的温度分布以及反应区由内到外的温度分布。[0061]本发明还提供一种超临界水氧化反应器的制造方法，其特征在于:在反应器3的顶部设置至少一个中心测温口5，在反应器3的侧壁上设置至少一个环向测温口6;[0062]将所述杆状垂直温度检测装置1放置在反应器3内部的反应区，其靠近且平行于反应器3的纵向中心轴或者与反应器3的纵向中心轴重合，其顶端从对应的所述中心测温口5伸出并固定；[0063]将所述水平温度检测装置2放置在反应器3内部的反应区，平行于反应器3的横切面设置，其端部从对应的所述环向测温口6伸出并固定。

权利要求：1.一种超临界水氧化反应器，其特征在于:包括反应器3，以及设置在所述反应器3中的在线温度检测系统，所述在线温度检测系统包括至少一个杆状垂直温度检测装置（1和至少一个水平温度检测装置2;所述杆状垂直温度检测装置（1靠近且平行于反应器3的纵向中心轴或者与反应器⑶的纵向中心轴重合，设置有至少一个测温元件⑷；所述水平温度检测装置2平行于反应器⑶的横切面，设置有至少一个测温元件⑷。2.如权禾j要求1所述的超临界水氧化反应器，其特征在于：在所述反应器3的顶部对应所述杆状垂直温度检测装置1的位置设置有中心测温口，所述杆状垂直温度检测装置1的顶端从对应设置的所述中心测温口（5伸到所述反应器3外;和或，在所述反应器3的侧壁上，对应所述水平温度检测装置2的位置设置有环向测温口6，每一个所述水平温度检测装置2的端部从对应设置的所述环向测温口（6伸到所述反应器⑶外。3.如权利要求1所述的超临界水氧化反应器，其特征在于:所述杆状垂直温度检测装置1从上到下贯穿所述反应器3内部的反应区;所述水平温度检测装置⑵为多个，沿着所述反应器3的纵向中心轴均匀设置，从而将所述反应器3划分为多个空间。4.如权利要求1所述的超临界水氧化反应器，其特征在于:所述水平温度检测装置2为环形，沿周向设置多个测温元件4;或者，所述水平温度检测装置2为多边形，在每一边的中点上设置测温元件；4。5.如权利要求3或4所述的超临界水氧化反应器，其特征在于:每一个所述杆状垂直温度检测装置⑴上的测温元件4为多个，等距离均匀分布;和或每一个所述水平温度检测装置⑵上的测温元件⑷为多个，沿周向等距离均匀分布。6.如权利要求1所述的超临界水氧化反应器，其特征在于:所述杆状垂直温度检测装置1和水平温度检测装置2均米用套管，所述测温元件4为热电偶测温元件，所述热电偶测温兀件安装在所述套管内；和或所述测温元件4由惰性材料制成。7.如权利要求6所述的超临界水氧化反应器，其特征在于:所述热电偶测温元件通过变送器输出信号，将所检测到的温度数据传输到中控电脑上，进行分析。8.用于超临界水氧化反应器的在线温度检测系统，其特征在于:包括至少一个杆状垂直温度检测装置1和至少一个水平温度检测装置2;所述杆状垂直温度检测装置（1，其平行于反应器的纵向中心轴或者与反应器的纵向中心轴重合，设置有至少一个测温元件4，其顶端用于通过反应器的顶部伸到反应器外；所述水平温度检测装置2用于设置在反应器内部的反应区内，平行于反应器的横切面，设置有至少一个测温元件4，其端部用于通过反应器侧壁伸到反应器外。9.超临界水氧化反应器的在线温度检测方法，其特征在于：在超临界水氧化反应器的顶部设置至少一个中心测温口（5，在侧壁上设置至少一个环向测温口（6;在所述超临界水氧化反应器上安装权利要求8所述的在线温度检测系统;所述杆状垂直温度检测装置（1的顶端从所述中心测温口⑸伸出并固定;所述水平温度检测装置2的端部从所述环向测温口（6伸出并固定；通过所述在线温度检测系统检测反应区中心由上到下的温度分布以及反应区由内到外的温度分布。丄女不土一饥讼即姐丨丨化反应器的制造方法，其特征在于：在反应器⑶的顶部设置至少-个巾侧温□⑸，在反应器⑶的侧壁上设置至少—个环向测温口6；将所述杆状垂直温度检测装置1放置在反应器3内部的反应区，其靠近且平行于反应器3的纵向中心轴或者与反应器⑶的纵向中心轴重合，其顶端从对应的所述中心测温口⑸伸出并固定；将所述水平温度检测装置2放置在反应器3内部的反应区，平行于反应器3的横切面设置，其端部从对应的所述环向测温口（6伸出并固定。’

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