一种超临界水氧化反应控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明设计涉及超临界水氧化反应系统设备技术领域，具体的说是一种超临界水氧化反应控制系统。
【背景技术】
[0002]超临界水氧化(SCW0)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SCW0法。
[0003]超临界水(Supercritical Water，简称SCW)是指温度超过374.15°C，压力超过2 2.12 Mp a的特殊状态的水。由于超临界水对有机物和氧化剂都是极好的溶剂，超临界水氧化法可用于各种有毒有害废水、废物及污泥的处理，对于大多数难降解有机物均具有很高的去除率。有试验证明，有机碳含量在27000?33000mg/L之间的有机废水经超临界水氧化法处理，有机碳的破坏率超过99.97%，并且所有有机物都转化为二氧化碳和水。
[0004]但是由于超临界水氧化反应的苛刻条件(374.15°(3，22.121^?)，很多工艺难以保持平稳的运行，而对于超临界压力容器的设计计算，材料的选择依据，以及反应点火温度、灭或温度、反应压力等参数仅靠经验去摸索，造成超临界水氧化反应系统的升级及大型化、工业化进程缓慢，且系统运行所产生的数据缺乏有效的采集、存储、分析，为系统工艺调整及优化提供可靠的依据，也给系统稳定、安全、可靠运行提供必要条件。
【发明内容】
[0005]针对现有超临界水氧化反应控制系统的不足之处，本发明提供一种可对超临界水氧化反应系统实施自动控制的具有数据采集、存储、分析的并配备设备关键区域视频监控的超临界水氧化反应控制系统。
[0006]本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:
[0007]—种超临界水氧化反应控制系统，包括氧化剂输送管路、燃料输送管路、物料输送管路、反应器、气态产物排出单元、液态产物排出单元及控制单元，氧化剂输送管路的输出端连接反应器的氧化剂入口 ；燃料输送管路的输出端连接反应器的燃料入口 ；物料输送管路输出端连接至反应器的物料入口 ；气态产物排出单元包括与反应器气相出口连接的气态产物排出管路和储水罐;其特征在于:氧化剂输送管路、燃料输送管路、物料输送管路中还包括连接在管路上的传感器和现场执行部件;气态产物排出管路依次连接氧化剂输送管路和物料输送管路上换热器的热端管路，输出端连接储水罐的入口；
[0008]气态产物排出单元还包括蒸发壁水管路、底部入水管路和冷却水管路，其中蒸发壁水管路连接储水罐和反应器的蒸发壁水入口，经过调温的水通过蒸发壁进入反应器内部;底部入水管路连接储水罐和反应器底部入水口，使常温水进入反应器底部;冷却水管路连接储水罐和冷却水入口，使常温水进入反应器内燃烧嘴附近设置的冷却盘管;液态产物排出单元包括与反应器液体排出口连接的无机盐储罐;无机盐储罐顶部设置伸入反应器底部的连通管，连通管的顶部为反应器底部液面能达到的最大高度；
[0009]控制单元包括传感器、现场执行部件、控制器、上位机，现场执行部件与控制器电连接，控制器与上位机通过总线控制进行数据交换，传感器与上位机通过信号连接;控制单元的工作过程包括:
[0010]1)传感器采集氧化剂输送管路、燃料输送管路、物料输送管路、反应器、气态产物排出单元、液态产物排出单元的温度、压力、流量和液位数据，并将传感数据经过控制器采集至上位机中；现场执行部件的运行状态参数经控制器输入至上位机中；
[0011]2)上位机根据传感数据及运行状态参数执行启动过程、停车过程、紧急停车过程、温度调节过程和压力调节过程，向控制器输出控制信号，控制各现场执行部件；
[0012]现场执行部件包括反应器气相出口设置的压力调节阀，无机盐储罐入口设置的截止阀和出口设置的压力调节阀，燃料输送管路设置的截止阀、第一流量调节阀、第一增压栗，物料输送管路设置的截止阀、第二流量调节阀、第二增压栗，氧化剂输送管路设置的截止阀、调压阀、第三流量调节阀、第三增压栗，蒸发壁水管路设置的第一水栗，底部入水管路设置的第二水栗，冷却水管路设置的第三水栗，氧化剂输送管路、燃料输送管路、物料输送管路、蒸发壁水管路上分别设置的加热元件。
[0013]所述的传感器包括反应器气相出口设置的第一温度传感器、第一压力传感器，反应器内部设置的第二温度传感器，无机盐储罐上设置的液位传感器，物料输送管路的第一流量计，燃料输送管路的第二流量计，氧化剂输送管路的第三流量计。
[OOM]启动过程的步骤包括:
[0015]A.系统初始化，设定蒸发壁水管路的第一水栗、底部入水管路的第二水栗的流量值，并启动第一水栗和第二水栗；
[0016]B.设定反应器气相出口的压力调节阀的压力值为P1，并强制关闭无机盐储罐出口的截止阀，打开无机盐储罐入口的调节阀；当反应器气相出口的第一压力传感器的压力值稳定在P1时，设定无机盐储罐的液位，通过液位自动控制无机盐储罐出口的压力调节阀的开度；
[0017]C.设定燃料输送管路的燃料浓度，打开燃料输送管路上的截止阀；
[0018]D.根据第二流量计所测的燃料流量和第一流量计所测的物料流量，计算氧化剂流量，设定第三流量调节阀的氧化剂流量值；
[0019]E.设定氧化剂输送管路的调压阀的压力值为P2;
[0020]F.启动氧化剂输送管路的第三增压栗及燃料输送管路的第一增压栗；
[0021]G.启动氧化剂输送管路、燃料输送管路、蒸发壁水管路上的加热元件，对氧化剂、燃料和蒸发壁水进行预热，使其达到设定值；
[0022]H.待反应器气相出口的第一温度传感器测值T1时，启动冷却水管路的第三水栗，将反应器气相出口温度在T2±10°C，其中T2>T1;
[0023]1.反应器内部的第二温度传感器检测的温度分布正常后，通过调节燃料输送管路的第一流量调节阀，将燃料的温度降低至设定值；
[0024]J.关闭燃料输送管路设置的截止阀，同时关闭物料输送管路的加热元件，利用换热器供热，设定第一流量计的流量值，启动第二增压栗;如果物料温度未达到设定值，则启动物料输送管路的加热元件；
[0025]Κ.待反应稳定后，停止第一增加栗，并关闭燃料输送管路的截止阀。
[0026]停车过程的步骤包括:
[0027]L.将蒸发壁水管路、冷却水管路、底部入水管路的第一水栗、第三水栗和第二水栗开到最大;将无机盐储罐的出口转向物料池；
[0028]M.切断氧化剂输送管路、蒸发壁水管路、燃料供应单元及物料输送管路的加热元件，关闭氧化剂输送管路的截止阀，将未经加热的物料通入反应器中，待反应器气相出口的第一温度传感器测得的温度小于200°C时，关闭物料输送管路；
[0029]N.待第一温度传感器测得的温度小于100°C时，系统整体泄压、停机。
[0030]紧急停车过程的步骤包括:
[0031]0.关闭氧化剂输送管路的截止阀，切断氧化剂输送管路、蒸发壁水管路、燃料供应单元及物料输送管路的加热元件，打开无机盐储罐的入口，将无机盐储罐的出口转向物料池；
[0032]P.将冷却水管路上的第三水栗开到最大，并停止其他各路水栗；
[0033]Q.待反应器气相出口的第一温度传感器测得的温度小于50°C后，系统整体泄压、停机。
[0034]温度调节过程的步骤包括:
[0035]R.系统运行过程中，实时监控反应器气相出口的第一温度传感器的温度值变化，并将其与冷却水管路的第三水栗流量进行联锁控制:当第一温度传感器的温度值高于设定值时，增加第三水栗的流量;反之则降低第三水栗的流量，以保证反应器气相出口的温度维持在 T2±10°C;
[0036]S.