一种高温高压可视化水热装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111774019A(43)申请公布日2020.10.16(21)申请号202010639586.1(22)申请日2020.07.06(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号(72)发明人王树众张熠姝贺超杨健乔(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人段俊涛(51)Int.Cl.B01J19/00(2006.01)B01J19/24(2006.01)G01N25/12(2006.01)G01N25/14(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种高温高压可视化水热装置(57)摘要一种高温高压可视化水热装置，包括加热炉，竖直的石英管反应器通过试管架设置于加热炉中，加热炉下部设置有等高的视窗和进光口，进光口前设置有光源，视窗前设置有摄像机或分析仪器，视窗的视角方向和进光口的进光方向垂直。本发明可在线观察盐溶液在高温高压下的相平衡规律和结晶特性，解决了在高温高压的超临界条件下无机盐行为现象捕捉难、结晶颗粒取样测试困难等问题，实现超临界水条件下无机盐的相行为和结晶演变过程的在线观察，从而能够直观的掌握无机盐的行为规律，获得无机盐结晶颗粒的结构性质和相平衡行为，最终解决SCWO/SCWG技术的无机盐沉积、堵塞问题，实现系统的安全、长期、稳定运行，提高系统的经济型和安全性。CN111774019ACN111774019A权利要求书1/1页1.一种高温高压可视化水热装置，包括加热炉(9)，竖直的石英管反应器(2)通过试管架(6)设置于加热炉(9)中，其特征在于，所述加热炉(9)下部设置有等高的视窗(5)和进光口(11)，所述进光口(11)前设置有光源(12)，视窗(5)前设置有摄像机或分析仪器，视窗(5)的视角方向和进光口(11)的进光方向垂直。2.根据权利要求1所述高温高压可视化水热装置，其特征在于，所述试管架(6)底端为试管架托底(10)，顶端与加热炉(9)外的加持器(8)连接，石英管反应器(2)底部位于试管架托底(10)上，通过试管架圆环(4)固定于试管架(6)。3.根据权利要求2所述高温高压可视化水热装置，其特征在于，所述加持器(8)与试管架(6)连接固定，试管架(6)位于加热炉(9)内中心。4.根据权利要求1所述高温高压可视化水热装置，其特征在于，所述石英管反应器(2)侧面通过保温棉(3)紧密包裹设置热电偶一(1)。5.根据权利要求4所述高温高压可视化水热装置，其特征在于，所述保温棉(3)的材料为石棉、硅铝酸盐或气凝胶，其设计厚度由实际的运行温度计算决定。6.根据权利要求1或4或5所述高温高压可视化水热装置，其特征在于，所述加热炉(9)内设置有热电偶二(7)，热电偶二(7)的探头与石英管反应器(2)底端等高。7.根据权利要求1所述高温高压可视化水热装置，其特征在于，所述视窗(5)和进光口(11)的形状均为长方形，视窗(5)和进光口(11)的下端均位于石英管反应器(2)底端以下5～10mm。8.根据权利要求1或7所述高温高压可视化水热装置，其特征在于，所述视窗(5)和进光口(11)均由透光性强的大尺寸石英片嵌装于加热炉(9)内部而形成密封。9.根据权利要求1所述高温高压可视化水热装置，其特征在于，在无机盐相变和结晶演变过程中，光线通过光源(12)进入进光口(11)，照射在石英管反应器(2)上，利用摄像机记录视窗(5)传输的光学信号，或利用分析仪器通过视窗(5)发射衍射波从而进行结晶颗粒结构的在线分析。2CN111774019A说明书1/4页一种高温高压可视化水热装置技术领域[0001]本发明属于能源、环境及化工技术领域，特别涉及一种高温高压可视化水热装置。背景技术[0002]超临界水(SupercriticalWater，简称SCW)即其温度和压力大于其临界点(T＝374.15℃，P＝22.12MPa)的特殊状态的水。在该状态下，水中只有少量的氢键存在，介电常数近似于有机溶剂，具有低的粘度和高的扩散系数。使有机物、氧气能按任意比例与超临界水互溶，从而使非均相反应变为均相反应，大大减少了物质之间的传质、传热阻力。[0003]超临界水氧化(SupercriticalWaterOxidation，简称SCWO)利用水在超临界状态下所具有的特殊性质，使有机物和氧化剂在超临界水中迅速发生氧化反应来彻底分解有机物。超临界水氧化技术适用范围广泛，可以处理各种工业有机废水和废弃物、城市污水、污水处理厂的过量活性污泥和人类代谢污物，以及消除化学武器的毒物等，具有良好的环保效益、社会效益和经济效益。同时还具有反应速度极快，去除率高，无二次污染，能耗低，产物易分离、回收等优点。该技术是在高温，高压，