超临界水氧化能量转换系统的设计与计算
超临界水氧化工艺充分利用了超临界水(临界温度为373.21℃、临界压力为22.05MPa)的特性，将各种有机质氧化“燃烧”为H<,2>O、CO<,2>以及其他无害的终端产物。该工艺有很多优点，如超临界状态下，有机物、空气、CO<,2>等可以任意比例溶于超临界水中，整个反应体系中的有机物、氧化剂和水形成均一相；硫酸盐等无机盐在超临界水中的溶解度很小，几乎完全沉淀：反应迅速，效率高；无二次污染。这些特殊的物理化学性质使得超临界水氧化技术成为具有巨大发展潜力和广阔应用前景的新技术。
本论文在超临界水氧化工艺的基础上，提出了一种超临界水氧化能量转换系统－－利用超临界水氧化技术实现能量的转换。论文对超临界水氧化能量转换系统进行了理论分析、方案设计与计算。设计中我们选用水煤浆作为代表性的有机物，采用其重量百分比18.5％的水煤浆为处理对象，从质量衡算、热量平衡方面设计了一套较为完整的超临界水氧化能量转换系统。
本设计工艺具备以下特点：超临界水氧化反应器的内衬式多层结构和内置换热器实现了减缓材料腐蚀和降低选材要求的目的。采用了两台盘管式冷却器，对超临界出口流体进行降温。超临界反应器的内衬和中间套筒、换热器、冷却器的管程及整个系统的管线均选取不锈钢管。
超临界水氧化反应器分为反应区、换热区、沉淀区三部分。整个反应器由内衬、中间套筒和外围三部分构成。反应器顶部设置管壳式换热器，冷却水和补充水实现了对反应器的启动、停车的控制。特别设计的稳压罐，可以调节整个反应系统的压力，使反应器内各处压力相同，从而保证内衬和中间套筒不承受压力。反应器两端采用金属平垫密封，结构简单，且便于拆装。
整个工艺设备简单、结构紧凑、占地面积小、适用范围广，除“燃烧”水煤浆获取能量外，还可以处理各种废水、生活垃圾、医疗垃圾、废旧橡胶、生物质等；尤其处理低浓度废水，热量不能自给时，可以加入煤粉或者生物质等物质提高热值。
工艺设计;水煤浆;SCWO
山东大学
硕士
工程热物理
马春元
2006
中文
TK019
62
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）