北京世紀(jì)森朗公司,水超臨界高壓反應(yīng)釜是用于在超臨界水(溫度≥374℃、壓力≥22.1MPa)環(huán)境下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或物質(zhì)處理的專用設(shè)備。其核心設(shè)計及應(yīng)用特點(diǎn)如下:
一、?關(guān)鍵設(shè)計參數(shù):?工作條件,溫度范圍:通常覆蓋374℃。壓力范圍:22.1MPa起。容積規(guī)格:實(shí)驗(yàn)室級設(shè)備多為0.1L至50L,AC500全自動反應(yīng)釜。?材質(zhì)選擇,主體材質(zhì):采用耐腐蝕合金,如鎳基合金(如Inconel 625),以應(yīng)對超臨界水的高腐蝕性?。密封全自動反應(yīng)釜方式:磁力密封為主,避免機(jī)械密封在高壓下的泄漏風(fēng)險?。?配套系統(tǒng)? 控溫系統(tǒng):智能溫控儀實(shí)現(xiàn)±1℃精度,設(shè)備支持釜內(nèi)與釜壁溫度雙檢測?。壓力調(diào)節(jié):配備前/后背壓閥,壓力控制精度達(dá)±0.5MPa?。輔助模塊:包括預(yù)熱爐、冷卻器、氣液分離裝置等?。
二、?主要應(yīng)用場景? ?超臨界水氧化(SCWO)處理有機(jī)污染物(如工業(yè)廢水、污泥)及高危廢棄物,將有機(jī)物完全分解為CO?、H?O和無害鹽類?。
全自動反應(yīng)釜優(yōu)勢:反應(yīng)速度快、無二次污染,氣體排放符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)?。?新材料合成? 用于超臨界水熱合成納米材料、分子篩催化劑等,通過調(diào)控反應(yīng)環(huán)境優(yōu)化產(chǎn)物性能?。?能源與化工研究? 研究生物質(zhì)轉(zhuǎn)化、煤炭液化等反應(yīng),利用超臨界水的強(qiáng)溶解性和催化特性提高反應(yīng)效率?。三、?技術(shù)特點(diǎn)? ?耐腐蝕設(shè)計? 針對超臨界水對金屬的強(qiáng)腐蝕性,采用鎳基合金整體加工工藝,延長設(shè)備壽命?。?全自動化控制,集成PLC/HMI人機(jī)界面,實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量等參數(shù)的自動調(diào)節(jié)與數(shù)據(jù)采集?。?安全防護(hù)? 配備泄壓閥、多重密封結(jié)構(gòu)及泄漏報警系統(tǒng),確保高溫高壓操作的安全性。四、?典型設(shè)備與供應(yīng)商,?國產(chǎn)設(shè)備? 北京世紀(jì)森朗實(shí)驗(yàn)儀器有限公司AC系列:容積0.5L~20L,壓力30MPa,溫度400℃,支持槳式攪拌?。?選型建議:?實(shí)驗(yàn)室研究?:優(yōu)先選擇小型設(shè)備(如0.5L~1L),關(guān)注控溫精度和材質(zhì)耐腐蝕性?。?工業(yè)處理?:需匹配大容積反應(yīng)釜(≥50L)及連續(xù)進(jìn)料系統(tǒng),并強(qiáng)化防堵塞設(shè)計?。超臨界高壓反應(yīng)釜的技術(shù)發(fā)展集中在提升材料耐蝕性、自動化水平及能效,未來在環(huán)保和新能源領(lǐng)域應(yīng)用潛力顯著?。
超臨界水高壓反應(yīng)釜是一種將反應(yīng)樣品在高溫高壓情況下,使反應(yīng)物處于超臨界狀態(tài)或者在超臨界介質(zhì)(如超臨界水)中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備。超臨界水是水在溫度達(dá)到 374℃、壓力達(dá)到 22.1MPa 以上條件下的狀態(tài)。
超臨界水的特性:
強(qiáng)氧化性:將需要處理的反應(yīng)介質(zhì)放入超臨界水并溶解氧氣,其氧化性高于高錳酸鉀等物質(zhì)。
助燃性:許多物質(zhì)可以在超臨界水中燃燒。
高溶解性:可以溶解很多常規(guī)條件下水無法溶解的物質(zhì),且溶解后體積會大大縮小。
超強(qiáng)催化作用:能將催化反應(yīng)速度增強(qiáng)。
反應(yīng)釜技術(shù)特點(diǎn):
環(huán)境友好:可選用環(huán)境友好的溶劑,有利于環(huán)境污染的控制。
提高反應(yīng)速率:高壓下較高的反應(yīng)物濃度有利于提高反應(yīng)速率。
微調(diào)反應(yīng)環(huán)境:利用溶劑性質(zhì)在臨界點(diǎn)附近與溫度、壓力的敏感關(guān)系和超臨界條件下的簇團(tuán)現(xiàn)象,微調(diào)反應(yīng)的微觀環(huán)境,提高反應(yīng)選擇性和轉(zhuǎn)化率。
消除相界面:超臨界流體與液體相比具有較大的擴(kuò)散系數(shù),能消除多相反應(yīng)體系的相界面,減小傳質(zhì)對反應(yīng)速率的限制。
良好傳熱性:與氣體相比具有較大的傳熱系數(shù),能消除因傳熱不良而造成的局部反應(yīng)溫度失控。
延長催化劑壽命:有效萃取催化劑表面吸附的中間物種和使催化劑中毒的結(jié)焦前體,抑制催化劑失活,延長催化劑壽命。反應(yīng) - 分離一體化:通過反應(yīng) - 分離一體化,克服熱力學(xué)限制等,使反應(yīng)條件易于控制,有效提高反應(yīng)選擇性和轉(zhuǎn)化率。
材質(zhì)選擇:由于超臨界水可以緩慢腐蝕幾乎所有金屬材質(zhì),甚至包括黃金,所以對高壓反應(yīng)釜材質(zhì)性能選擇提出了更高要求,常見材質(zhì)如下:抗腐蝕性能較好鎳基合金:主要針對強(qiáng)堿性超臨界水的反應(yīng)體系,研究發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)體系對鎳基合金制高壓釜基本上沒有腐蝕作用。
應(yīng)用領(lǐng)域:超臨界水高壓反應(yīng)釜在石油、化工、橡膠、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥和食品等行業(yè)都有廣泛應(yīng)用。