基于射频波强化的试验型水热反应器研究

针对水热提取反应目前主要依靠微波强化,存在穿透深度小、加热均匀性差的问题,利用加热均匀性更好的射频波为热源,基于常见的水平式平行极板射频加热系统设计了一套适用于射频强化的水热反应器。该水热反应器主要由双层反应釜、压力调节装置、光纤测温计和气动磁力搅拌器4部分构成,首先对整机结构及工作原理进行阐述,然后基于内压薄壁圆筒应力分析理论和磁力耦合传动理论对双层反应釜和气动磁力搅拌器的关键零部件进行设计,并完成了压力调节装置和测温方式的设计和选型,最后完成射频强化水热反应试验平台的搭建,并选取搅拌转速、液固比和射频极板间距对水热反应器的搅拌和升温性能进行了测试。结果表明:当液固比大于20 mL/g时,搅拌转速与对照样品纯水无显著差异(p>0.05),此时液固比不再是影响搅拌转速的主要因素;当液固比小于40 mL/g、搅拌转速大于150 r/min时,极板间距是影响物料升温速率的主要因素,随着极板间距的减小,升温速率不断加快,当极板间距为130 mm时,升温速率可达到8~10℃/min。

一种污泥水热干化处理装置中水热反应器的设计

依据相关标准,利用资料分析、设计计算和对比试验的方法,对污泥水热干化处理装置中水热反应器的选材、结构设计和搅拌器选型三个指标进行研究,分析每种因素的最优方案。结果表明:水热反应器主体材料选择奥氏体-铁素体型双相不锈钢是适宜的,结构设计成带内部蒸汽环管加热的搅拌容器可满足水热干化处理工艺的要求,搅拌器选择四斜叶开启涡轮式结构型式对污泥具有最优的搅拌效果。