超臨界水設備材料

A. 什麼是超臨界水超臨界水有什麼用途

所謂超臨界水，是指當氣壓和溫度達到一定值時，因高溫而膨脹的水的密度和因內高壓而被壓縮的水蒸氣的密容度正好相同時的水。此時，水的液體和氣體便沒有區別，完全交融在一起，成為一種新的呈現高壓高溫狀態的液體。（如果你家的高壓鍋可以的話，你也可以試試）

當水處於其臨界點(374.3℃，22.05MPa)的高溫高壓狀態時被稱為超臨界水(Supercritical Water，簡稱SCW)，在此條件下水具有許多獨特的性質。如烴類等非極性有機物與極性有機物一樣可完全與超臨界水互溶，氧氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳等氣體也都能以任意比例溶於超臨界水中，無機物尤其是鹽類在超臨界水中的溶解度很小。超臨界水還具有很好的傳質、傳熱性質。這些特性使得超臨界水成為一種優良的反應介質。
著眼於環保領域應用的超臨界水氧化反應(Supercritical Water Oxidation,簡稱SCWO)是目前研究最多的一類反應過程。SCWO是指有機廢物和空氣、氧氣等氧化劑在超臨界水中進行氧化反應而將有機廢物去除。

B. 超臨界水氧化技術的優缺點

優點：
（1）效率高，處理徹底，有機物在適當的溫度、壓力和一定的保留時間下，能完全被氧化成二氧化碳、水、氮氣以及鹽類等無毒的小分子化合物，有毒物質的清除率達99.99%以上，符合全封閉處理要求：（2）由於SCWO是在高溫高壓下進行的均相反應，反應速率快，停留時間短（可小於1min），所以反應器結構簡潔，體積小；（3）適用范圍廣，可以適用於各種有毒物質、廢水廢物的處理；（4）不形成二次污染，產物清潔不需要進一步處理，且無機鹽可從水中分離出來，處理後的廢水可完全回收利用；（5）當有機物含量超過2%時，就可以依靠反應過程中自身氧化放熱來維持反應所需的溫度，不需要額外供給熱量，如果濃度更高，則放出更多的氧化熱，這部分熱能可以回收。
缺點：
盡管超臨界水氧化法具備了很多優點，但其高溫高壓的操作條件無疑對設備材質提出了嚴格的要求。另一方面，雖然已經在超臨界水的性質和物質在其中的溶解度及超臨界水化學反應的動力學和機理方面進行了一些研究，但是這些與開發、設計和控制超臨界水氧化過程必需的知識和數據相比，還遠不能滿足要求。
在實際進行工程設計時，除了考慮體系的反應動力學特性以外，還必須注意一些工程方面的因素，例如腐蝕、鹽的沉澱、催化劑的使用、熱量傳遞等。（1）腐蝕 在超臨界水氧化環境中比通常條件下更易導致金屬的腐蝕。高濃度的溶解氧、高溫高壓的條件、極端的pH值以及某些種類的無機離子均可使腐蝕加快。腐蝕會產生兩個方面的問題，一是反應完畢後的流出液中含有某些金屬離子（如鉻等），會影響處理的質量；二是過度的腐蝕會影響壓力系統正常工作。在300～500℃、pH值2～9、氯化物濃度為400mg/L的條件下，對13種合金的腐蝕進行了實驗研究。結果表明，在給定的溫度范圍內pH對腐蝕的影響不大。在300℃的亞臨界狀態下，由於水的介電常數和無機鹽的溶解度均較大，主要以電化學腐蝕為主。當溫度升至400℃以上時，水的介電常數和鹽的溶解度迅速下降，這時以化學腐蝕為主。（2）鹽的沉澱 在超臨界水氧化中，往往在進料中加入鹼中和過程中產生的酸和生成的鹽，因超臨界條件下無機物的溶解度很小，過程中會有鹽的沉澱。某些鹽的粘度較大，有可能會引起反應器或管路的堵塞。通過反應器形式的優化和適當的操作方式可予以部分地改善。對於某些高含鹽體系可能需要預處理。（3）催化劑 在一些物質的超臨界水氧化研究中使用了催化劑，主要是為了提高復雜有機物的轉化率、縮短反應時間或降低所需的反應溫度。可應用的絕大部分催化劑是以往濕式空氣氧化和亞臨界水氧化過程研究中使用的。均相催化和非均相催化相比，非均相催化的綜合效果較好。（4）熱量傳遞 因為水的性質在臨界點附近變化很大，在超臨界水氧化過程中也必須考慮臨界點附近的熱量傳遞問題。在臨界點溫度以下但接近臨界點時，水的運動粘度很低，溫度升高時自然對流增加，熱導率增加很快。但當溫度超過臨界點不多時，傳熱系數急劇下降，這可能是由於流體密度下降以及主體流體和管壁處流體的物理性質的差異所導致。雖然，超臨界水氧化技術仍存在著一些有待解決的問題，但由於它本身所具有的突出優勢，在處理有害廢物方面越來越受到重視，是一項有著廣闊發展和應用前景的新型處理技術。

C. 超臨界水氧化（scwo）技術處理有機廢水，固廢物。工作環境是怎麼樣的，過程中自動化程度高嗎

超臨界是一種高溫高壓下直接氧化廢水固廢的處理裝置，反應器為反回應釜。設備完善的答的話總體工作環境還是不錯的，操作人員不會直接和廢水、固廢接觸。自動化程度根據廠家而定，由於該技術尚未成熟，自動化控制應該還不夠完善。
目前該技術的主要風險是壓力容器壓力大（想想家用壓力鍋就知道了），反應溫度壓力不易控制，反應釜內殘渣較多，容易積渣。另外，SCWO對反應器材質要求很高，一般鋼材腐蝕速度很快。這也需要經常性的檢修以防範風險。

D. 超臨界水

所謂超臨界水,是指當氣壓和溫度達到一定值時,因高溫而膨脹的水的密度和因高內壓而被壓縮的水蒸氣的密度正好相容同時的水.此時,水的液體和氣體便沒有區別,完全交融在一起,成為一種新的呈現高壓高溫狀態的液體.安德里亞指出,超臨界水具有兩個顯著的特性.一是具有極強的氧化能力,將需要處理的物質放入超臨界水中,充入氧和過氧化氫,這種物質就會被氧化和水解.有的還能夠發生自燃,在水中冒出火焰.另一個特性是可以與油等物質混合,具有較廣泛的融合能力.這些特點使超臨界水能夠產生奇異功能.

E. 超臨界水的簡介

水的臨界溫度T=374℃ ，臨界壓力P=22．1MPa。當體系的溫度和壓力超過臨界點時，稱為超臨界水。這種看似氣體的液體有很多性質，比如具有極強的氧化能力，將需要處理的物質放入超臨界水中，再向其中溶解氧氣（可以大量溶解），其氧化性強於高錳酸鉀。二是許多物質都可以在其中燃燒，冒出火焰。三是可以溶解很多物質（比如油），且在溶解時體積會大大縮小，這是因為超臨界水在這時會緊緊裹住油。四是它能夠緩慢地溶解腐蝕幾乎所有金屬，甚至包括黃金（與王水相仿）。五是它的超級催化作用，在超臨界水中，化學物質會反應得很快，有些更可以達到恐怖的100倍！ 科學家還只能通過電腦模型來研究超臨界狀態的水如何形成，因為他們還無法直接利用機械獲取熱液噴口的樣本。一般鑽頭在還沒開始工作之前就已經被高溫融化了，或者被處於超臨界狀態的水給氧化了。 德國科學家在對大西洋底一處高溫熱液噴口進行考察時發現，這個噴口附近的水溫最高竟然達到464°C ，這不僅是迄今為止人們在自然界發現溫度最高的液體，也是第一次觀察到自然狀態下處於超臨界狀態的水。
據報道，這個熱液噴口位於大西洋中部山脊(Mid-Atlantic Ridge) ，最早是由德國不來梅雅各布大學（Jacobs University in Bremen）的地球化學家安德里亞（Andrea Koschinsky）教授和她的研究小組於2005年發現的，他們在接下來的幾年裡對這個熱液噴口進行了長期的跟蹤研究。
安德里亞介紹說，海底熱液噴口又稱「海底黑煙囪」，它是由海底地殼擴張分離運動形成的。地殼擴張分離，海水滲進地下遭遇熾熱的岩漿形成熱液，熱液攜帶礦物質從排放口返回大海。海底熱液排出後遇到冰冷的海水，導致熱液中溶解的硫化物遇冷凝固。凝固的礦物質在熱液出口周圍不斷堆積，最終形成了巨大的「煙囪」。2005年，他們對這個熱液噴口周圍液體的溫度進行測量時，發現即使它的最低溫度也有407°C，最高更是達到了驚人的464°C。這是迄今為止科學家們在地球上發現溫度最高的水，更讓人驚奇的是這些水竟然處於超臨界狀態。安德里亞對這一發現非常興奮，她說，「它確實是水，但不是普通的水。這是人類第一次在自然狀態下觀察到超臨界狀態水的存在，以前人們只能在實驗室通過技術來達到水的超臨界狀態」。
安德里亞指出，對於超臨界狀態水的研究非常有意義。世界上有許多國家都在進行超臨界水的研究和開發利用，其中以德國和日本最為突出。德國開發出一種技術，可以利用超臨界水對污染物進行處理。他們在超臨界狀態水達到500℃時通入氧，然後對聚氯乙烯塑料進行處理，處理後的塑料中有99%被分解，而且還很少有氯化物產生，從而避免了過去燃燒塑料產生有毒氯化物對環境產生污染的問題。
日本則把超臨界水的研究和開發列入高新科技研究計劃，投入了大量的資金和人力。如日本研究人員開發出一種技術，利用超臨界水回收處理有害的甲苯二胺。整個處理過程只需30分鍾，是用酸催化劑處理所花費時間的二十分之一，回收效率可以高達80%。而且，回收品能夠被再次利用，作為製造聚氨基甲酸乙樹脂的原料。這種方法還可以將電線塑料外皮製成燈油和煤油，回收率也可以達到80%，而且所用的時間比熱分解方法大大縮短。此外，他們還採用超臨界水，在400℃、300個大氣壓的條件下，對燃燒灰燼中有毒物質進行氧化處理，幾乎全部被分解，從而達到了無害化。據報道，日本化學技術戰略機構正在計劃將超臨界水用於發電技術。 超臨界水有許多特殊的性質：
1.超臨界水的密度可從類似於蒸汽的密度值連續地變到類似於液體的密度值，特別是在臨界點附近，密
度對溫度和壓力的變化十分敏感。
2.氫鍵度(X，表徵形成氫鍵的相對強度)與溫度的關系式：X=(一8.68×10一4)T/K+0.851。該式表徵了氫
鍵對溫度的依賴性，適用范圍為280K ～800K(7℃～527℃)。在298K～773K范圍內，溫度和X大致呈線
性減小關系。
3.即使在中等溫度和密度條件下，超臨界水的離子積也比標准狀態下水的離子積高出幾個數量級。
4.超臨界水的低粘度使超臨界水分子和溶質分子具有較高的分子遷移率，溶質分子很容易在超臨界水中
擴 散，從而使超臨界水成為一種很好的反應媒介。
5.德國Karlsruhe大學的EUlrish Frank等利用靜態測量和模型計算得出的結果表明，水的相對介電常數隨密
度的增大而增大，隨溫度的升高而減小，但溫度的影響更為突出。在低密度的超臨界高溫區域內，
相對介電常數降低了一個數量級，這時的超臨界水類似於非極性的有機溶劑。根據相似相溶原理，
在臨界溫度以上，幾乎全部有機物都能溶解。相反，無機物在超臨界水中的溶解度急劇下降，呈鹽類析
出或以濃縮鹽水的形式存在。

F. 什麼是超臨界水氧化裝置

先給你解釋一下幾個概念：
臨界溫度—每種物質都有一個特定的溫度，在這個溫度以上，無論怎樣增大壓強，氣態物質不會液化，這個溫度就是臨界溫度，水的臨界溫度是374度。
超臨界溫度—就是高於臨界溫度就是超臨界溫度了，如果再提高溫度就是超超臨界溫度了。
超臨界水氧化法—超臨界水氧化法把溫度和壓力升高到水的臨界點以上，該狀態的水就稱為超臨界水。在此狀態下水的密度、介電常數、粘度、擴散系數、電導率和溶劑化學性能都不同於普通水。較高的反應溫度（400～600 ℃)和壓力也使反應速率加快，可以在幾秒鍾內對有機物達到很高的破壞效率。
最後再說你的問題——超臨界水氧化裝置，就是進行水氧化法的裝置了。

G. 什麼是超臨界水，它的性質是什麼性質

水的物理性質：
在1atm下水的沸點為100℃。
水的凝固點：1atm下水的凝固點為0℃。
水的密度：4℃水的密度最大，為1g/ml。
水的比熱：1k cal/g ℃，比一般物質大，因此水比其它一般物質溫度較不易變動。
水的化學性質：
水為良好溶劑：
重水：自然界水中含極少量重水。
水當作反應物：
水與鹼金屬作用，生成氫氣和氫氧化物。
水與大部份金屬氧化物作用生成鹼性氧化物。
水與大部份非金屬氧化物作用生成酸性氧化物。
水的離子積：水為極弱電解質，其溫度越高，水的離子積之值越大。

水同其它物質一樣，受熱時體積增大，密度減小。純水在攝氏零度時密度為999.87千克/立方米，在沸點時水的密度為958.38千克/立方米，密度減小4%。

在正常大氣壓下，水結冰時，體積突然增大11%左右。冰融化時體積又突然減小。據科學家觀測，在封閉空間中，水在凍結時，變水為冰，體積增加所產生的壓力可達2500個大氣壓力。這一特性對自然界和工業有重要意義。岩石裂隙在反復融凍時裂隙逐漸增大就是這個道理。地埋輸水塑料管為防凍壞,一般要求一定的埋深（大於凍土層深度）。
水的凍結溫度隨壓力的增大而降低。大約每升高130個大氣壓，水的凍結溫度降低1攝氏度。水的這種特性使大洋深的水不會凍結。
水的沸點與壓力成直線變化關系。沸點隨壓力的增加而升高。
水的熱容量除了比氫和鋁的熱容量小之外，比其它物質的熱容量都高。水的傳熱性則比其它液體小。由於這一特性，天然水體封凍時冰體會極慢地增厚，即使在水面長其封凍時，河流深處可能仍然是液體，水的這種特性對水下生命有重要意義。水的這一特性對指導灌溉也有意義，如進行冬灌能提高地溫，防止越冬作物受低溫凍害。
水（H2O）是由氫、氧兩種元素組成的無機物，在常溫常壓下為無色無味的透明液體。在自然界，純水是非常罕見的，水通常多是酸、鹼、鹽等物質的溶液，習慣上仍然把這種水溶液稱為水。純水可以用鉑或石英器皿經過幾次蒸餾取得，當然，這也是相對意義上純水，不可能絕對沒有雜質。水是一種可以在液態、氣態和固態之間轉化的物質。固態的水稱為冰；氣態叫水蒸氣。水汽溫度高於374.2℃時，氣態水便不能通過加壓轉化為液態水。

H. 超臨界水的介紹

超臨界水，是指當氣壓和溫度達到一定值時，因高溫而膨脹的水的密度和因高壓而被壓縮的水蒸氣的密度正好相同時的水。此時，水的液體和氣體便沒有區別，完全交融在一起，成為一種新的呈現高壓高溫狀態的液體。安德里亞指出，超臨界水具有兩個顯著的特性。一是具有強的反應活性。（原版說極強的氧化能力）將需要的處理的物質放入超臨界水中，充入氧和過氧化氫，這種物質就會被氧化和水解。有的還能夠發生自燃，在水中冒出火焰。另一個特性是可以與油等物質混合，具有較廣泛的融合能力。這些特點使超臨界水能夠產生奇異功能。

I. 超臨界水指的是什麼狀態下的液體

純凈物質要根據溫度和壓力的不同，呈現出液體、氣體、固體等狀態變化，如果提高溫度版和壓力

，來觀察狀權態的變化，那麼會發現，如果達到特定的溫度、壓力，會出現液體與氣體界面消失的現象

. 該點被稱為臨界點

超臨界流體指的是處於臨界點以上溫度和壓力區域下的流體，在臨界點附近，會出現流體的密度

、粘度、溶解度、熱容量、介電常數等所有流體的物性發生急劇變化的現象

例如，水的密度、離子、介電常數等以臨界溫度374℃為分界，發生急劇的變化。特別是在常溫狀

態下極性溶媒－水的介電常數到了臨界點以上會急劇減小，超臨界水的介電常數減小到與有機溶媒相

同的水平

由於這種特性，水在超臨界狀態，便具有與有機溶媒相同的特性，變成了可以與有機物完全混合

的狀態

熱容量值有較大變化，這也是臨界點非常獨特的特性之一。臨界點的熱容量值急劇上

升，幾乎達到了無限大，然後再減小，如果恰當地利用這種特性，將能夠得到一種非常優秀的熱媒體