超臨界水氧化設備進展

Ⅰ 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。

Ⅱ 超臨界流體技術的超臨界流體特性技術

超臨界水氧化技術是使廢水在水的超臨界條件(P>218atm, T>374℃)下與氧化劑(O2、Air、H2O2等)反應，把廢水中含有的有機物分解成無害成份的技術在臨界點以下的條件下，廢水中含有的有機物處於並非與水完全混合的狀態，形成界面(Boundary layer)。因此，為使有機物與氧氣反應，實現氧化分解，需要把氣體狀態的氧氣溶解到水中，溶解的氧氣重新通過有機物界面，只有這樣才能使有機物與氧氣反應。因此，如要分解廢水含有的有機物需要較多時間。不過，在超臨界水狀態下，水的特性與有機物相同，所以界面消失，超臨界水的氧氣溶解度也大大提高，實現了完全混合，使有機物與氧氣能夠自由反應，反應速度得到了急劇提高。因此，即使是難分解性有機物，也可以幾乎100%分解。另外，超臨界水氧化反應具有極快的反應速度，所以，即使以小型的設備，也可處理大量的廢水，由於是在水中進行的氧化反應，不存在SOx、NOx等大氣污染物質的排放
- 超臨界水氧化的優點：
·對難分解性有機物的高分解度(99.9999%以上)
· 處理水及排放氣體無害於環境
· 排放氣體：無NOx、SOx、Dioxins等
· 處理水：可分解至排放水水平
· 易於應對急劇變化的廢水 ? 有利於化學工程
· 迅速的氧化反應速度迅速 ? 設備的小型化
· 可處理的廢水濃度廣(幾個ppm～幾十%),無須二次處理
- 超臨界水的氧化缺點：
· 腐蝕較快， 選擇材料難
· 無機物溶解度減小，連續運轉難
· 較高的初期投資費用. 近臨界水(Near-critical water)是指處於臨界點附近溫度與壓力條件下的液態水。近臨界水雖然是液態，但一部分特性卻與超臨界水類似，與常溫狀態的水有許多不同特性，因此，正被試圖用作新的反應溶液。

Ⅲ 超臨界水的氧化反應

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。由於SCWO是在高溫高壓下進行的均相反應，反應速率很快(可小於1min)，處理徹底，有機物被完全氧化成二氧化碳、水、氮氣以及鹽類等無毒的小分子化合物，不形成二次污染，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。另外，當有機物含量超過2%時SCWO過程可以形成自熱而不需額外供給熱量。這些特性使SCWO與生化處理法、濕式空氣氧化法(Wet Air Oxidation,簡稱WAO)、燃燒法等傳統的廢水處理技術相比具有其獨特的優勢，對於傳統方法難以處理的廢水體系，SCWO已成為一種具有很大潛在優勢的環保新技術。
就已有的研究報道來看，利用SCWO處理各種廢水和過量活性污泥已取得成功，國外已有工業化的裝置出現。但在此過程中發現，SCWO苛刻的反應條件(T≥500℃，p≥25MPa)對金屬具有較強的腐蝕性，對設備材質有較高的要求。另外，對某些化學性質穩定的化合物，所需的反應時間還較長，對反應條件要求較高。為了加快反應速率、減少反應時間，降低反應溫度，優化反應網路，使SCWO能充分發揮出自身的優勢，許多研究者將催化劑引入SCWO以期達到這一目的。對催化超臨界水氧化法處理廢水的研究正日益興起，是SCWO研究的一個重要發展方向。還可以處理火箭燃料。

Ⅳ 超臨界水氧化技術

超臨界水氧化(Supercritical Water Oxidation，簡稱SCWO)技術是一種可實現對多種有機廢物進行深度氧化處理的技術。超臨界水氧化是通過氧化作用將有機物完全氧化為清潔的H2O、CO2 和N2等物質，S、P等轉化為最高價鹽類穩定化，重金屬氧化穩定固相存在於灰分中。超臨界水氧化(Supercritical Water Oxidation，簡稱SCWO)技術的原理是以超臨界水為反應介質，經過均相的氧化反應，將有機物快速轉化為CO2、H2O、N2和其他無害小分子。
超臨界水氧化技術在處理各種廢水和剩餘污泥方面已取得了較大的成功，其缺點是反應條件苛刻和對金屬有很強的腐蝕性，及對某些化學性質穩定的化合物氧化所需時間也較長。為了加快反應速度、減少反應時間、降低反應溫度，使超臨界水氧化技術的優勢更加明顯，許多研究者正在嘗試將催化劑引入超臨界水氧化工藝過程中。
原理：
所謂超臨界，是指流體物質的一種特殊狀態 。當把處於汽液平衡的流體升溫升壓時，熱膨脹引起液體密度減小，而壓力的升高又使汽液兩相的相界面消失，成為均相體系，這就是臨界點。當流體的溫度、壓力分別高於臨界溫度和臨界壓力時就稱為處於超臨界狀態。超臨界流體具有類似氣體的良好流動性，但密度又遠大於氣體，因此具有許多獨特的理化性質。
水的臨界點是溫度374.3℃、壓力22.064MPa，如果將水的溫度、壓力升高到臨界點以上，即為超臨界水，其密度、粘度、電導率、介電常數等基本性能均與普通水有很大差異，表現出類似於非極性有機化合物的性質。因此，超臨界水能與非極性物質(如烴類)和其他有機物完全互溶，而無機物特別是鹽類，在超臨界水中的電離常數和溶解度卻很低。同時，超臨界水可以和空氣、氧氣、氮氣和二氧化碳等氣體完全互溶。
由於超臨界水對有機物和氧氣均是極好的溶劑，因此有機物的氧化可以在富氧的均一相中進行，反應不存在因需要相問轉移而產生的限制。同時，400~600℃的高反應溫度也使反應速度加快，可以在幾秒的反應時間內，即可達到99%以上的破壞率。有機物在超臨界水中進行的氧化反應，可以簡單表示為:
酸+Na0H一無機物
超臨界水氧化反應完全徹底:有機碳轉化為CO2，氫轉化為H2O，鹵素原子轉化為鹵離子，硫和磷分別轉化為硫酸鹽和磷酸鹽，氮轉化為硝酸根和亞硝酸根離子或氮氣。而且超臨界水氧化反應在某種程度上和簡單的燃燒過程相似，在氧化過程中釋放出大量的熱量。
為了進一步加快反應速度、減少反應時間和降低反應溫度，使超臨界水氧化技術能充分發揮出自身的優勢，對催化超臨界水氧化技術處理廢水的研究正在日益興起。

Ⅳ 80年代中期美國學者Modell首次提出超臨界水氧化技術（SCWO）．超臨界流體（SCF）是指流體的溫度和壓力處

（1）由圖可知，在380℃．20MPa時，應位於曲線的右側，為氣體，由圖象可知，在374.3℃，專22MPa時水為臨界點，屬則若要使之成為超臨界水，必須採取的措施是加壓至22MPa以上，
故答案為：氣體；加壓至22MPa以上；
（2）在超臨界水中，偏二甲胼[（CH₃）₂NNH₂]能迅速被H₂O₂氧化，生成二氧化碳、氮氣、水等無毒小分子，反應的方程式為（CH₃）₂NNH₂+8H₂O₂═2CO₂+12H₂O+N₂，
故答案為：（CH₃）₂NNH₂+8H₂O₂═2CO₂+12H₂O+N₂；
（3）當發生堵塞時，水應達到臨界點，鈉鹽、鉀鹽在超臨界水中的溶解度很低，易析出固體而導致堵塞，圖中a、b、c、d四管道，形成超臨界水的條件不足，而c、g、h溫度會逐漸降低，形成超臨界水的條件也不足，超臨界水氧化反應器中發生放熱反應，使227℃的水超過374.3℃，可堵塞，則f符合，
故答案為：鈉鹽、鉀鹽在超臨界水中的溶解度很低，易析出固體；f．

Ⅵ 高毒有機廢水「秒變」水的研究已獲得工業化應用

當溫度高於374°C，壓力大於22MPa（常壓為0.101MPa）的條件下，此時的水稱作超臨界水，其兼具氣體與液體的高擴散性、高溶解性、高反應活性及低表面張力等優良特性。利用超臨界水作為特殊溶劑，可把有機物徹底「秒殺」。

超臨界水氧化技術具有污染物去除率高、二次污染小、反應迅速等優勢，被認為是廢水處理技術中的「撒手鐧」具有廣闊的工業應用前景。他們結合課題組的「三因素」氧化機理研究發現，對Fenton法、臭氧氧化等難有效降解的農化、石油等有機廢水尤為適用。這項技術如能成功應用於各化工、制葯行業等污水處理領域，就能有效提升流域內重污染行業的控源減排能力。 高濃度有毒廢水大型化設備的核心部件的材料運行環境復雜，對使用材料要求十分苛刻，要求材料同時具備高強度、耐高溫、高耐蝕、低成本、高安全穩定的特性，因此超臨界水氧化技術的產業化應用被認為是一項「世界性難題」，國內外在污水處理領域實現工業應用的案例極少。

設備的處理能力和性能指標目前在國內乃至國際上都處於較為領先的水平，提供了重污染行業中高濃度高毒難降解廢水處理的新型關鍵技術和裝備。
目前，超臨界水氧化技術目前已在部分化工園區獲得工業化應用，建設了100噸/天「難降解高濃度有機廢水亞超臨界深度氧化處理示範工程」，經過對園區內廢水的檢測發現，採用超臨界水氧化工藝可直接處理達標，處理效率高，且污泥產生量小，具有比較好的經濟效益。

Ⅶ 新奧集團的超臨界水氧這種技術適用於什麼領域

超臨界水氧化技術可處理液態、半固態、粉末狀有機廢物及含有持久性難降解有機物質的廢物。

Ⅷ 80年代中期美國學者Modell首次提出超臨界水氧 化技術(SCWO)。超臨界流體(SCF)是指流體的溫度和壓力處於