Ⅰ 超临界水氧化技术有哪些问题有待解决
超临界水氧化技术来有哪些源问题有待解决
超临界水氧化技术能处理废水及污泥。
超临界水氧化反应使污水和污泥完全彻底分解:有机物中的碳转化为二氧化碳,氢转化为水。硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐。氮转化为氮气。重金属经氧化后以稳定固相存于灰分中。
总结超临界水氧化主要技术特点包括,有机物降解率超过99%,减容率超过90% ;不产生二恶英、硫氧化物、氮氧化物、飞灰等二次污染物;分钟级反应时间 ;工艺流程短,占地面积小 ;反应过程自热,无需外部热源;出水可达国家一级标准 ;灰渣中重金属浸出率低于国家标准 。
Ⅱ 超临界水在环保方面的应用
超临界水氧化法的应用 时间:2008年3月31日
1 处理含硫废水
石油炼制、石油化工、炼焦、染料、印染、制革、造纸等工厂均产生含硫废水,对环境造成了严重的污染。对于不同来源的含硫废水需用不同的处理方法,现有的处理方法有气提法、液相催化氧化法、多相催化氧化法、燃烧法等,但均有其适用局限性,某些方法的处理效率不高,燃烧法等还可能因生成SO2、SO3造成二次污染。另外,许多含硫废水成分复杂,除S-2外,还含有酚、氰、氨等其他污染物,需要分别处理,流程复杂。而超临界水氧化法由于其具有反应快速,处理效率高和过程封闭性好,处理复杂体系更具优势等优点,在含硫废水的处理中得到了应用,且取得了较好的效果。
向波涛等人利用超临界水氧化法处理含硫废水,试验结果为:在温度为723.2K,压力为26Mpa,氧硫比为3.47,反应时间17s的条件下,S2-可被完全氧化为SO42-而除去。
2 多氯联苯等有机物超临界水氧化
Modell等用连续流系统研究了一种有机碳含量在27000~33000mg/L之间的有机废水的超临界水氧化。废水中含有1,1,1-三氯乙烷、六氯环已烷、甲基乙基酮、苯、邻二甲苯、2,2'-二硝基甲苯、DDT、PCB1234、PCB1254等有毒有害污染物。结果发现在温度高于550℃时,有机碳的破坏率超过99.97%,并且所有有机物都转化成二氧化碳和无机物。
Swallow等在600~630℃、25.6Mpa的条件下,用一个连续流反应器研究氯代二苯并-P-二
Ⅲ 新奥集团的超临界水氧这种技术适用于什么领域
超临界水氧化技术可处理液态、半固态、粉末状有机废物及含有持久性难降解有机物质的废物。
Ⅳ 超临界技术的基本原理
液态水的密度几乎不随压力升高而改变。但是如果将水的温度和压力升高到临界点(Tc=374.3℃,Pc=22.1MPa)以上,水的性质发生了极大变化,其密度、介电常数、黏度、扩散系数、热导率和溶解性等都不同于普通水。水的存在状态如图1所示。
图1 水的相图
通过测定水在亚临界到超临界区的介电常数、离子解离常数及Raman光谱可探索水的溶剂性质和分子结构。结果表明:水的定态介电常数从常温的80变到临界点的5-10,在450℃或更高时降到2左右。离子解离常数从室温的10到近临界区的10,而在超临界区变成10。水的Raman光谱结果也表明在超临界状态下水中只剩下少部分氢键。这些结果意味着水的行为与非极性压缩气体相近,其溶剂性质与低极性有机物相似。因而,碳氢化合物在超临界水中通常有很高的溶解度。例如,在25℃时,苯在水中的溶解度为0.07%,295℃时上升为35%,在300℃时即超越苯一水混合物的临界点,只存在一个相,因此,任何比例的组分都是互溶的。同理,在375℃以上,超临界水可与氧气、空气和氮气及有机物以任意比例互溶。
与有机物的高溶解度相比,无机盐在超临界水中的溶解度非常低,并且随水的介电常数减小而减小,当温度大于475℃时,无机物在超临界水中的溶解度急剧减小,呈盐类析出或以浓缩盐水的形式存在。如NaCl在300℃水中的溶解度为37%,而在550℃和25MPa的水中的溶解度为120mg/L,其原因主要是由水的低介电常数和离子解离常数造成的。同时,在超临界水中溶解的无机盐溶质具有不同于常温常压下的特殊性,对于等压条件下的温度上升,水的介电常数会降低,有利于溶质的缔合;相反,等温条件下压力的上升有利于溶质的分解。在高温低压的超临界条件下,当水的介电常数小于15时,水中溶解的溶质会发生大规模的缔合作用,即常温常压下的强电解质在高温低压的超临界条件下会变为弱电解质,而室温下的弱电解质则形成中性的缔合的配合物。
由于超临界水的非凡的溶解能力、可压缩性和传质特性,使它成为一种具有非常活性的异乎寻常的反应介质。表1显示了超临界水与普通水的溶解能力对比。
表1超临界水与普通水的溶解能力对比 溶质 普通水 超临界水 无机物 大部分易溶 微溶或不溶 有机物 大部分微溶或不溶 易溶 气体 大部分微溶或不溶 易溶 超临界水氧化技术是在温度、压力高于水的临界温度(374.3℃)和临界压力
(22.1MPa)条件下,以超临界水作为反应介质来氧化分解有机物。在超临界水氧化过程中,由于超临界水对有机物和氧气都是极好的溶剂,因此有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行,反应不会因相间转移而受限制。同时较高的反应温度也使反应速率加快,在很短的反应停留时间内,有机物的去除率可以达到99.99%以上。在氧化过程中,有机污染物中的C, H元素最后转化成二氧化碳和水;N, S, P和卤素等杂原子氧化生成气体、含氧酸或盐;在超临界水中盐类以浓缩盐水溶液的形式存在或形成固体颗粒而析出,超临界流体中的水经过冷却后成为清洁水。因而,超临界水氧化技术是在不产生有害副产物情况下彻底有效降解有机污染物的一种新方法。
从理论上讲,SCWO技术适用于处理任何含有机污染物的废物:高浓度的有机废液、有机蒸汽、有机固体、有机废水、污泥、悬浮有机溶液或吸附了有机物的无机物;废水中的有机物和氧化剂(02,H202)在单一相中反应生成CO2和H2O;出现在有机物中的杂原子氯、硫和磷分别被转化为HCl,H2SO4和H3PO4,有机氮主要形成N2;在超临界水的氧化环境不产生N2O。因此SCWO过程无需尾气处理,不会造成二次污染。另外,当废水中的有机物浓度大于2%时,可利用反应放出的热维持过程的热平衡,从而实现自热反应。
Ⅳ 超临界水氧化技术的原理
所谓超临界,是指流体物质的一种特殊状态。当把处于汽液平衡的流体升温升压时,热膨胀引起液体密度减小,而压力的升高又使汽液两相的相界面消失,成为均相体系,这就是临界点。当流体的温度、压力分别高于临界温度和临界压力时就称为处于超临界状态。超临界流体具有类似气体的良好流动性,但密度又远大于气体,因此具有许多独特的理化性质。
水的临界点是温度374.3℃、压力22.064MPa,如果将水的温度、压力升高到临界点以上,即为超临界水,其密度、粘度、电导率、介电常数等基本性能均与普通水有很大差异,表现出类似于非极性有机化合物的性质。因此,超临界水能与非极性物质(如烃类)和其他有机物完全互溶,而无机物特别是盐类,在超临界水中的电离常数和溶解度却很低。同时,超临界水可以和空气、氧气、氮气和二氧化碳等气体完全互溶。
由于超临界水对有机物和氧气均是极好的溶剂,因此有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行,反应不存在因需要相问转移而产生的限制。同时,400~600℃的高反应温度也使反应速度加快,可以在几秒的反应时间内,即可达到99%以上的破坏率。有机物在超临界水中进行的氧化反应,可以简单表示为:
酸+Na0H一无机物
超临界水氧化反应完全彻底:有机碳转化为CO2,氢转化为H20,卤素原子转化为卤离子,硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐,氮转化为硝酸根和亚硝酸根离子或氮气。而且超临界水氧化反应在某种程度上和简单的燃烧过程相似,在氧化过程中释放出大量的热量。
为了进一步加快反应速度、减少反应时间和降低反应温度,使超临界水氧化技术能充分发挥出自身的优势,对催化超临界水氧化技术处理废水的研究正在日益兴起。
Ⅵ 新奥的超临界水氧化这种技术发展的怎样
新奥集团自2008年起开抄始走上超临界水氧化技术的自主研发之路。经过近7年的研究开发,从小试、中试到工业化示范,累计运行时间超过6000小时,获取了有关污泥、药渣、釜残液、废乳化液、废有机溶剂等多种污染物处理的大量基础数据,掌握了超临界水氧化设备及工艺方面的核心技术,已完成发明专利申请八十余项。目前,新奥超临界水氧化技术已经步入产业化实施阶段,由新奥环保投资1.2亿元兴建的廊坊超临界污泥处理项目即将正式投入运营,处理能力达到240吨/天。
Ⅶ 什么是超临界水超临界水有什么用途
所谓超临界水,是指当气压和温度达到一定值时,因高温而膨胀的水的密度和因内高压而被压缩的水蒸气的密容度正好相同时的水。此时,水的液体和气体便没有区别,完全交融在一起,成为一种新的呈现高压高温状态的液体。(如果你家的高压锅可以的话,你也可以试试)
当水处于其临界点(374.3℃,22.05MPa)的高温高压状态时被称为超临界水(Supercritical Water,简称SCW),在此条件下水具有许多独特的性质。如烃类等非极性有机物与极性有机物一样可完全与超临界水互溶,氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳等气体也都能以任意比例溶于超临界水中,无机物尤其是盐类在超临界水中的溶解度很小。超临界水还具有很好的传质、传热性质。这些特性使得超临界水成为一种优良的反应介质。
着眼于环保领域应用的超临界水氧化反应(Supercritical Water Oxidation,简称SCWO)是目前研究最多的一类反应过程。SCWO是指有机废物和空气、氧气等氧化剂在超临界水中进行氧化反应而将有机废物去除。
Ⅷ 超临界水氧化技术的优缺点
优点:
(1)效率高,处理彻底,有机物在适当的温度、压力和一定的保留时间下,能完全被氧化成二氧化碳、水、氮气以及盐类等无毒的小分子化合物,有毒物质的清除率达99.99%以上,符合全封闭处理要求:(2)由于SCWO是在高温高压下进行的均相反应,反应速率快,停留时间短(可小于1min),所以反应器结构简洁,体积小;(3)适用范围广,可以适用于各种有毒物质、废水废物的处理;(4)不形成二次污染,产物清洁不需要进一步处理,且无机盐可从水中分离出来,处理后的废水可完全回收利用;(5)当有机物含量超过2%时,就可以依靠反应过程中自身氧化放热来维持反应所需的温度,不需要额外供给热量,如果浓度更高,则放出更多的氧化热,这部分热能可以回收。
缺点:
尽管超临界水氧化法具备了很多优点,但其高温高压的操作条件无疑对设备材质提出了严格的要求。另一方面,虽然已经在超临界水的性质和物质在其中的溶解度及超临界水化学反应的动力学和机理方面进行了一些研究,但是这些与开发、设计和控制超临界水氧化过程必需的知识和数据相比,还远不能满足要求。
在实际进行工程设计时,除了考虑体系的反应动力学特性以外,还必须注意一些工程方面的因素,例如腐蚀、盐的沉淀、催化剂的使用、热量传递等。(1)腐蚀 在超临界水氧化环境中比通常条件下更易导致金属的腐蚀。高浓度的溶解氧、高温高压的条件、极端的pH值以及某些种类的无机离子均可使腐蚀加快。腐蚀会产生两个方面的问题,一是反应完毕后的流出液中含有某些金属离子(如铬等),会影响处理的质量;二是过度的腐蚀会影响压力系统正常工作。在300~500℃、pH值2~9、氯化物浓度为400mg/L的条件下,对13种合金的腐蚀进行了实验研究。结果表明,在给定的温度范围内pH对腐蚀的影响不大。在300℃的亚临界状态下,由于水的介电常数和无机盐的溶解度均较大,主要以电化学腐蚀为主。当温度升至400℃以上时,水的介电常数和盐的溶解度迅速下降,这时以化学腐蚀为主。(2)盐的沉淀 在超临界水氧化中,往往在进料中加入碱中和过程中产生的酸和生成的盐,因超临界条件下无机物的溶解度很小,过程中会有盐的沉淀。某些盐的粘度较大,有可能会引起反应器或管路的堵塞。通过反应器形式的优化和适当的操作方式可予以部分地改善。对于某些高含盐体系可能需要预处理。(3)催化剂 在一些物质的超临界水氧化研究中使用了催化剂,主要是为了提高复杂有机物的转化率、缩短反应时间或降低所需的反应温度。可应用的绝大部分催化剂是以往湿式空气氧化和亚临界水氧化过程研究中使用的。均相催化和非均相催化相比,非均相催化的综合效果较好。(4)热量传递 因为水的性质在临界点附近变化很大,在超临界水氧化过程中也必须考虑临界点附近的热量传递问题。在临界点温度以下但接近临界点时,水的运动粘度很低,温度升高时自然对流增加,热导率增加很快。但当温度超过临界点不多时,传热系数急剧下降,这可能是由于流体密度下降以及主体流体和管壁处流体的物理性质的差异所导致。虽然,超临界水氧化技术仍存在着一些有待解决的问题,但由于它本身所具有的突出优势,在处理有害废物方面越来越受到重视,是一项有着广阔发展和应用前景的新型处理技术。
Ⅸ 超临界水氧化(scwo)技术处理有机废水,固废物。工作环境是怎么样的,过程中自动化程度高吗
超临界是一种高温高压下直接氧化废水固废的处理装置,反应器为反回应釜。设备完善的答的话总体工作环境还是不错的,操作人员不会直接和废水、固废接触。自动化程度根据厂家而定,由于该技术尚未成熟,自动化控制应该还不够完善。
目前该技术的主要风险是压力容器压力大(想想家用压力锅就知道了),反应温度压力不易控制,反应釜内残渣较多,容易积渣。另外,SCWO对反应器材质要求很高,一般钢材腐蚀速度很快。这也需要经常性的检修以防范风险。
Ⅹ 超临界水氧化技术能够处理废水吗
超临界水来氧化技术能处理废源水及污泥。
超临界水氧化反应使污水和污泥完全彻底分解:有机物中的碳转化为二氧化碳,氢转化为水。硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐。氮转化为氮气。重金属经氧化后以稳定固相存于灰分中。
总结超临界水氧化主要技术特点包括,有机物降解率超过99%,减容率超过90% ;不产生二恶英、硫氧化物、氮氧化物、飞灰等二次污染物;分钟级反应时间 ;工艺流程短,占地面积小 ;反应过程自热,无需外部热源
;出水可达国家一级标准 ;灰渣中重金属浸出率低于国家标准 。