超临界水氧化设备进展

Ⅰ 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。

Ⅱ 超临界流体技术的超临界流体特性技术

超临界水氧化技术是使废水在水的超临界条件(P>218atm, T>374℃)下与氧化剂(O2、Air、H2O2等)反应，把废水中含有的有机物分解成无害成份的技术在临界点以下的条件下，废水中含有的有机物处于并非与水完全混合的状态，形成界面(Boundary layer)。因此，为使有机物与氧气反应，实现氧化分解，需要把气体状态的氧气溶解到水中，溶解的氧气重新通过有机物界面，只有这样才能使有机物与氧气反应。因此，如要分解废水含有的有机物需要较多时间。不过，在超临界水状态下，水的特性与有机物相同，所以界面消失，超临界水的氧气溶解度也大大提高，实现了完全混合，使有机物与氧气能够自由反应，反应速度得到了急剧提高。因此，即使是难分解性有机物，也可以几乎100%分解。另外，超临界水氧化反应具有极快的反应速度，所以，即使以小型的设备，也可处理大量的废水，由于是在水中进行的氧化反应，不存在SOx、NOx等大气污染物质的排放
- 超临界水氧化的优点：
·对难分解性有机物的高分解度(99.9999%以上)
· 处理水及排放气体无害于环境
· 排放气体：无NOx、SOx、Dioxins等
· 处理水：可分解至排放水水平
· 易于应对急剧变化的废水 ? 有利于化学工程
· 迅速的氧化反应速度迅速 ? 设备的小型化
· 可处理的废水浓度广(几个ppm～几十%),无须二次处理
- 超临界水的氧化缺点：
· 腐蚀较快， 选择材料难
· 无机物溶解度减小，连续运转难
· 较高的初期投资费用. 近临界水(Near-critical water)是指处于临界点附近温度与压力条件下的液态水。近临界水虽然是液态，但一部分特性却与超临界水类似，与常温状态的水有许多不同特性，因此，正被试图用作新的反应溶液。

Ⅲ 超临界水的氧化反应

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。由于SCWO是在高温高压下进行的均相反应，反应速率很快(可小于1min)，处理彻底，有机物被完全氧化成二氧化碳、水、氮气以及盐类等无毒的小分子化合物，不形成二次污染，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。另外，当有机物含量超过2%时SCWO过程可以形成自热而不需额外供给热量。这些特性使SCWO与生化处理法、湿式空气氧化法(Wet Air Oxidation,简称WAO)、燃烧法等传统的废水处理技术相比具有其独特的优势，对于传统方法难以处理的废水体系，SCWO已成为一种具有很大潜在优势的环保新技术。
就已有的研究报道来看，利用SCWO处理各种废水和过量活性污泥已取得成功，国外已有工业化的装置出现。但在此过程中发现，SCWO苛刻的反应条件(T≥500℃，p≥25MPa)对金属具有较强的腐蚀性，对设备材质有较高的要求。另外，对某些化学性质稳定的化合物，所需的反应时间还较长，对反应条件要求较高。为了加快反应速率、减少反应时间，降低反应温度，优化反应网络，使SCWO能充分发挥出自身的优势，许多研究者将催化剂引入SCWO以期达到这一目的。对催化超临界水氧化法处理废水的研究正日益兴起，是SCWO研究的一个重要发展方向。还可以处理火箭燃料。

Ⅳ 超临界水氧化技术

超临界水氧化(Supercritical Water Oxidation，简称SCWO)技术是一种可实现对多种有机废物进行深度氧化处理的技术。超临界水氧化是通过氧化作用将有机物完全氧化为清洁的H2O、CO2 和N2等物质，S、P等转化为最高价盐类稳定化，重金属氧化稳定固相存在于灰分中。超临界水氧化(Supercritical Water Oxidation，简称SCWO)技术的原理是以超临界水为反应介质，经过均相的氧化反应，将有机物快速转化为CO2、H2O、N2和其他无害小分子。
超临界水氧化技术在处理各种废水和剩余污泥方面已取得了较大的成功，其缺点是反应条件苛刻和对金属有很强的腐蚀性，及对某些化学性质稳定的化合物氧化所需时间也较长。为了加快反应速度、减少反应时间、降低反应温度，使超临界水氧化技术的优势更加明显，许多研究者正在尝试将催化剂引入超临界水氧化工艺过程中。
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H2O，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。

Ⅳ 80年代中期美国学者Modell首次提出超临界水氧化技术（SCWO）．超临界流体（SCF）是指流体的温度和压力处

（1）由图可知，在380℃．20MPa时，应位于曲线的右侧，为气体，由图象可知，在374.3℃，专22MPa时水为临界点，属则若要使之成为超临界水，必须采取的措施是加压至22MPa以上，
故答案为：气体；加压至22MPa以上；
（2）在超临界水中，偏二甲胼[（CH₃）₂NNH₂]能迅速被H₂O₂氧化，生成二氧化碳、氮气、水等无毒小分子，反应的方程式为（CH₃）₂NNH₂+8H₂O₂═2CO₂+12H₂O+N₂，
故答案为：（CH₃）₂NNH₂+8H₂O₂═2CO₂+12H₂O+N₂；
（3）当发生堵塞时，水应达到临界点，钠盐、钾盐在超临界水中的溶解度很低，易析出固体而导致堵塞，图中a、b、c、d四管道，形成超临界水的条件不足，而c、g、h温度会逐渐降低，形成超临界水的条件也不足，超临界水氧化反应器中发生放热反应，使227℃的水超过374.3℃，可堵塞，则f符合，
故答案为：钠盐、钾盐在超临界水中的溶解度很低，易析出固体；f．

Ⅵ 高毒有机废水“秒变”水的研究已获得工业化应用

当温度高于374°C，压力大于22MPa（常压为0.101MPa）的条件下，此时的水称作超临界水，其兼具气体与液体的高扩散性、高溶解性、高反应活性及低表面张力等优良特性。利用超临界水作为特殊溶剂，可把有机物彻底“秒杀”。

超临界水氧化技术具有污染物去除率高、二次污染小、反应迅速等优势，被认为是废水处理技术中的“撒手锏”具有广阔的工业应用前景。他们结合课题组的“三因素”氧化机理研究发现，对Fenton法、臭氧氧化等难有效降解的农化、石油等有机废水尤为适用。这项技术如能成功应用于各化工、制药行业等污水处理领域，就能有效提升流域内重污染行业的控源减排能力。 高浓度有毒废水大型化设备的核心部件的材料运行环境复杂，对使用材料要求十分苛刻，要求材料同时具备高强度、耐高温、高耐蚀、低成本、高安全稳定的特性，因此超临界水氧化技术的产业化应用被认为是一项“世界性难题”，国内外在污水处理领域实现工业应用的案例极少。

设备的处理能力和性能指标目前在国内乃至国际上都处于较为领先的水平，提供了重污染行业中高浓度高毒难降解废水处理的新型关键技术和装备。
目前，超临界水氧化技术目前已在部分化工园区获得工业化应用，建设了100吨/天“难降解高浓度有机废水亚超临界深度氧化处理示范工程”，经过对园区内废水的检测发现，采用超临界水氧化工艺可直接处理达标，处理效率高，且污泥产生量小，具有比较好的经济效益。

Ⅶ 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。

Ⅷ 80年代中期美国学者Modell首次提出超临界水氧 化技术(SCWO)。超临界流体(SCF)是指流体的温度和压力处于