超临界水氧化技术.ppt

超临界水氧化技术(scwo)Supercriticalwateroxidation,1、发展背景,2、基本原理介绍,3、工艺流程介绍与应用,超临界水氧化技术(scwo),4、目前存在问题,1、发展背景,提出,80年代中期美国学者Moddl首次提出,应用,废水处理,特别是工业废水、城市下水中的难分解有害有机物难分解有机固体废弃物、污泥的处理等,概念,有机物,空、氧气等氧化剂,超临界水中,二氧化碳,氮气,水,盐类等,均相快速氧化,转换成为,1、发展背景,2、基本原理介绍,3、工艺流程介绍与应用,超临界水氧化技术(scwo),4、存在问题与发展,2.1超临界水的特性,2.2超临界水氧化(SCW0)原理,2、基本原理介绍,超临界水概念,2.1超临界水的特性,当将水的温度和压力升高到临界(T=374.3，P=22.05MPa)以上时，就会处于一种既不同于气态，也不同于液态和固态的新的流体态超临界态，该状态的水即称之为超临界水,水的状态与压强、浓度关系图,超临界水性质,2.1超临界水的特性,极低的黏度和极大的扩散系数,具有良好的传递性和快速移动能力,能快速扩散进入溶质内部,2.1超临界水的特性,超临界水特性良好的溶解性能,非极性有机物质良好溶剂,密度,溶解度,超临界水类似于常温常压下极性有机物的介电常数，显示出了非极性物质的性质,成为对非极性有机物质具有良好溶解能力的溶剂。,气体的溶解度空前提高,在超临界水中,氧气、氮气等气体的溶解度空前提高,以致于可以任意比例与超临界水混合.,介电常数,2.1超临界水的特性,超临界水特性流体的传输性能改善,气液相界面消失,有机物和氧化物在超临界水中能够形成均一相，克服了传质阻力，加快了反应速率。,2.2超临界水氧化(SCW0)原理,反应化学方程,有机化合物十02C02十H20(1),有机化合物中的杂原子,O,酸、盐、氧化物(2),酸+NaOH无机盐+水(3),在氧化过程中释放出大量的热，所放出的热足以维持反应的进行，无需外界补充能量。,ROO+RHROOH+R,2.2超临界水氧化(SCW0)原理,自由基反应机理,RH+O2R+HO2RH+HO2R+H2O2H2O2+M-2HO,M为均质或非均质介质,HO具有很高的活性，几乎能与所有的含氢化合物反应,RH+HOR+H2O,R+O2ROO,小分子化合物,甲酸,乙酸,不稳定,氧化,C02,H20,1、发展背景,2、基本原理介绍,3、工艺流程介绍与应用,超临界水氧化技术(scwo),4、存在问题与发展,3、工艺流程介绍与应用,3.1工艺流程,进料系统,分离器,预热器,反应器,冷却器（或热回收系统）,高压泵,反应器：耐温：500，耐压：300kg/cm2,3.2反应器类型,3.2反应器类型管式反应器,23根无缝不锈钢管并列组成,优点：原料丰富制造简单费用低,缺点：导致盐类和固体堆积要求废水良好流动性,3.2反应器类型管式反应器,反应区,沉降区,沉淀区,高温氧化反应,无机盐下沉,盐水带走,3.2反应器类型管式反应器,超临界水氧化反应物和反应釜内壁之间不再直接接触，而是有一层采用特殊设计形成的去离子水隔离层。,3.3废物处理中的应用,1、发展背景,2、基本原理介绍,3、工艺流程介绍与应用,超临界水氧化技术(scwo),4、存在问题,4、存在问题,存在问题,腐蚀问题,在SCWO环境中,高浓度的溶解氧、高温高压的条件、极端的pH以及某些种类的无机离子均可使腐蚀加快。,由于超临界条件下无机物的溶解度很小,过程中产生盐的沉淀会引起反应器或管路的堵塞,使热传递效率急剧下降,甚至会发生事故。