超临界水氧化技术

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 RH ROOH R 2 2超临界水氧化 SCW0 原理 自由基反应机理 RH O2 R HO2 RH HO2 R 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 HO R H2O R O2 ROO 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 2 3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