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超临界水氧化技术(scwo) Supercritical water oxidation 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 流体 常态水 超临界水 过热水蒸气 温度T 25 450 450 压力MPa 0.1 28 1.5 介电常数 78.5 1.8 1.0 氧溶解性（mg/L) 8 ∞ ∞ 有机物溶解性（mg/L) 随化合物不同而变化 ∞ 随化合物不同而变化 密度g/cm3 0.998 0.128 0.00419 扩散系数（m2·s） 7.74×10-6 7.67×10-4 2.65×10-5 黏度[g/（m·s）] 0.890 0.0298 2.65×10-5 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 有机化合物十02 C02十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?+H2O2 H2O2+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 3.2 反应器类型 3.3 废物处理中的应用 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 管式反应器 塔式（釜式）反应器 TWR反应器  3.2 反应器类型——管式反应器 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 塔式（釜式）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 TWR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 酚类化合物处理 多氯联苯有机物处理 农业及农药、染料中间体苯胺的处理 污泥处理 人类代谢物处理 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