超臨界水氧化技術(shù)剖析

1、超臨界水氧化技術(shù)(scwo)Supercritical water oxidation 超臨界水氧化技術(shù)剖析第1頁1、發(fā)展背景 2、基本原理介紹3、工藝流程介紹與應(yīng)用超臨界水氧化技術(shù)(scwo)4、當(dāng)前存在問題超臨界水氧化技術(shù)剖析第2頁1、發(fā)展背景提 出80年代中期美國學(xué)者Moddl首次提出應(yīng) 用 廢水處理, 尤其是工業(yè)廢水、城市下水中難分解有害有機物 難分解有機固體廢棄物、 污泥處理等概 念有機物 空、氧氣等氧化劑 超臨界水中二氧化碳氮氣水鹽類等均相快速氧化轉(zhuǎn)換成為超臨界水氧化技術(shù)剖析第3頁1、發(fā)展背景 2、基本原理介紹3、工藝流程介紹與應(yīng)用超臨界水氧化技術(shù)(scwo)4、存在問題與發(fā)展超臨

2、界水氧化技術(shù)剖析第4頁2.1 超臨界水特征 2.2 超臨界水氧化(SCW0)原理 2、基本原理介紹超臨界水氧化技術(shù)剖析第5頁超臨界水概念2.1 超臨界水特征當(dāng)將水溫度和壓力升高到臨界(T =374.3，P=22.05MPa)以上時，就會處于一個既不一樣于氣態(tài)，也不一樣于液態(tài)和固態(tài)新流體態(tài) 超臨界態(tài)，該狀態(tài)水即稱之為超臨界水水狀態(tài)與壓強、濃度關(guān)系圖超臨界水氧化技術(shù)剖析第6頁超臨界水性質(zhì)2.1 超臨界水特征流體常態(tài)水超臨界水過熱水蒸氣溫度T25450450壓力MPa0.1281.5介電常數(shù)78.51.81.0氧溶解性（mg/L)8有機物溶解性（mg/L)隨化合物不一樣而改變隨化合物不一樣而改變密度

3、g/cm30.9980.1280.00419擴散系數(shù)（m2s）7.7410-67.6710-42.6510-5黏度g/（ms）0.8900.02982.6510-5極低黏度和極大擴散系數(shù)含有良好傳遞性和快速移動能力能快速擴散進入溶質(zhì)內(nèi)部超臨界水氧化技術(shù)剖析第7頁2.1 超臨界水特征超臨界水特征良好溶解性能非極性有機物質(zhì)良好溶劑密度溶解度超臨界水類似于常溫常壓下極性有機物介電常數(shù)，顯示出了非極性物質(zhì)性質(zhì), 成為對非極性有機物質(zhì)含有良好溶解能力溶劑。氣體溶解度空前提升在超臨界水中, 氧氣、氮氣等氣體溶解度空前提升, 以致于能夠任意百分比與超臨界水混合.介電常數(shù)超臨界水氧化技術(shù)剖析第8頁2.1 超臨

4、界水特征超臨界水特征流體傳輸性能改進氣液相界面消失有機物和氧化物在超臨界水中能夠形成均一相，克服了傳質(zhì)阻力，加緊了反應(yīng)速率。超臨界水氧化技術(shù)剖析第9頁2.2 超臨界水氧化(SCW0)原理反應(yīng)化學(xué)方程有機化合物十02 C02十H20 (1)有機化合物中雜原子O酸、鹽、氧化物 (2)酸+NaOH 無機鹽+水 (3)在氧化過程中釋放出大量熱，所放出熱足以維持反應(yīng)進行，無需外界補充能量。超臨界水氧化技術(shù)剖析第10頁ROO+RHROOH+R2.2 超臨界水氧化(SCW0)原理自由基反應(yīng)機理RH+O2R+HO2RH+HO2R+H2O2H2O2+M-2HOM為均質(zhì)或非均質(zhì)介質(zhì)HO含有很高活性，幾乎能與全部含

5、氫化合物反應(yīng)RH+HOR+H2OR+O2ROO小分子化合物甲酸乙酸不穩(wěn)定氧化 C02H20超臨界水氧化技術(shù)剖析第11頁1、發(fā)展背景 2、基本原理介紹3、工藝流程介紹與應(yīng)用超臨界水氧化技術(shù)(scwo)4、存在問題與發(fā)展超臨界水氧化技術(shù)剖析第12頁 3、工藝流程介紹與應(yīng)用3.1 工藝流程3.2 反應(yīng)器類型3.3 廢物處理中應(yīng)用超臨界水氧化技術(shù)剖析第13頁3.1 工藝流程進料系統(tǒng)分離器預(yù)熱器反應(yīng)器冷卻器（或熱回收系統(tǒng)）高壓泵反應(yīng)器：耐溫：500，耐壓：300kg/cm2 超臨界水氧化技術(shù)剖析第14頁 3.2 反應(yīng)器類型管式反應(yīng)器塔式（釜式）反應(yīng)器TWR反應(yīng)器超臨界水氧化技術(shù)剖析第15頁 3.2 反應(yīng)

6、器類型管式反應(yīng)器管 式 反 應(yīng) 器23根無縫不銹鋼管并列組成優(yōu)點： 原料豐富 制造簡單 費用低缺點： 造成鹽類和固體堆積 要求廢水良好流動性超臨界水氧化技術(shù)剖析第16頁 3.2 反應(yīng)器類型管式反應(yīng)器塔式（釜式）反應(yīng)器反應(yīng)區(qū)沉降區(qū)沉淀區(qū)高溫氧化反應(yīng)無機鹽下沉鹽水帶走超臨界水氧化技術(shù)剖析第17頁 3.2 反應(yīng)器類型管式反應(yīng)器TWR反應(yīng)器超臨界水氧化反應(yīng)物和反應(yīng)釜內(nèi)壁之間不再直接接觸，而是有一層采取特殊設(shè)計形成去離子水隔離層。超臨界水氧化技術(shù)剖析第18頁 3.3 廢物處理中應(yīng)用酚類化合物處理多氯聯(lián)苯有機物處理農(nóng)業(yè)及農(nóng)藥、染料中間體苯胺處理污泥處理人類代謝物處理超臨界水氧化技術(shù)剖析第19頁1、發(fā)展背景 2、基本原理介紹3、工藝流程介紹與應(yīng)用超臨界水氧化技術(shù)(scwo)4、存在問題超臨界水氧化技術(shù)剖析第20頁4、存在問題存在問題腐蝕問題 在SCWO 環(huán)境中, 高濃度溶解氧、高溫高壓條件、極端pH 以及一些種類無機離子均可使腐蝕加緊。因為超臨界條件下無機物溶解度很小, 過程中產(chǎn)生鹽沉淀會引發(fā)反應(yīng)器或管路堵塞,使熱傳遞效率急劇下降, 甚至?xí)l(fā)