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1、第30卷第1期化学工业与工程技术Vol130No.12009年2月JournalofChemicalIndustry&EngineeringFeb.,2009研究与开发能量自补偿式超临界水氧化过程的研究12211詹世平,刘学武,刘艳艳,朱博,陈淑花(1.大连大学环境与化学工程学院,辽宁大连116622;2.大连理工大学化工学院,辽宁大连116012)摘要:从超临界水氧化反应热和能量消耗平衡出发,分析实现能量自补偿式超临界水氧化过程的条Ó件,并应用有机朗肯循环对该反应热进行深度回收,以探索降低其操作费用的途径。采用Asp
2、enPlus软件对苯酚的超临界水氧化过程进行计算,通过计算发现在一定压力条件下,温度对苯酚溶液超临界水氧化中的反应热影响较小,当温度变化较小时可通过计算平均温度下的反应热对超临界水氧化体系反应热进行估算。此外,对能量自补偿式超临界水氧化过程的能量平衡点进行理论分析,在此基础上对带有机朗肯循环的超临界水氧化过程进行能量平衡计算,计算结果表明,当苯酚质量分数大于2%时,可实现能量自补偿过程。关键词:超临界水氧化;反应热;有机朗肯循环;能量自补偿中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1006-7906(2009)01-
3、0001-06Studyontheenergeticallyself2sufficientsupercriticalwateroxidationprocess12211ZhanShiping,LiuXuewu,LiuYanyan,ZhuBo,ChenShuhua(1.SchoolofEnvironmentandChemicalEngineering,DalianUniversity,Dalian116622,China;2.SchoolofChemicalEngineering,DalianUniversityofTe
4、chnology,Dalian116012,China)Abstract:Theconditiontorealizeanenergeticallyself2sufficientSCWOprocessisanalyzedbasedonthebalanceofSCWOreactionheatandenergyconsumption.ThereactionheatisrecoveredbymeansofOrganicRankineCircle,andthewaystore2Óducetheoperationcostofthe
5、processarediscussed.TheprocessofSCWOforphenolissimulatedwiththeAspenPlusprocesssimulator,andtheresultsshowthattheinfluenceoftemperatureonreactionheatissmallataconstantpressure.Itisreasonabletoneglecttheeffectoftemperatureandtoestimatetheheatofreactionwithaverage
6、temperaturewhenthetempera2turechangeswithinasmallrange.Thethermodynamicsanalysisshowsthatenergeticallyself2sufficientSCWOprocesswithanOrganicRankineCycleisaneconomicallyfeasibletechnologyforcommercialdevelopmentofSCWO,whoseenergybalancepointforphenolis2%(massfra
7、ction).Keywords:SCWO;Reactionheat;OrganicRankineCircle;Energeticself2sufficiency超临界水氧化(SupercriticalWaterOxidation,结垢的问题,目前各国研究者提出了各具特色的反简写为SCWO)技术作为一种能有效处理高浓度、应器,如逆流反应器、蒸发壁式反应器、离心式反应[10]难降解有机有害物质的绿色环保技术,自20世纪器等。而对于SCWO的经济性问题,主要是对[1][11～13]80年代MichaelModell教授提出以
8、来,受到许多SCWO的反应热的研究。这是因为当有机物研究者的关注,各国竞相开发该技术,对其原理及工浓度达到一定量时,可利用反应放出的热维持过程[2～9]艺进行了大量的基础性研究,取得了重要的研的热平衡,实现能量自补偿反应,从而提高整个过程究成果。但与此同时,人们也意识到尽管SCWO本的经济性。本研究建立了SCWO工艺流程模型,应身
