超临界水氧化技术及研究进展

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1、超临界水氧化技术及研究进展摘要超临界水氧化技术(SCWO)是近30年发展起来的一种有机废弃物深度处理技术，与传统处理技术相比，具有明显的优势和广阔的应用前景。本文概述了超临界水中发生的化学反应，以及超临界水氧化法的技术特点。综述了近五年超临界氧化法的应用研究进展，讨论了超临界水氧化技术存在的工程问题及解决方法。关键词超临界水氧化腐蚀盐沉积中图分类号:文献标识码：文章编号：SupercriticalWaterOxidationandResearchAdvanceAbstractsupercncalwateroxidation(SCWO)isapotentialorg

2、anicwastetreatmenttechnologydevelopedinrecent30years,whichhassignificantadvantagesandbroadapplicationprospectscomparewithtraditionaltreatmenttechnologies-Thisreviewsummarizesthechemicalreactionstakingplaceinsupercriticalwaterandthetechnicalcharacteristicsofsupercriticalwateroxidation.

3、Thestatusoftheapplicationprogressofsupercricalwateroxidationpastfiveyearswassummarized.Andtheengineeringproblemsandsolutionsinsupercricalwateroxidationareanalysized.Keywordssupercriticalwater;oxidation;corrosion;saltdeposition1超临界水及其化学反应1.1超临界水及其性质水的临界温度和临界压力分别为374.2°C和22.1MPa,在此温度及压力

4、之上水处于超临界状态⑴，气液分界消失，超临界水(SupercriticalWater,SCW)为均一相的非凝聚性流体。由于水的临界点是和图上气液共存dii线的终点，是所谓的二级相变之一,这决定了任何水的状态方程的比偏微分都要在临界点发散到正的或负的无穷大。所以在临界、超临界条件下，水的性质与常温、常压下水的性质相比有了很大变化，超临界水的物理化学性质既不同于液态的水，乂有别于气态的水，兼具水的性质与蒸汽的性质。表i-i対比了水处于常态、超临界态、过热蒸汽状态下常见的物理性质。表it水的常见物理性质比较Table1-1Comparisonoflhephysicalp

5、ropertiesofwaler项

6、:

7、普通水超临界水过热茨汽温度(©25450450riUj(MPa)127.561.38介电常数7S1.S10舗溶解度(mg/L)S00密度(g/cm‘)099S0128000419鮎度(cp)0.890.029S2.65X10"3仃效扩散系数(cm2/s)7.74X10'*7.67X10'*1.79XI屮Thiele模星2820.02840.01221.2超临界水化学反应超临界水具有很多独特的性质。例如强溶解能力，高可压缩性，低诱导率等，而n超临界水具有经济、安全及作为溶剂性能容易控制等等优点。因此利川超临界水的环境友好化工过

8、程正受到重视，表1-2给Hirn前正开发研究的超临界水化学反应的主要类型及应用对象。表1-2超临界水化学反应类型及应用Table1・1ChemicalreactiontypeandapplicationofSupercriticalwater反应类型应用举例超临界水中的有机合成反应Ikushima等⑵研究了超临界水状态下无催化剂的贝克曼重排反应超临界水中氧化反应1.Ahmet等⑶研究了在含钛反应器中用过渡金屈盐作为催化剂，苯酚在超临界水中的均和催化氧化；超临界水中纤维素水解糖化2.多氯联苯(PCBs)在超(亚)临界水中催化氧化及还原裂解⑷。1.杨金龙等⑸针对农作物

9、秸秆乙醇化过程，研究了超临界水中玉米秸秆快速水解为低聚糖的最佳条件：2.马晶等⑹采丿

10、J超临界水解方法进行了f

11、•蔗渣和稻草秸秆液化的实验研反应究；超临界水屮牛:物质(纤维索)气化制氮反应3.段媛等⑺在超临界条件下水解校木，探讨了反应时间对液体产物分布的影响。1.王呆吕筹⑹在水的临近界态和超临界态，以衙萄耕为生物质模型化合物，以制取氢气为目的,考察了氧化钙的影响;2.裴爱霞等Hl以原生物质花生壳为原料，竣甲基纤维索钠为添加剂，考察了&CO3、ZnCS、Raney-Ni三种催化剂对超临界水中生物质催化气化制氢的影响2超临界水氧化法超临界水氧化法(Supercriti

12、calWa