超临界水氧化

1scwo概念原理超临界水氧化(SCWO)法是一种新兴的废物处理技术,具有节能、高效、适用性强等特点,。美国国家关键技术所列的六大领域之一“能源与环境”中指出,最有前途的废物处理技术是SCWO法。超临界水氧化（supercriticalwateroxidation,SCWO）是在水的温度超过水的临界温度、压力超过水的临界压力条件下，以氧气作为氧化剂，超临界水作为反应介质，使水中的有机物与氧化剂在均一相（超临界液体相）中发生强烈的氧化反应的过程。2超临界水氧化反应机理比较典型的超临界水氧化反应机理为在湿式空气氧化、气相氧化的基础上提出的自由基反应机理。RH+O2→R·+HO2·RH+HO2·→R·+H2O2H2O2+M→2HO·RH+HO·→R·+HR·+O2→ROO·ROO·+RH→ROOH+R·M为均质或非均质介质（界面）。过氧化物通常分解生成分子较小的化合物,这种断裂迅速进行直至生成甲酸或乙酸为止。甲酸或乙酸最终也转化为CO2和水。2SCWO法优点与其他技术相比,应用SCWO法处理有机废水、废物具有以下优点:(1)对有机物的分解效率高,可达99.99%以上;适用范围广,可用于处理各种有毒难降解的有机物;(2)反应速度快,在几十秒的时间内有机物即可完全氧化为CO2和H2O；不形成二次污染，分解产物不需做进一步处理；杂原子被氧化成对应的酸或以盐的形式从超临界水中析出。(3)一般不需外部供热,有机物含量超过2%,即可利用有机物氧化反应产生的热量维持系统的反应温度;（4）反应器结构较简单，体积小。SCWO法处理有机废水具有显著的效果。此外,城市污水、造纸废水和人类代谢产物也可用SCWO法处理成无毒、无味、无色的气体和水。3SCWO法废水处理工艺流程Modell提出的连续式SCWO法废水处理工艺流程如图1所示。有机废水和氧气(或空气)经加压、预热后进入SCWO反应器,废水中的有机物被快速氧化分解,反应器出水经冷却、减压后进入气液分离器,分离后的水、气分别排放。此外,Thornton等人还分别设计出间歇式处理试验装置。5SCWO法的工业应用应用：处理含氮有机废水；处理含苯环有机废水；处理含油有机废水；处理高浓度有机发酵废水；处理高浓度葡萄糖有机废水；处理有机磷农药生产废水；处理含硫废水；处理有毒化合物废水。问题：腐蚀问题；盐和无机物的沉积；高能耗、高成本问题；6影响因素影响工业废水在超临界水中降解的主要因素包括温度、压力、反应物浓度、停留时间、氧化剂及催化剂等。温度升高可以加快反应速率，同时降低了反应物的密度。在远离临界点的区域，升温对反应速率的影响大于对反应密度的影响，所以升高温度可以加快有机物的氧化；但在临界点附近，情形刚好相反，升温不利于有机物氧化反应的进行。压力会影响水的密度，从而导致反应物浓度的改变，影响反应速率。在其它条件不变的情况下，停留时间的增加可以使有机物的转化率增大，当时间足够长时，随着反应的进行，反应物浓度降低，使反应速率下降。氧化剂浓度提高，有机物转化率提高，氧化剂过量至一定程度时，再增加氧化剂量对有机物转化率的提高作用就很小了。催化剂的加入可以降低反应温度和压力，缩短反应停留时间，加快反应速率，提高有机物的去除效率，减少副产物的生成，并且在一定的条件下，可以适当地降低反应的操作成本。