Ⅰ 超臨界水氧化技術有哪些問題有待解決
超臨界水氧化技術來有哪些源問題有待解決
超臨界水氧化技術能處理廢水及污泥。
超臨界水氧化反應使污水和污泥完全徹底分解:有機物中的碳轉化為二氧化碳,氫轉化為水。硫和磷分別轉化為硫酸鹽和磷酸鹽。氮轉化為氮氣。重金屬經氧化後以穩定固相存於灰分中。
總結超臨界水氧化主要技術特點包括,有機物降解率超過99%,減容率超過90% ;不產生二惡英、硫氧化物、氮氧化物、飛灰等二次污染物;分鍾級反應時間 ;工藝流程短,佔地面積小 ;反應過程自熱,無需外部熱源;出水可達國家一級標准 ;灰渣中重金屬浸出率低於國家標准 。
Ⅱ 超臨界水在環保方面的應用
超臨界水氧化法的應用 時間:2008年3月31日
1 處理含硫廢水
石油煉制、石油化工、煉焦、染料、印染、製革、造紙等工廠均產生含硫廢水,對環境造成了嚴重的污染。對於不同來源的含硫廢水需用不同的處理方法,現有的處理方法有氣提法、液相催化氧化法、多相催化氧化法、燃燒法等,但均有其適用局限性,某些方法的處理效率不高,燃燒法等還可能因生成SO2、SO3造成二次污染。另外,許多含硫廢水成分復雜,除S-2外,還含有酚、氰、氨等其他污染物,需要分別處理,流程復雜。而超臨界水氧化法由於其具有反應快速,處理效率高和過程封閉性好,處理復雜體系更具優勢等優點,在含硫廢水的處理中得到了應用,且取得了較好的效果。
向波濤等人利用超臨界水氧化法處理含硫廢水,試驗結果為:在溫度為723.2K,壓力為26Mpa,氧硫比為3.47,反應時間17s的條件下,S2-可被完全氧化為SO42-而除去。
2 多氯聯苯等有機物超臨界水氧化
Modell等用連續流系統研究了一種有機碳含量在27000~33000mg/L之間的有機廢水的超臨界水氧化。廢水中含有1,1,1-三氯乙烷、六氯環已烷、甲基乙基酮、苯、鄰二甲苯、2,2'-二硝基甲苯、DDT、PCB1234、PCB1254等有毒有害污染物。結果發現在溫度高於550℃時,有機碳的破壞率超過99.97%,並且所有有機物都轉化成二氧化碳和無機物。
Swallow等在600~630℃、25.6Mpa的條件下,用一個連續流反應器研究氯代二苯並-P-二
Ⅲ 新奧集團的超臨界水氧這種技術適用於什麼領域
超臨界水氧化技術可處理液態、半固態、粉末狀有機廢物及含有持久性難降解有機物質的廢物。
Ⅳ 超臨界技術的基本原理
液態水的密度幾乎不隨壓力升高而改變。但是如果將水的溫度和壓力升高到臨界點(Tc=374.3℃,Pc=22.1MPa)以上,水的性質發生了極大變化,其密度、介電常數、黏度、擴散系數、熱導率和溶解性等都不同於普通水。水的存在狀態如圖1所示。
圖1 水的相圖
通過測定水在亞臨界到超臨界區的介電常數、離子解離常數及Raman光譜可探索水的溶劑性質和分子結構。結果表明:水的定態介電常數從常溫的80變到臨界點的5-10,在450℃或更高時降到2左右。離子解離常數從室溫的10到近臨界區的10,而在超臨界區變成10。水的Raman光譜結果也表明在超臨界狀態下水中只剩下少部分氫鍵。這些結果意味著水的行為與非極性壓縮氣體相近,其溶劑性質與低極性有機物相似。因而,碳氫化合物在超臨界水中通常有很高的溶解度。例如,在25℃時,苯在水中的溶解度為0.07%,295℃時上升為35%,在300℃時即超越苯一水混合物的臨界點,只存在一個相,因此,任何比例的組分都是互溶的。同理,在375℃以上,超臨界水可與氧氣、空氣和氮氣及有機物以任意比例互溶。
與有機物的高溶解度相比,無機鹽在超臨界水中的溶解度非常低,並且隨水的介電常數減小而減小,當溫度大於475℃時,無機物在超臨界水中的溶解度急劇減小,呈鹽類析出或以濃縮鹽水的形式存在。如NaCl在300℃水中的溶解度為37%,而在550℃和25MPa的水中的溶解度為120mg/L,其原因主要是由水的低介電常數和離子解離常數造成的。同時,在超臨界水中溶解的無機鹽溶質具有不同於常溫常壓下的特殊性,對於等壓條件下的溫度上升,水的介電常數會降低,有利於溶質的締合;相反,等溫條件下壓力的上升有利於溶質的分解。在高溫低壓的超臨界條件下,當水的介電常數小於15時,水中溶解的溶質會發生大規模的締合作用,即常溫常壓下的強電解質在高溫低壓的超臨界條件下會變為弱電解質,而室溫下的弱電解質則形成中性的締合的配合物。
由於超臨界水的非凡的溶解能力、可壓縮性和傳質特性,使它成為一種具有非常活性的異乎尋常的反應介質。表1顯示了超臨界水與普通水的溶解能力對比。
表1超臨界水與普通水的溶解能力對比 溶質 普通水 超臨界水 無機物 大部分易溶 微溶或不溶 有機物 大部分微溶或不溶 易溶 氣體 大部分微溶或不溶 易溶 超臨界水氧化技術是在溫度、壓力高於水的臨界溫度(374.3℃)和臨界壓力
(22.1MPa)條件下,以超臨界水作為反應介質來氧化分解有機物。在超臨界水氧化過程中,由於超臨界水對有機物和氧氣都是極好的溶劑,因此有機物的氧化可以在富氧的均一相中進行,反應不會因相間轉移而受限制。同時較高的反應溫度也使反應速率加快,在很短的反應停留時間內,有機物的去除率可以達到99.99%以上。在氧化過程中,有機污染物中的C, H元素最後轉化成二氧化碳和水;N, S, P和鹵素等雜原子氧化生成氣體、含氧酸或鹽;在超臨界水中鹽類以濃縮鹽水溶液的形式存在或形成固體顆粒而析出,超臨界流體中的水經過冷卻後成為清潔水。因而,超臨界水氧化技術是在不產生有害副產物情況下徹底有效降解有機污染物的一種新方法。
從理論上講,SCWO技術適用於處理任何含有機污染物的廢物:高濃度的有機廢液、有機蒸汽、有機固體、有機廢水、污泥、懸浮有機溶液或吸附了有機物的無機物;廢水中的有機物和氧化劑(02,H202)在單一相中反應生成CO2和H2O;出現在有機物中的雜原子氯、硫和磷分別被轉化為HCl,H2SO4和H3PO4,有機氮主要形成N2;在超臨界水的氧化環境不產生N2O。因此SCWO過程無需尾氣處理,不會造成二次污染。另外,當廢水中的有機物濃度大於2%時,可利用反應放出的熱維持過程的熱平衡,從而實現自熱反應。
Ⅳ 超臨界水氧化技術的原理
所謂超臨界,是指流體物質的一種特殊狀態。當把處於汽液平衡的流體升溫升壓時,熱膨脹引起液體密度減小,而壓力的升高又使汽液兩相的相界面消失,成為均相體系,這就是臨界點。當流體的溫度、壓力分別高於臨界溫度和臨界壓力時就稱為處於超臨界狀態。超臨界流體具有類似氣體的良好流動性,但密度又遠大於氣體,因此具有許多獨特的理化性質。
水的臨界點是溫度374.3℃、壓力22.064MPa,如果將水的溫度、壓力升高到臨界點以上,即為超臨界水,其密度、粘度、電導率、介電常數等基本性能均與普通水有很大差異,表現出類似於非極性有機化合物的性質。因此,超臨界水能與非極性物質(如烴類)和其他有機物完全互溶,而無機物特別是鹽類,在超臨界水中的電離常數和溶解度卻很低。同時,超臨界水可以和空氣、氧氣、氮氣和二氧化碳等氣體完全互溶。
由於超臨界水對有機物和氧氣均是極好的溶劑,因此有機物的氧化可以在富氧的均一相中進行,反應不存在因需要相問轉移而產生的限制。同時,400~600℃的高反應溫度也使反應速度加快,可以在幾秒的反應時間內,即可達到99%以上的破壞率。有機物在超臨界水中進行的氧化反應,可以簡單表示為:
酸+Na0H一無機物
超臨界水氧化反應完全徹底:有機碳轉化為CO2,氫轉化為H20,鹵素原子轉化為鹵離子,硫和磷分別轉化為硫酸鹽和磷酸鹽,氮轉化為硝酸根和亞硝酸根離子或氮氣。而且超臨界水氧化反應在某種程度上和簡單的燃燒過程相似,在氧化過程中釋放出大量的熱量。
為了進一步加快反應速度、減少反應時間和降低反應溫度,使超臨界水氧化技術能充分發揮出自身的優勢,對催化超臨界水氧化技術處理廢水的研究正在日益興起。
Ⅵ 新奧的超臨界水氧化這種技術發展的怎樣
新奧集團自2008年起開抄始走上超臨界水氧化技術的自主研發之路。經過近7年的研究開發,從小試、中試到工業化示範,累計運行時間超過6000小時,獲取了有關污泥、葯渣、釜殘液、廢乳化液、廢有機溶劑等多種污染物處理的大量基礎數據,掌握了超臨界水氧化設備及工藝方面的核心技術,已完成發明專利申請八十餘項。目前,新奧超臨界水氧化技術已經步入產業化實施階段,由新奧環保投資1.2億元興建的廊坊超臨界污泥處理項目即將正式投入運營,處理能力達到240噸/天。
Ⅶ 什麼是超臨界水超臨界水有什麼用途
所謂超臨界水,是指當氣壓和溫度達到一定值時,因高溫而膨脹的水的密度和因內高壓而被壓縮的水蒸氣的密容度正好相同時的水。此時,水的液體和氣體便沒有區別,完全交融在一起,成為一種新的呈現高壓高溫狀態的液體。(如果你家的高壓鍋可以的話,你也可以試試)
當水處於其臨界點(374.3℃,22.05MPa)的高溫高壓狀態時被稱為超臨界水(Supercritical Water,簡稱SCW),在此條件下水具有許多獨特的性質。如烴類等非極性有機物與極性有機物一樣可完全與超臨界水互溶,氧氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳等氣體也都能以任意比例溶於超臨界水中,無機物尤其是鹽類在超臨界水中的溶解度很小。超臨界水還具有很好的傳質、傳熱性質。這些特性使得超臨界水成為一種優良的反應介質。
著眼於環保領域應用的超臨界水氧化反應(Supercritical Water Oxidation,簡稱SCWO)是目前研究最多的一類反應過程。SCWO是指有機廢物和空氣、氧氣等氧化劑在超臨界水中進行氧化反應而將有機廢物去除。
Ⅷ 超臨界水氧化技術的優缺點
優點:
(1)效率高,處理徹底,有機物在適當的溫度、壓力和一定的保留時間下,能完全被氧化成二氧化碳、水、氮氣以及鹽類等無毒的小分子化合物,有毒物質的清除率達99.99%以上,符合全封閉處理要求:(2)由於SCWO是在高溫高壓下進行的均相反應,反應速率快,停留時間短(可小於1min),所以反應器結構簡潔,體積小;(3)適用范圍廣,可以適用於各種有毒物質、廢水廢物的處理;(4)不形成二次污染,產物清潔不需要進一步處理,且無機鹽可從水中分離出來,處理後的廢水可完全回收利用;(5)當有機物含量超過2%時,就可以依靠反應過程中自身氧化放熱來維持反應所需的溫度,不需要額外供給熱量,如果濃度更高,則放出更多的氧化熱,這部分熱能可以回收。
缺點:
盡管超臨界水氧化法具備了很多優點,但其高溫高壓的操作條件無疑對設備材質提出了嚴格的要求。另一方面,雖然已經在超臨界水的性質和物質在其中的溶解度及超臨界水化學反應的動力學和機理方面進行了一些研究,但是這些與開發、設計和控制超臨界水氧化過程必需的知識和數據相比,還遠不能滿足要求。
在實際進行工程設計時,除了考慮體系的反應動力學特性以外,還必須注意一些工程方面的因素,例如腐蝕、鹽的沉澱、催化劑的使用、熱量傳遞等。(1)腐蝕 在超臨界水氧化環境中比通常條件下更易導致金屬的腐蝕。高濃度的溶解氧、高溫高壓的條件、極端的pH值以及某些種類的無機離子均可使腐蝕加快。腐蝕會產生兩個方面的問題,一是反應完畢後的流出液中含有某些金屬離子(如鉻等),會影響處理的質量;二是過度的腐蝕會影響壓力系統正常工作。在300~500℃、pH值2~9、氯化物濃度為400mg/L的條件下,對13種合金的腐蝕進行了實驗研究。結果表明,在給定的溫度范圍內pH對腐蝕的影響不大。在300℃的亞臨界狀態下,由於水的介電常數和無機鹽的溶解度均較大,主要以電化學腐蝕為主。當溫度升至400℃以上時,水的介電常數和鹽的溶解度迅速下降,這時以化學腐蝕為主。(2)鹽的沉澱 在超臨界水氧化中,往往在進料中加入鹼中和過程中產生的酸和生成的鹽,因超臨界條件下無機物的溶解度很小,過程中會有鹽的沉澱。某些鹽的粘度較大,有可能會引起反應器或管路的堵塞。通過反應器形式的優化和適當的操作方式可予以部分地改善。對於某些高含鹽體系可能需要預處理。(3)催化劑 在一些物質的超臨界水氧化研究中使用了催化劑,主要是為了提高復雜有機物的轉化率、縮短反應時間或降低所需的反應溫度。可應用的絕大部分催化劑是以往濕式空氣氧化和亞臨界水氧化過程研究中使用的。均相催化和非均相催化相比,非均相催化的綜合效果較好。(4)熱量傳遞 因為水的性質在臨界點附近變化很大,在超臨界水氧化過程中也必須考慮臨界點附近的熱量傳遞問題。在臨界點溫度以下但接近臨界點時,水的運動粘度很低,溫度升高時自然對流增加,熱導率增加很快。但當溫度超過臨界點不多時,傳熱系數急劇下降,這可能是由於流體密度下降以及主體流體和管壁處流體的物理性質的差異所導致。雖然,超臨界水氧化技術仍存在著一些有待解決的問題,但由於它本身所具有的突出優勢,在處理有害廢物方面越來越受到重視,是一項有著廣闊發展和應用前景的新型處理技術。
Ⅸ 超臨界水氧化(scwo)技術處理有機廢水,固廢物。工作環境是怎麼樣的,過程中自動化程度高嗎
超臨界是一種高溫高壓下直接氧化廢水固廢的處理裝置,反應器為反回應釜。設備完善的答的話總體工作環境還是不錯的,操作人員不會直接和廢水、固廢接觸。自動化程度根據廠家而定,由於該技術尚未成熟,自動化控制應該還不夠完善。
目前該技術的主要風險是壓力容器壓力大(想想家用壓力鍋就知道了),反應溫度壓力不易控制,反應釜內殘渣較多,容易積渣。另外,SCWO對反應器材質要求很高,一般鋼材腐蝕速度很快。這也需要經常性的檢修以防範風險。
Ⅹ 超臨界水氧化技術能夠處理廢水嗎
超臨界水來氧化技術能處理廢源水及污泥。
超臨界水氧化反應使污水和污泥完全徹底分解:有機物中的碳轉化為二氧化碳,氫轉化為水。硫和磷分別轉化為硫酸鹽和磷酸鹽。氮轉化為氮氣。重金屬經氧化後以穩定固相存於灰分中。
總結超臨界水氧化主要技術特點包括,有機物降解率超過99%,減容率超過90% ;不產生二惡英、硫氧化物、氮氧化物、飛灰等二次污染物;分鍾級反應時間 ;工藝流程短,佔地面積小 ;反應過程自熱,無需外部熱源
;出水可達國家一級標准 ;灰渣中重金屬浸出率低於國家標准 。