超臨界水氧化中設備腐蝕的研究現狀

A. 超臨界狀態的水有腐蝕性，為什麼

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高壓而被壓縮的水蒸氣的密度正好相同時的水。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。安德里亞指出，超臨界水具有兩個顯著的特性。一是具有極強的氧化能力，將需要處理的物質放入超臨界水中，充入氧和過氧化氫，這種物質就會被氧化和水解。有的還能夠發生自燃，在水中冒出火焰。另一個特性是可以與油等物質混合，具有較廣泛的融合能力。這些特點使超臨界水能夠產生奇異功能。

B. 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。

C. 超臨界水氧化技術就是高溫消毒

不完全是啊。超臨界水氧化技術作為一種高效環保、節能的高級氧化技術,在處版理含有毒、權難降解有機物的廢水及廢物方面超越了傳統技術,有著獨特的優勢和應用前景。超臨界水氧化技術將水作為反應介質來氧化分解有機物, 當水溫達到374.3℃, 壓力達到22.05MPa時其物理性質會發生很大的改變, 譬如黏度和密度變小, 擴散系數增大, 介電常數降低，此時的水處於超臨界狀態，它與液態水和氣態水都有很大區別。

D. 既然鈦有驚人的抗腐蝕性，那麼如果我們用超臨界水來煉鈦的話，會出現什麼情況

在含2%硫酸，2%過氧化氫的超臨界水氧化環境中，溫度在400度，壓力22.4MPA時，鈦的腐蝕速率大於5mm/年，鉑的腐蝕速率小於0.25mm/年，若把硫酸換成鹽酸，則兩者的腐蝕率都小於0.25mm/年，若把溫度提高到600度，則鈦的腐蝕率升到5mm/年左右，鉑的腐蝕率下降！另外，如果在10%鹽酸，1.2%硫酸，少量過氧化氫的超臨界水中，溫度400，壓力25MPA，鈦的腐蝕速率為4mm/年，鉑為1.14mm/年，而銥完全沒有腐蝕！

E. 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。

F. 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 。

G. 超臨界水的氧化性極強，那為什麼火電廠的鍋爐和管道還沒有被腐蝕

因為它在接觸到鍋爐跟管道的時候就已經被化學物質處理了一部分的氧化性，而鍋爐跟管道也肯定是被處理過的，能夠抵禦氧化性的材料夠成的。

火力發電廠簡稱火電廠，是利用可燃物（例如煤）作為燃料生產電能的工廠。它的基本生產過程是：燃料在燃燒時加熱水生成蒸汽，將燃料的化學能轉變成熱能，蒸汽壓力推動汽輪機旋轉，熱能轉換成機械能，然後汽輪機帶動發電機旋轉，將機械能轉變成電能。

蒸汽通過汽輪機又將熱能轉化為旋轉動力，以驅動發電機輸出電能。到80年代為止，世界上最好的火電廠的效率達到40%，即把燃料中40%的熱能轉化為電能。

H. 超臨界水是否有腐蝕性

超臨界水具有兩個顯著的特性.一是具有極強的氧化能力,將需要處理的物質放入超專臨界屬水中,充入氧和過氧化氫,這種物質就會被氧化和水解.有的還能夠發生自燃,在水中冒出火焰.另一個特性是可以與油等物質混合,具有較廣泛的融合能力.這些特點使超臨界水能夠產生奇異功能.
有較強的氧化性即可以和較多物質發生反應,就腐蝕了

I. 超臨界水是否有腐蝕性

超臨界水具有兩個顯著的特性。一是具有極強的氧化能力，將需要處理的物質放入超臨界水中，充入氧和過氧化氫，這種物質就會被氧化和水解。有的還能夠發生自燃，在水中冒出火焰。另一個特性是可以與油等物質混合，具有較廣泛的融合能力。這些特點使超臨界水能夠產生奇異功能。

有較強的氧化性即可以和較多物質發生反應，就腐蝕了

J. 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。