超临界水氧化技术在处理废水中 的研究与应用
超临界水氧化技术在处理废水中 的研究与应用
内容 1.研究背景及意义; 2.超临界水的概念及其特性; 3.ScWo技术的研究与应用; 4.scWo技术的成本分析; 5.结论
内容 1. 研究背景及意义； 2. 超临界水的概念及其特性； 3. SCWO技术的研究与应用； 4. SCWO技术的成本分析 ； 5. 结论
研究背景及意义 11研究背景 超临界水氧化( Super Critical Water Oxidation or SCWO 法是由美国学者Mode等人于20世纪80年代中期提出的 强符的水污染制方法,具有节能、高效、适用性 姜因国室关键技术所指出,-大域之一的“能源与环 美国能源部会同国防部和财政部于1995年召开了第一次 sCWO研讨会,讨论用SCWO法处理政府控制污染物 (government wastes) ·美国能源部科学家PauW.Ha指出:“鉴于SCWO法具有 诸多优点用它来代替焚烧法是极有生命力的” ·我国在sCWO法方面的研究工作才刚刚开始
1.研究背景及意义 1.1研究背景 • 超临界水氧化(Super Critical Water Oxidation or SCWO) 法是由美国学者Modell等人于20世纪80年代中期提出的 一种新颖的水污染控制方法，具有节能、高效、适用性 强等特点。 • 美国国家关键技术所指出，六大领域之一的“能源与环 境”中,最有前途的废物处理技术是SCWO法。 • 美国能源部会同国防部和财政部于1995年召开了第一次 SCWO研讨会,讨论用SCWO法处理政府控制污染物 (government wastes)。 • 美国能源部科学家Paul W. Hart指出:“鉴于SCWO法具有 诸多优点,用它来代替焚烧法是极有生命力的”。 • 我国在SCWO法方面的研究工作才刚刚开始
12研究意义 超临界水氧化处理技术( Supercritical Water Oxidation or scWo)是利用水在溫度374C,压力22MPa的超临界状 奩正,n兼具气烋烹婆体扩散性高溶解在低素面张力 CO2,达到去毒无害的目的。 由于在超临界状态下(一般系统条件约在24~35MPa及 400~650°℃C),水与有机物质以及氧气可完全互溶,故可 形成单相反应。通常在几秒的反应时间內,即可达999% 瘫的蓊看机聚札耢类泥、不羡B。Gm忿 理难 险性有机物质等 ·因恢复常温常压后,水与一般流体无异,故完全无二次污 染之虑。 頰嬌界水处理技术是一极具清洁处理效益的技术,不需后 设备
1.2研究意义 • 超临界水氧化处理技术（Supercritical Water Oxidation or SCWO）是利用水在溫度374℃，压力 22MPa的超临界状 态下，兼具气体与液体高扩散性、高溶解力及低表面张力 的特性，对有机废弃物进行氧化分解，将其转化成H2O及 CO2，达到去毒无害的目的。 • 由于在超临界状态下（一般系统条件约在24~35MPa及 400~650℃ ），水与有机物质以及氧气可完全互溶，故可 形成单相反应。通常在几秒的反应时间內，即可达99.9% 以上的破坏率，无机盐类几乎可不溶而分离，可应用于处 理难分解的有机氯化物、污泥、飞灰中的Dioxin及其它危 险性有机物质等。 • 因恢复常温常压后，水与一般流体无异，故完全无二次污 染之虑。 • 超临界水处理技术是一极具清洁处理效益的技术，不需后 处理设备
2超临界水的概念及其特性 21超临界流体( Super Critical Fluid or SCF) 211超临界流体的定义 纯物质有气、液、固三相,当系统温度及压力达 到某一特定点时,其气-液两相密度临近相同,两 相合并为均一相。此特定点称为该物质的临界点, 所对应的温度、压力和密度则分别称为该纯物质 的临界温度(Tc)、临界压力(PC)和临界密度(pc) 高于临界温度和临界压力的状态则称为超临界状 态 ·处于超临界状态时,气液两相性质非常接近,以 至于无法分辨,故称之此状态下的均匀相为超临 界流体(SCF)
2.超临界水的概念及其特性 2.1.1超临界流体的定义 • 纯物质有气、液、固三相，当系统温度及压力达 到某一特定点时，其气-液两相密度临近相同，两 相合并为均一相。此特定点称为该物质的临界点， 所对应的温度、压力和密度则分别称为该纯物质 的临界温度(TC) 、临界压力(PC)和临界密度(ρC) 。 高于临界温度和临界压力的状态则称为超临界状 态。 • 处于超临界状态时，气液两相性质非常接近，以 至于无法分辨，故称之此状态下的均匀相为超临 界流体（SCF）。 2.1超临界流体(Super Critical Fluid or SCF）
超临界流体相图 Tc Supercritical SOLID Fluid PRESSURE LIQUID CRITICAL POIHT VAPOR TEMPERATURE
超临界流体相图
he region for industrial use of supercritical fulids Supercritical 22.1了.38 Sybaritic ritical Point Pressure Solid MPa Liquid Gas 0.0006 Carbon dioxide 31.1 Water 0 374 Temperature[c] 水与cO2相图 超临界水临界点是374.2℃C、220atm;超临界二氧化碳 的临界点是31℃C、73atm;甲醇则需要239°C和 79atm
水与CO2相图 超临界水临界点是374.2℃、220atm；超临界二氧化碳 的临界点是31 ℃ 、73atm；甲醇则需要239 ℃和 79atm
2.1.2超临界流体的特性 ·超临界流体由于液体与气体分界消失,是即使 提高压力也不液化的非凝聚性气体. 超临界流体的物性兼具液体性质与气体性质。 即,密度大大高于气体,粘度比液体大为减小, 扩散度接近于气体。另外,根据压力和温度的 不同,这种物性会发生变化 热容量值有较大变化,这也是临界点非常独特 的特性之
2.1.2超临界流体的特性 • 超临界流体由于液体与气体分界消失，是即使 提高压力也不液化的非凝聚性气体. • 超临界流体的物性兼具液体性质与气体性质。 即，密度大大高于气体，粘度比液体大为减小， 扩散度接近于气体。另外，根据压力和温度的 不同，这种物性会发生变化。 • 热容量值有较大变化，这也是临界点非常独特 的特性之 一
22超临界水的物理化学特性 dersity f lgm dielectric constart alt sob iityi 9o hydRocarbon sorbite了% 100 20 600 Temperature fec 25MPa下水的物理化学性能随温度的变化
25MPa下水的物理化学性能随温度的变化 2.2 超临界水的物理化学特性
23超临界流体的优点 具有液体一样的密度和溶解强度,并且 与密度有关的一些重要溶剂特性,如介 电常数、粘度和扩散系数等,易于通过 压力进行控制; 超临界流体同时也具有气体的优点,粘 度小,扩散系数大、渗透性好,与其它 气体的互容性强,有良好的传质和传热 特性; 常用的超临界流体水和二氧化碳均是环 境友好的溶剂
2.3超临界流体的优点 • 具有液体一样的密度和溶解强度，并且 与密度有关的一些重要溶剂特性，如介 电常数、粘度和扩散系数等，易于通过 压力进行控制； • 超临界流体同时也具有气体的优点，粘 度小，扩散系数大、渗透性好，与其它 气体的互容性强，有良好的传质和传热 特性； • 常用的超临界流体水和二氧化碳均是环 境友好的溶剂