超臨界水氧化技術(shù).ppt

超臨界水氧化技術(shù) scwo Supercriticalwateroxidation 1 發(fā)展背景 2 基本原理介紹 3 工藝流程介紹與應(yīng)用 超臨界水氧化技術(shù) scwo 4 目前存在問題 1 發(fā)展背景 提出 80年代中期美國學(xué)者Moddl首次提出 應(yīng)用 廢水處理 特別是工業(yè)廢水 城市下水中的難分解有害有機物難分解有機固體廢棄物 污泥的處理等 概念 有機物 空 氧氣等氧化劑 超臨界水中 二氧化碳 氮氣 水 鹽類等 均相快速氧化 轉(zhuǎn)換成為 1 發(fā)展背景 2 基本原理介紹 3 工藝流程介紹與應(yīng)用 超臨界水氧化技術(shù) scwo 4 存在問題與發(fā)展 2 1超臨界水的特性 2 2超臨界水氧化 SCW0 原理 2 基本原理介紹 超臨界水概念 2 1超臨界水的特性 當將水的溫度和壓力升高到臨界 T 374 3 P 22 05MPa 以上時 就會處于一種既不同于氣態(tài) 也不同于液態(tài)和固態(tài)的新的流體態(tài) 超臨界態(tài) 該狀態(tài)的水即稱之為超臨界水 水的狀態(tài)與壓強 濃度關(guān)系圖 超臨界水性質(zhì) 2 1超臨界水的特性 極低的黏度和極大的擴散系數(shù) 具有良好的傳遞性和快速移動能力 能快速擴散進入溶質(zhì)內(nèi)部 2 1超臨界水的特性 超臨界水特性 良好的溶解性能 非極性有機物質(zhì)良好溶劑 密度 溶解度 超臨界水類似于常溫常壓下極性有機物的介電常數(shù) 顯示出了非極性物質(zhì)的性質(zhì) 成為對非極性有機物質(zhì)具有良好溶解能力的溶劑 氣體的溶解度空前提高 在超臨界水中 氧氣 氮氣等氣體的溶解度空前提高 以致于可以任意比例與超臨界水混合 介電常數(shù) 2 1超臨界水的特性 超臨界水特性 流體的傳輸性能改善 氣液相界面消失 有機物和氧化物在超臨界水中能夠形成均一相 克服了傳質(zhì)阻力 加快了反應(yīng)速率 2 2超臨界水氧化 SCW0 原理 反應(yīng)化學(xué)方程 有機化合物十02C02十H20 1 有機化合物中的雜原子 O 酸 鹽 氧化物 2 酸 NaOH無機鹽 水 3 在氧化過程中釋放出大量的熱 所放出的熱足以維持反應(yīng)的進行 無需外界補充能量 ROO RH ROOH R 2 2超臨界水氧化 SCW0 原理 自由基反應(yīng)機理 RH O2 R HO2 RH HO2 R H2O2H2O2 M 2HO M為均質(zhì)或非均質(zhì)介質(zhì) HO 具有很高的活性 幾乎能與所有的含氫化合物反應(yīng) RH HO R H2O R O2 ROO 小分子化合物 甲酸 乙酸 不穩(wěn)定 氧化 C02 H20 1 發(fā)展背景 2 基本原理介紹 3 工藝流程介紹與應(yīng)用 超臨界水氧化技術(shù) scwo 4 存在問題與發(fā)展 3 工藝流程介紹與應(yīng)用 3 1工藝流程 進料系統(tǒng) 分離器 預(yù)熱器 反應(yīng)器 冷卻器 或熱回收系統(tǒng) 高壓泵 反應(yīng)器 耐溫 500 耐壓 300kg cm2 3 2反應(yīng)器類型 3 2反應(yīng)器類型 管式反應(yīng)器 2 3根無縫不銹鋼管并列組成 優(yōu)點 原料豐富制造簡單費用低 缺點 導(dǎo)致鹽類和固體堆積要求廢水良好流動性 3 2反應(yīng)器類型 管式反應(yīng)器 反應(yīng)區(qū) 沉降區(qū) 沉淀區(qū) 高溫氧化反應(yīng) 無機鹽下沉 鹽水帶走 3 2反應(yīng)器類型 管式反應(yīng)器 超臨界水氧化反應(yīng)物和反應(yīng)釜內(nèi)壁之間不再直接接觸 而是有一層采用特殊設(shè)計形成的去離子水隔離層 3 3廢物處理中的應(yīng)用 1 發(fā)展背景 2 基本原理介紹 3 工藝流程介紹與應(yīng)用 超臨界水氧化技術(shù) scwo 4 存在問題 4 存在問題 存在問題 腐蝕問題 在SCWO環(huán)境中 高濃度的溶解氧 高溫高壓的條件 極端的pH以及某些種類的無機離子均可使腐蝕加快 由于超臨界條件下無機物的溶解度很小 過程中產(chǎn)生鹽的沉淀會引起反應(yīng)器或管路的堵塞 使熱傳遞效率急劇下降 甚至?xí)?