2.4超临界流体在环境保护方面的应用 有毒有机废水的处理 超临界水氧化技术(SCWo),有毒有机物可在几秒钟内被完 氧化成无害的物质,。目前在日本和美国已建成了超临界水氧化处 理的中试装置,我国在这方面的工程应用还是空白。 废塑料的回收利用 超临界条件下热分解可使废塑料分解成有用的小分子,从而使其 鑤操回方畜曾來究響茬穆较多的作生其它气体,有利于 精密仪器清洗 利用超临界二氧化碳对有杋物较强的溶解能力和它较强的扩散渗 褫能曰用正子元件积精竇楼需件的精密消洗,代替即将 超临界络合萃取 原料、泥土和放射废水中有害重金属离子的去除。’可用于某些 将二氧化碳超临界萃取与有机溶剂络合作用相结合
2.4超临界流体在环境保护方面的应用 • 有毒有机废水的处理 超临界水氧化技术（SCWO），有毒有机物可在几秒钟内被完全 氧化成无害的物质,。目前在日本和美国已建成了超临界水氧化处 理的中试装置，我国在这方面的工程应用还是空白。 • 废塑料的回收利用 超临界条件下热分解可使废塑料分解成有用的小分子，从而使其 得以回收。它的优点是分解过程中几乎不产生其它气体，有利于 环保。这方面日本的研究者作了较多的工作。 • 精密仪器清洗 利用超临界二氧化碳对有机物较强的溶解能力和它较强的扩散渗 透能力，可用于电子元件和精密机械零件的精密清洗，代替即将 禁止使用的氟里昂，可减少对臭氧层的破坏。 • 超临界络合萃取 将二氧化碳超临界萃取与有机溶剂络合作用相结合，可用于某些 原料、泥土和放射废水中有害重金属离子的去除
3.SCWO技术的研究与应用 Decomposition by Supercritical water oxidation Hazardous waste Ditficult-to-decompose substances waste substances Factory Difficult-to-decompose organic substances hazardous organic substances Water Oxygen Reactor for Supercritical water oxidation Reacton conditions Temperature 400-650C Pressure 8 220-250atm Water, carbon dioxide, inorganic salts
3. SCWO技术的研究与应用
31超临界水氧化(SCwO)机理 31SCWO反应过程 1)SCWO是利用超临界水作为反应介质来 氧化分解有机物,其过程类似于湿式空 气氧化( Wet air oxidation or wao) 不同的是前者的温度和压力分别超过了 水的临界温度和临界压力 WAO一般操作条件:温度125~320°C, 压力05~20MPa,即在低于水的临界点 下操作
3.1超临界水氧化（SCWO）机理 3.1.1SCWO反应过程 1）SCWO是利用超临界水作为反应介质来 氧化分解有机物，其过程类似于湿式空 气氧化（Wet Air Oxidation or WAO）。 不同的是前者的温度和压力分别超过了 水的临界温度和临界压力。 WAO一般操作条件：温度125~320℃， 压力0.5~20MPa，即在低于水的临界点 下操作
2)超临界高温高压大大提高了有机物的氧 化速率 能在数秒内将碳氢化合物氧化成CO2和H2O, 将杂核原子转化成无机盐,其中磷转化为磷酸 盐,硫转化为硫酸盐,氮转化为N2或N2O 与传统焚烧过程相比,由于反应温度相对较低, 因而不会有NOx或SO2形成。 WAO过程:高温使液相中的有机物与溶氧发生 化学反应,进行热分解;高压为增加液相中的 溶氧值,提升污染物氧化分解的效果。污染物 会被氧化成低分子量的羧酸(主要是乙酸)。 由于水中溶氧不足,易造成氧化不完全,其排 放的气相中可能存有VOC
2）超临界高温高压大大提高了有机物的氧 化速率 • 能在数秒内将碳氢化合物氧化成CO2和H2O， 将杂核原子转化成无机盐，其中磷转化为磷酸 盐，硫转化为硫酸盐，氮转化为N2或N2O。 • 与传统焚烧过程相比，由于反应温度相对较低， 因而不会有NOX或SO2形成。 • WAO过程：高温使液相中的有机物与溶氧发生 化学反应，进行热分解；高压为增加液相中的 溶氧值，提升污染物氧化分解的效果。污染物 会被氧化成低分子量的羧酸（主要是乙酸）。 由于水中溶氧不足，易造成氧化不完全，其排 放的气相中可能存有VOC
3)超临界水的特性使有机物、氧化剂、水形成 均一的相,克服了相间的传质阻力 [Oxidation in Sub-critical Water] 在临界点以下的条件下,废水中有机 物并非与水完全混合,形成界面 ( Boundary layer)。为使有机物与氧气 反应,需要把气体状态的氧气溶解到 水中,溶解的氧气需通过有机物界面, Organics 02 分解废水有机物需要较多时间 Boundary Layers Oxidation in Supercritical Wate]·在超临界水状态下,水的特性与有机 物相同,界面消失,超临界水的氧气 溶解度也大大提高,实现了完全混合, 有机物与氧气能够自由反应,反应速 度得到了急剧提高。即使是难分解性 Organics 02 有机物,也可以几乎100%分解
3）超临界水的特性使有机物、氧化剂、水形成 均一的相，克服了相间的传质阻力 • 在超临界水状态下，水的特性与有机 物相同，界面消失，超临界水的氧气 溶解度也大大提高，实现了完全混合， 有机物与氧气能够自由反应，反应速 度得到了急剧提高。即使是难分解性 有机物，也可以几乎100%分解. • 在临界点以下的条件下，废水中有机 物并非与水完全混合，形成界面 (Boundary layer)。为使有机物与氧气 反应，需要把气体状态的氧气溶解到 水中，溶解的氧气需通过有机物界面， 分解废水有机物需要较多时间