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超临界水氧化技术及研究进展
摘 要 超临界水氧化技术(SCWO)是近30年发展起来的一种有机废弃物深度处理技术,与传统处理技术相比,具有明显的优势和广阔的应用前景。本文概述了超临界水中发生的化学反应,以及超临界水氧化法的技术特点。综述了近五年超临界氧化法的应用研究进展,讨论了超临界水氧化技术存在的工程问题及解决方法。
关键词 超临界水 氧化 腐蚀 盐沉积
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:
Supercritical Water Oxidation and Research Advance
Abstract supercrical water oxidation (SCWO) is a potential organic waste treatment technology developed in recent 30 years, which has significant advantages and broad application prospects compare with traditional treatment technologies. This review summarizes the chemical reactions taking place in supercritical water and the technical characteristics of supercritical water oxidation. The status of the application progress of supercrical water oxidation past five years was summarized. And the engineering problems and solutions in supercrical water oxidation are analysized.
Keywords supercritical water; oxidation; corrosion; salt deposition1 超临界水及其化学反应
1.1超临界水及其性质
水的临界温度和临界压力分别为374.2 oC和22.1 MPa,在此温度及压力之上水处于超临界状态[参 考 文 献
[] 欧阳创. 超临界水氧化法处理有机污染物研究[D]. 上海交通大学, 2013.
],气液分界消失,超临界水(Supercritical Water,SCW)为均一相的非凝聚性流体。由于水的临界点是相图上气液共存曲线的终点,是所谓的二级相变之一,这决定了任何水的状态方程的比偏微分都要在临界点发散到正的或负的无穷大。所以在临界、超临界条件下,水的性质与常温、常压下水的性质相比有了很大变化,超临界水的物理化学性质既不同于液态的水,又有别于气态的水,兼具水的性质与蒸汽的性质。表1-1对比了水处于常态、超临界态、过热蒸汽状态下常见的物理性质。
表 1-1 水的常见物理性质比较
Table 1-1 Comparison of the physical properties of water
1.2超临界水化学反应
超临界水具有很多独特的性质。例如强溶解能力,高可压缩性,低诱导率等,而且超临界水具有经济、安全及作为溶剂???能容易控制等等优点。因此利用超临界水的环境友好化工过程正受到重视,表1-2给出了目前正开发研究的超临界水化学反应的主要类型及应用对象。
表1-2 超临界水化学反应类型及应用
Table 1-1 Chemical reaction type and application of Supercritical water
反应类型应用举例超临界水中的有机合成反应Ikushima等[[] Ikushima Y, Hatakeda K, Sato O, et al. Acceleration of synthetic organic reactions using supercritical water: Noncatalytic Beckmann and pinacol rearrangements[J]. Reports of the Tohoku National Industrial Research Institute, 2000, 122(9):65-75.
]研究了超临界水状态下无催化剂的贝克曼重排反应超临界水中氧化反应1.Ahmet等[[] Gizir A M, Clifford A A, Bartle K D. The catalytic role of transition meta
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