超臨界水氧化有機廢水的影響因素

『壹』 超臨界流體萃取技術的基本原理，工藝流程，基本特點及主要影響因素

超臨界流體(SCF)的特性
超臨界流體(SCF)是指物體處於其臨界溫度(Tc)和臨界壓力(Pc)以上狀態時，向該狀態氣體加壓，氣體不會液化，只是密度增大，具有類似液體的性質，同時還保留氣體的性能。
超臨界流體兼具氣體和液體的優點，其密度接近於液體，溶解能力較強，而黏度與氣體相近，擴散系數遠大於一般的液體，有利於傳質。另外，超臨界流體具有零表面張力，很容易滲透擴散到被萃取物的微孔內。因此，超臨界流體具有良好的溶解和傳質特性，能與萃取物很快地達到傳質平衡，實現物質的有效分離。
超臨界流體萃取分離的原理
超臨界流體萃取分離過程是利用其溶解能力與密度的關系，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的。在超臨界狀態下，流體與待分離的物質接觸，使其有選擇性地依次把極性大小、沸點高低和分子質量大小的不同成分萃取出來。然後藉助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質則自動完全或基本析出，從而達到分離提純的目的，並將萃取分離的兩個過程合為一體。
超臨界流體萃取的溶劑
超臨界流體萃取過程能否有效地分離產物或除去雜質，關鍵是萃取中使用的溶劑必須具有良好的選擇性。目前研究的超臨界流體種類很多，主要有二氧化碳、水、甲苯、甲醇、乙烯、乙烷、丙烷、丙酮和氨等。近年來主要還是以使用二氧化碳超臨界流體居多，因為二氧化碳的臨界狀態易達到，它的臨界溫度(Tc=30.98℃) 接近室溫，臨界壓力(Pc=7.377 MPa)也不高，具有很好的擴散性能，較低的表面張力，且無毒、無味、不易燃、價廉、易精製等特點，這些特性對熱敏性易氧化的天然產品更具吸引力
超臨界流體萃取主要特點
超臨界流體技術在萃取和精餾過程中，作為常規分離方法的替代，有許多潛在的應用前景。其優勢特點是：
（1）使用SFE是最干凈的提取方法，由於全過程不用有機溶劑，因此萃取物絕無殘留的溶劑物質，從而防止了提取過程中對人體有害物的存在和對環境的污染，保證了100%的純天然性；
（2）萃取和分離合二為一，當飽和的溶解物的CO2流體進入分離器時，由於壓力的下降或溫度的變化，使得CO2與萃取物迅速成為兩相（氣液分離）而立即分開，不僅萃取的效率高而且能耗較少，提高了生產效率也降低了費用成本；
（3）超臨界萃取可以在接近室溫(35～40℃)及CO2氣體籠罩下進行提取，有效地防止了熱敏性物質的氧化和逸散。
（4）CO2是一種不活潑的氣體，萃取過程中不發生化學反應，且屬於不燃性氣體，無味、無臭、無毒、安全性非常好；
（5）CO2氣體價格便宜，純度高，容易製取，且在生產中可以重復循環使用，從而有效地降低了成本；
（6）壓力和溫度都可以成為調節萃取過程的參數，通過改變溫度和壓力達到萃取的目的，壓力固定通過改變溫度也同樣可以將物質分離開來；反之，將溫度固定，通過降低壓力使萃取物分離，因此工藝簡單容易掌握，而且萃取的速度快。
超臨界流體萃取過程的主要影響因素
(1)萃取壓力的影響
萃取壓力是SFE最重要的參數之一，萃取溫度一定時，壓力增大，流體密度增大，溶劑強度增強，溶劑的溶解度就增大。對於不同的物質，其萃取壓力有很大的不同。
(2)萃取溫度的影響
溫度對超臨界流體溶解能力影響比較復雜，在一定壓力下，升高溫度被萃取物揮發性增加，這樣就增加了被萃取物在超臨界氣相中的濃度，從而使萃取量增大；但另一方面，溫度升高，超臨界流體密度降低，從而使化學組分溶解度減小，導致萃取數減少。因此，在選擇萃取溫度時要綜合這兩個因素考慮。
(3)萃取粒度的影響
粒度大小可影響提取回收率，減小樣品粒度，可增加固體與溶劑的接觸面積，從而使萃取速度提高。不過，粒度如過小、過細，不僅會嚴重堵塞篩孔，造成萃取器出口過濾網的堵塞。
(4)CO2流量的影響
CO2的流量的變化對超臨界萃取有兩個方面的影響。CO2的流量太大，會造成萃取器內CO2流速增加，CO2停留時間縮短，與被萃取物接觸時間減少，不利於萃取率的提高。但另一方面，CO2的流量增加，可增大萃取過程的傳質推動力，相應地增大傳質系數，使傳質速率加快，從而提高SFE的萃取能力。因此，合理選擇CO2的流量在SFE中也相當重要。
超臨界流體萃取的過程是由萃取和分離2個階段組合而成的。根據分離方法的不同，可以把超臨界萃取流程分為：等溫法、等壓法和吸附法，如圖2所示。
3.1 等溫變壓萃取流程
等溫條件下，萃取相減壓，膨脹，溶質分離，溶劑CO2經壓縮機加壓後再回到萃取槽，溶質經分離器分離從底部取出。如此循環，從而得到被分離的萃取物。該過程易於操作，應用較為廣泛，但能耗高一些。
3.2 等壓變溫萃取流程
等壓條件下，萃取相加熱升溫，溶質分離，溶劑CO2經冷卻後回到萃取槽。過程只需用循環泵操作即可，壓縮功率較少，但需要使用加熱蒸汽和冷卻水。
3.3吸附萃取流程
萃取相中的溶質由分離槽中的吸附劑吸附，溶劑CO2再回到萃取槽中。吸附萃取流程適用於萃取除去雜質的情況，萃取器中留下的剩餘物則為提純產品。
其中,前兩種流程主要用於萃取相中的溶質為需要的精製產品，第三種流程則常用於萃取產物中雜質或有害成分的去除。
超臨界流體具有許多不同於一般液體溶劑的物理化學特性，基於超臨界流體的萃取技術具有傳統萃取技術無法比擬的優勢，近年來，超臨界流體萃取技術的研究和應用從基礎數據、工藝流程到實驗設備等方面均有較快的發展。
但由於對超臨界流體本身尚缺乏透徹的認識，對其化學反應、傳質理論以及反應中熱力學的本質問題研究有待深入，而且超臨界流體萃取分離技術需要高壓裝置，因而對工藝設備的要求往往也比較高，需要有較大的投入等原因的客觀存在，因此目前超臨界流體的大規模實際應用還存在諸多問題需要進一步解決。
目前國際上超臨界流體萃取與造粒技術的研究和應用正方興未艾，技術發展應用范圍包括了：萃取(extraction)，分離(separation)，清洗(cleaning)，包覆(coating)，浸透(impregnation)，顆粒形成(particle formation)與反應(reaction)。德國，日本和美國已處於領先地位，在醫葯，化工，食品，輕工，環保等方面研究成果不斷問世，工業化的大型超臨界流體設備有5000L～10000L的規模，日本已成功研製出超臨界色譜分析儀，而台灣亦有五王糧食公司運用超臨界二氧化碳萃取技術進行食米農葯殘留及重金屬的萃取與去除。
目前國際上超臨界流體萃取的研究重點已有所轉移，為得到純度較高的高附加值產品，對超臨界流體逆流萃取和分餾萃取的研究越來越多。超臨界條件下的反應的研究成為重點， 特別是超臨界水和超臨界二氧化碳條件下的各類反應，更為人們所重視.超臨界流體技術應用的領域更為廣泛，除了天然產物的提取，有機合成外還有環境保護，材料加工，油漆印染，生物技術和醫學等；有關超臨界流體技術的基礎理論研究得到加強，國際上的這些動向值得我們關注。
由於超臨界二氧化碳萃取技術在萃取後能將二氧化碳再次利用，把對環境的污染降至最低，所以未來傳統工業若是能以超臨界二氧化碳當作主要溶劑，那現在我們這顆唯一的地球，便能得到舒緩。
21世紀的化學工業，醫葯工業等必須通過調整自身的產業結構和產品結構，研究開發清潔化生產和綠色工業的新工藝和新技術。超臨界流體技術就是近30年來迅速發展起來的這樣一種新技術.我們應當從這個戰略高度來認識超臨界流體技術研究和推廣應用的重要性，制定研究規劃，加大投入，加強對該技術的基礎和應用研究，使它真正用於工業化生產，造福於人類，造福於社會。

『貳』 超臨界狀態的水有腐蝕性，為什麼

超臨界水是指溫度和壓力均高於其臨界點的稠密流體,與標准狀態水相比具有一些版特殊性質,水中的氫鍵幾權乎不存在.因此,超臨界水具有極低的介電常數和良好的擴散、傳遞性能,從而具有很好的溶劑化特徵。
其獨特的性質包括:烴類等非極性有機物與極性有機物一樣可完全與超臨界水互溶，氧氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳等氣體也都能以任意比例溶於超臨界水中，無機物尤其是鹽類在超臨界水中的溶解度很小。
超臨界水還具有很好的傳質、傳熱性質。

『叄』 超臨界水氧化技術能夠處理廢水嗎

超臨界水來氧化技術能處理廢源水及污泥。
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 。

『肆』 為什麼水會有超臨界狀態

超臨界水
超臨界水

密閉的容器中對水加壓，水的沸點就會提高。當壓力達到個大氣壓、溫度達到374℃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。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氣體。這時，水便由一般狀態變成為「超臨界水」。上述使水氣交融的壓力和溫度，被稱作「臨界點」。超過「臨界點」狀態的水，就是超臨界水。

經過科學家的研究證明，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。

現在，世界上有許多國家都在進行「超臨界水」的研究和開發利用。德國採用超臨界水，在500℃時通入氧，然後對聚氯乙烯塑料進行處理。有99％被分解，很少有氯化物產生，從而避免了過去燃燒塑料產生有毒氯化物對環境污染的問題。目前，應用超臨界水對爆炸物和含水量大的廢棄物也能夠進行分解。大量的研究成果相繼出現，取得了喜人的成效。

超臨界水的研究和開發，在日本受到高度重視，並把它列入高新科技開發研究計劃，投入了大量的資金和人力。並在環境保護方面用於處理廢舊塑料、下水污泥、有害物質等項目。如利用超臨界水回收甲苯二胺，處理時間只需30分鍾，僅為酸催化劑的二十分之一，回收效率可以高達80％。而且，回收品能夠再利用，作為製造聚氨基甲酸乙樹脂的原料。這種方法還可以將電線塑料外皮製成燈油和煤油，回收率也可以達到80％，而且所用的時間比熱分解方法大大縮短。日本研究人員採用超臨界水，在400℃、300個大氣壓的條件下，對燃燒灰燼中有毒物質進行氧化處理，幾乎全部被分解，從而達到了無害化。據報道，日本化學技術戰略機構正在計劃將超臨界水用於發電技術。

『伍』 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。

『陸』 超臨界水氧化（scwo）技術處理有機廢水，固廢物。工作環境是怎麼樣的，過程中自動化程度高嗎

超臨界是一種高溫高壓下直接氧化廢水固廢的處理裝置，反應器為反回應釜。設備完善的答的話總體工作環境還是不錯的，操作人員不會直接和廢水、固廢接觸。自動化程度根據廠家而定，由於該技術尚未成熟，自動化控制應該還不夠完善。
目前該技術的主要風險是壓力容器壓力大（想想家用壓力鍋就知道了），反應溫度壓力不易控制，反應釜內殘渣較多，容易積渣。另外，SCWO對反應器材質要求很高，一般鋼材腐蝕速度很快。這也需要經常性的檢修以防範風險。

『柒』 影響環境中有機污染物揮發的因素有哪些

一、空氣污染 空氣中主要污染物有二氧化硫、氮氧化物、粒子狀污染版物、酸雨、氟化權物、鉛及其化合物。
二、地面水污染 地面水中主要污染物有氨氮、石油類、高錳酸鹽指數、生化需氧量、揮發酚、汞和氰化物。
三、雜訊
四、土壤污染 土壤污染物有下列4類：
①化學污染物。包括無機污染物和有機污染物。前者如汞、鎘、鉛、砷等重金屬，過量的氮、磷植物營養元素以及氧化物和硫化物等;後者如各種化學農葯、石油及其裂解產物，以及其他各類有機合成產物等。
②物理污染物。指來自工廠、礦山的固體廢棄物如尾礦、廢石、粉煤灰和工業垃圾等。
③生物污染物。指帶有各種病菌的城市垃圾和由衛生設施（包括醫院）排出的廢水、廢物以及廄肥等。
④放射性污染物。主要存在於核原料開采和大氣層核爆炸地區，以鍶和銫等在土壤中生存期長的放射性元素為主。

『捌』 超臨界水處理為什麼可以高效處理有機廢水

超臨界狀復態下，水具有特殊的溶解制度：烴類等非極性有機物與極性有機物一樣，可完全與超臨界水互溶，空氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳等氣體也能以任意比例溶於超臨界水。同時超臨界流體的粘度接近氣體，擴散系數介於氣體和液體之間，因而超臨界水既具有普通水對溶質有較大溶解度
的特點，又具有氣體易於擴散和運動的特性，傳質速率大大高於液相過程。當向超臨界狀態的廢水中，加入氧或其它氧化劑時，對有機污染物的氧化反應、速率都會快了許多。

『玖』 什麼事超臨界水氧化

先跟你說一下什麼是臨界，就是水形成蒸汽後無論壓力多大都不會液化版的溫度叫臨界溫度，權水的臨界溫度是374.3度。超臨界那就是超過這個溫度了，當水的溫度超過這個溫度後原來溶解於水中的氧以原子態存在，氧化能力是非常強的，會對鍋爐本體造成氣體，就是你說的超臨界水氧化。

『拾』 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 。