Ⅰ 什么是超临界水超临界水有什么用途
所谓超临界水,是指当气压和温度达到一定值时,因高温而膨胀的水的密度和因内高压而被压缩的水蒸气的密容度正好相同时的水。此时,水的液体和气体便没有区别,完全交融在一起,成为一种新的呈现高压高温状态的液体。(如果你家的高压锅可以的话,你也可以试试)
当水处于其临界点(374.3℃,22.05MPa)的高温高压状态时被称为超临界水(Supercritical Water,简称SCW),在此条件下水具有许多独特的性质。如烃类等非极性有机物与极性有机物一样可完全与超临界水互溶,氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳等气体也都能以任意比例溶于超临界水中,无机物尤其是盐类在超临界水中的溶解度很小。超临界水还具有很好的传质、传热性质。这些特性使得超临界水成为一种优良的反应介质。
着眼于环保领域应用的超临界水氧化反应(Supercritical Water Oxidation,简称SCWO)是目前研究最多的一类反应过程。SCWO是指有机废物和空气、氧气等氧化剂在超临界水中进行氧化反应而将有机废物去除。
Ⅱ 超临界水指的是什么状态下的液体
纯净物质要根据温度和压力的不同,呈现出液体、气体、固体等状态变化,如果提高温度版和压力
,来观察状权态的变化,那么会发现,如果达到特定的温度、压力,会出现液体与气体界面消失的现象
. 该点被称为临界点
超临界流体指的是处于临界点以上温度和压力区域下的流体,在临界点附近,会出现流体的密度
、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象
例如,水的密度、离子、介电常数等以临界温度374℃为分界,发生急剧的变化。特别是在常温状
态下极性溶媒-水的介电常数到了临界点以上会急剧减小,超临界水的介电常数减小到与有机溶媒相
同的水平
由于这种特性,水在超临界状态,便具有与有机溶媒相同的特性,变成了可以与有机物完全混合
的状态
热容量值有较大变化,这也是临界点非常独特的特性之一。临界点的热容量值急剧上
升,几乎达到了无限大,然后再减小,如果恰当地利用这种特性,将能够得到一种非常优秀的热媒体
Ⅲ 超临界水氧化技术的原理
所谓超临界,是指流体物质的一种特殊状态。当把处于汽液平衡的流体升温升压时,热膨胀引起液体密度减小,而压力的升高又使汽液两相的相界面消失,成为均相体系,这就是临界点。当流体的温度、压力分别高于临界温度和临界压力时就称为处于超临界状态。超临界流体具有类似气体的良好流动性,但密度又远大于气体,因此具有许多独特的理化性质。
水的临界点是温度374.3℃、压力22.064MPa,如果将水的温度、压力升高到临界点以上,即为超临界水,其密度、粘度、电导率、介电常数等基本性能均与普通水有很大差异,表现出类似于非极性有机化合物的性质。因此,超临界水能与非极性物质(如烃类)和其他有机物完全互溶,而无机物特别是盐类,在超临界水中的电离常数和溶解度却很低。同时,超临界水可以和空气、氧气、氮气和二氧化碳等气体完全互溶。
由于超临界水对有机物和氧气均是极好的溶剂,因此有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行,反应不存在因需要相问转移而产生的限制。同时,400~600℃的高反应温度也使反应速度加快,可以在几秒的反应时间内,即可达到99%以上的破坏率。有机物在超临界水中进行的氧化反应,可以简单表示为:
酸+Na0H一无机物
超临界水氧化反应完全彻底:有机碳转化为CO2,氢转化为H20,卤素原子转化为卤离子,硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐,氮转化为硝酸根和亚硝酸根离子或氮气。而且超临界水氧化反应在某种程度上和简单的燃烧过程相似,在氧化过程中释放出大量的热量。
为了进一步加快反应速度、减少反应时间和降低反应温度,使超临界水氧化技术能充分发挥出自身的优势,对催化超临界水氧化技术处理废水的研究正在日益兴起。
Ⅳ 新奥的超临界水氧化这种技术发展的怎样
新奥集团自2008年起开抄始走上超临界水氧化技术的自主研发之路。经过近7年的研究开发,从小试、中试到工业化示范,累计运行时间超过6000小时,获取了有关污泥、药渣、釜残液、废乳化液、废有机溶剂等多种污染物处理的大量基础数据,掌握了超临界水氧化设备及工艺方面的核心技术,已完成发明专利申请八十余项。目前,新奥超临界水氧化技术已经步入产业化实施阶段,由新奥环保投资1.2亿元兴建的廊坊超临界污泥处理项目即将正式投入运营,处理能力达到240吨/天。
Ⅳ 超临界水处理为什么可以高效处理有机废水
超临界状复态下,水具有特殊的溶解制度:烃类等非极性有机物与极性有机物一样,可完全与超临界水互溶,空气、氧气、一氧化碳、二氧化碳等气体也能以任意比例溶于超临界水。同时超临界流体的粘度接近气体,扩散系数介于气体和液体之间,因而超临界水既具有普通水对溶质有较大溶解度
的特点,又具有气体易于扩散和运动的特性,传质速率大大高于液相过程。当向超临界状态的废水中,加入氧或其它氧化剂时,对有机污染物的氧化反应、速率都会快了许多。
Ⅵ 超临界水的简介
水的临界温度T=374℃ ,临界压力P=22.1MPa。当体系的温度和压力超过临界点时,称为超临界水。这种看似气体的液体有很多性质,比如具有极强的氧化能力,将需要处理的物质放入超临界水中,再向其中溶解氧气(可以大量溶解),其氧化性强于高锰酸钾。二是许多物质都可以在其中燃烧,冒出火焰。三是可以溶解很多物质(比如油),且在溶解时体积会大大缩小,这是因为超临界水在这时会紧紧裹住油。四是它能够缓慢地溶解腐蚀几乎所有金属,甚至包括黄金(与王水相仿)。五是它的超级催化作用,在超临界水中,化学物质会反应得很快,有些更可以达到恐怖的100倍! 科学家还只能通过电脑模型来研究超临界状态的水如何形成,因为他们还无法直接利用机械获取热液喷口的样本。一般钻头在还没开始工作之前就已经被高温融化了,或者被处于超临界状态的水给氧化了。 德国科学家在对大西洋底一处高温热液喷口进行考察时发现,这个喷口附近的水温最高竟然达到464°C ,这不仅是迄今为止人们在自然界发现温度最高的液体,也是第一次观察到自然状态下处于超临界状态的水。
据报道,这个热液喷口位于大西洋中部山脊(Mid-Atlantic Ridge) ,最早是由德国不来梅雅各布大学(Jacobs University in Bremen)的地球化学家安德里亚(Andrea Koschinsky)教授和她的研究小组于2005年发现的,他们在接下来的几年里对这个热液喷口进行了长期的跟踪研究。
安德里亚介绍说,海底热液喷口又称“海底黑烟囱”,它是由海底地壳扩张分离运动形成的。地壳扩张分离,海水渗进地下遭遇炽热的岩浆形成热液,热液携带矿物质从排放口返回大海。海底热液排出后遇到冰冷的海水,导致热液中溶解的硫化物遇冷凝固。凝固的矿物质在热液出口周围不断堆积,最终形成了巨大的“烟囱”。2005年,他们对这个热液喷口周围液体的温度进行测量时,发现即使它的最低温度也有407°C,最高更是达到了惊人的464°C。这是迄今为止科学家们在地球上发现温度最高的水,更让人惊奇的是这些水竟然处于超临界状态。安德里亚对这一发现非常兴奋,她说,“它确实是水,但不是普通的水。这是人类第一次在自然状态下观察到超临界状态水的存在,以前人们只能在实验室通过技术来达到水的超临界状态”。
安德里亚指出,对于超临界状态水的研究非常有意义。世界上有许多国家都在进行超临界水的研究和开发利用,其中以德国和日本最为突出。德国开发出一种技术,可以利用超临界水对污染物进行处理。他们在超临界状态水达到500℃时通入氧,然后对聚氯乙烯塑料进行处理,处理后的塑料中有99%被分解,而且还很少有氯化物产生,从而避免了过去燃烧塑料产生有毒氯化物对环境产生污染的问题。
日本则把超临界水的研究和开发列入高新科技研究计划,投入了大量的资金和人力。如日本研究人员开发出一种技术,利用超临界水回收处理有害的甲苯二胺。整个处理过程只需30分钟,是用酸催化剂处理所花费时间的二十分之一,回收效率可以高达80%。而且,回收品能够被再次利用,作为制造聚氨基甲酸乙树脂的原料。这种方法还可以将电线塑料外皮制成灯油和煤油,回收率也可以达到80%,而且所用的时间比热分解方法大大缩短。此外,他们还采用超临界水,在400℃、300个大气压的条件下,对燃烧灰烬中有毒物质进行氧化处理,几乎全部被分解,从而达到了无害化。据报道,日本化学技术战略机构正在计划将超临界水用于发电技术。 超临界水有许多特殊的性质:
1.超临界水的密度可从类似于蒸汽的密度值连续地变到类似于液体的密度值,特别是在临界点附近,密
度对温度和压力的变化十分敏感。
2.氢键度(X,表征形成氢键的相对强度)与温度的关系式:X=(一8.68×10一4)T/K+0.851。该式表征了氢
键对温度的依赖性,适用范围为280K ~800K(7℃~527℃)。在298K~773K范围内,温度和X大致呈线
性减小关系。
3.即使在中等温度和密度条件下,超临界水的离子积也比标准状态下水的离子积高出几个数量级。
4.超临界水的低粘度使超临界水分子和溶质分子具有较高的分子迁移率,溶质分子很容易在超临界水中
扩 散,从而使超临界水成为一种很好的反应媒介。
5.德国Karlsruhe大学的EUlrish Frank等利用静态测量和模型计算得出的结果表明,水的相对介电常数随密
度的增大而增大,随温度的升高而减小,但温度的影响更为突出。在低密度的超临界高温区域内,
相对介电常数降低了一个数量级,这时的超临界水类似于非极性的有机溶剂。根据相似相溶原理,
在临界温度以上,几乎全部有机物都能溶解。相反,无机物在超临界水中的溶解度急剧下降,呈盐类析
出或以浓缩盐水的形式存在。
Ⅶ 什么是超临界水氧化装置
先给你解释一下几个概念:
临界温度—每种物质都有一个特定的温度,在这个温度以上,无论怎样增大压强,气态物质不会液化,这个温度就是临界温度,水的临界温度是374度。
超临界温度—就是高于临界温度就是超临界温度了,如果再提高温度就是超超临界温度了。
超临界水氧化法—超临界水氧化法把温度和压力升高到水的临界点以上,该状态的水就称为超临界水。在此状态下水的密度、介电常数、粘度、扩散系数、电导率和溶剂化学性能都不同于普通水。较高的反应温度(400~600 ℃)和压力也使反应速率加快,可以在几秒钟内对有机物达到很高的破坏效率。
最后再说你的问题——超临界水氧化装置,就是进行水氧化法的装置了。
Ⅷ 超临界水氧化技术能够处理废水吗
超临界水来氧化技术能处理废源水及污泥。
超临界水氧化反应使污水和污泥完全彻底分解:有机物中的碳转化为二氧化碳,氢转化为水。硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐。氮转化为氮气。重金属经氧化后以稳定固相存于灰分中。
总结超临界水氧化主要技术特点包括,有机物降解率超过99%,减容率超过90% ;不产生二恶英、硫氧化物、氮氧化物、飞灰等二次污染物;分钟级反应时间 ;工艺流程短,占地面积小 ;反应过程自热,无需外部热源
;出水可达国家一级标准 ;灰渣中重金属浸出率低于国家标准 。
Ⅸ 超临界水
所谓超临界水,是指当气压和温度达到一定值时,因高温而膨胀的水的密度和因高内压而被压缩的水蒸气的密度正好相容同时的水.此时,水的液体和气体便没有区别,完全交融在一起,成为一种新的呈现高压高温状态的液体.安德里亚指出,超临界水具有两个显著的特性.一是具有极强的氧化能力,将需要处理的物质放入超临界水中,充入氧和过氧化氢,这种物质就会被氧化和水解.有的还能够发生自燃,在水中冒出火焰.另一个特性是可以与油等物质混合,具有较广泛的融合能力.这些特点使超临界水能够产生奇异功能.
Ⅹ 超临界水是否有腐蚀性
超临界水具有两个显著的特性.一是具有极强的氧化能力,将需要处理的物质放入超专临界属水中,充入氧和过氧化氢,这种物质就会被氧化和水解.有的还能够发生自燃,在水中冒出火焰.另一个特性是可以与油等物质混合,具有较广泛的融合能力.这些特点使超临界水能够产生奇异功能.
有较强的氧化性即可以和较多物质发生反应,就腐蚀了