超临界水氧化技术

传统“火烧煤”不得不接受煤中其他成分高温氧化、燃烧带来的问题；本质上属于污染物先生成、后治 理
超临界水 蒸煤
吸热、还原反应
水 煤+
水
CO2+H2 + 沉渣 O2+H2
从源头上抑制污染物生成
04 超临界水氧化法其他用途
其他应用 1、城镇生活污水中污泥的处理，有机污泥被完全破坏，无机物可做无害化处理，可用于混凝物或磷酸盐 的原料。 2、脱色污泥、填料回收和废催化剂回收贵金属。 3、生化武器、剧毒生化制剂的销毁。 4、航天火箭、导弹推进剂有毒物质的分解。 5、清洁再生能源发电：SCWO是一个氧化放热反应，在处理废水的同时，可以产生大量的热蒸汽。 6、一吨COD将产生4200 kwh的热能，大约25%的这种能量可以转换成电能，在污水污泥1干吨将生成大约 1兆瓦小时的电力或3.6兆瓦小时的热能。 7、连接超临界发电机组即可用来发电，是一种新兴的变废为宝的清洁再生能源，受到欧美日发达国家的 普遍重视。
超临界水氧化技术
纪良
01 技术原理
1.什么是超临界水？
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压而被压缩的水蒸
气的密度正好相同时的水。
第四相态-超临界态
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。
01 技术原理
二、高扩散性
10000倍视野 三、高氧化性
微孔显微结构 超临界水表面张力几乎为0，具有较低粘度，反应速度快
超临界水氧化反应完全彻底：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。
01 技术原理
3.超临界水氧化技术链式反应
比较典型的超临界水氧化反应机理为在湿式空气氧化、气相氧化的基础上的自由基反应机理。
RH+O2 → R·+HO2·
RH+ HO2·→ R·+ H2O2 H2O2+M → 2HO·
HO·具有很强的亲电性，几乎能 与所有的含氢化合物反应
RH+ HO·→ R·+ H2O
R·+ O2 → ROO·
不稳定
ROO·+RH → ROOH+R· 小分子化合物
01 技术原理
2.超临界水的特性
一、高溶解性
O
H
H
水分子
水聚合体网状结构
超临界水的非极性二聚体
当水到达超临界后，水中的绝大部分氢键断裂，超临界水可以对污染物起溶剂化作用
非极性有机物质良好溶剂
超临界水显示出了非极性物质的性质， 成为对非极性有机物质具有良好溶解 能力的溶剂
气体的溶解度空前提高
在超临界水中，氧气、氮气等气体的 溶解度空前提高，以致于可以任意比 例与超临界水混合。
石家庄超临界危废处理项目
2016年，石家庄超临界危废处理项目工程建设也进入最后收尾阶段，占地总面积220亩，危废处理量100 t/d，业务范围覆盖整个华北地区。为客户提供从危废回收、储存、运输到处置的整体解决方案。
04 超临界水氧化法其他用途
煤炭超临界水制氢发电
火烧煤
放热、氧化反应
煤+空气
CO2+NOX+SOX+Байду номын сангаасN2+粉尘+灰渣
甲酸 乙酸 ……
氧化
CO2 H2O
01 技术原理
4.超临界水氧化技术流程图
污水进入反应器，在设定的温度和压 力下反应一定的时间，反应后的流出 液经过换热冷却和减压后进入气液分 离器，对气液流出物进行检测后排放。
01 技术原理
02 实验模拟
西安交通大学SCWO处理设备：
技术特点： （1）水中几乎所有的有机物在几秒至几分钟内，与氧气或空 气中的氧进行氧化、分解，分解率为99.99%以上，有机污染物 转化成无害化的二氧化碳、水，有机物中的N元素转化成氮气； （2）无机盐类溶解度很低，以固体形式被分离出来或回收利 用，处理后的水也成为洁净的水； （3）当被处理的废水或废液中的有机物浓度在5%-10%时，就 可以依靠反应过程中，以自身释放的反应热来维持反应器所需 的热量平衡，不需外界加热； （4）设备安全性好，反应彻底，不排放污染物。
惰 0.9万 t/y 性
灰 泥
减量89.7%
03 案例
南京超临界危废处置项目
2015年11月，新奥环保技术有限公司与南京化工园区管委会签订了总投资2.6亿元、总处理能力4万吨/ 年的超临界危废处置项目入园协议，以新奥环保自主研发技术——“超临界水氧化技术”作为支撑，专 业处置化工污泥，蒸馏残渣，有机废液等危险废弃物。
03 案例
廊坊超临界污泥处理示范项目
处 240 t/d
项目采用新奥集团自主研发的超临界水氧化技术，处理量是240 t/d ，投资1.5亿，副产中 理
365天
水是7.8万吨/年，副产惰性灰泥0.9万吨/年。从污泥的减量化来看还是比较明显的，可彻底分 量 8.76万 t/y
解污泥中有机质，杀灭有害病菌，稳定重金属成分，实现污泥的无害化、减量化处理和资源 化利用，从根本上解决市政污泥处理存在的对土壤和地下水污染问题。稳定性、无害化、资 源化基本达到了国内专家对污泥处理所期望的标准，是污泥处理上一个新的技术路线。