超临界水氧化
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临界温度 临界压力 临界点密度
水的存在状态 Tc=374.3℃ pc=22.05MPa
ρc＝0.3g/cm3
4.2.1 高温水状态
各种状态水性质比较
流 体
温度/℃ 压力/MPa 介电常数 氧的溶解度/(mgL-1) 密度/(gcm-3) 粘度/cp 有效扩散系数/(cm2s-1)
普通水
25 1 78.5 8 0.998 0.890 7.74×10-6
第4章
超临界水氧化技术 超临界水氧化技术
Supercritical Water Oxidation
内 容
1 2 2 3 4 5 超临界水氧化反应 超临界水氧化技术的应用与评价 超临界水氧化研究进展 超临界流体技术概述 超临界水的特性
4.1
超临界流体技术概述
1822年 年 1970’s 1980‘’s 1995年 年
4.1.2 超临界流体的特性
超临界流体的特点： 超临界流体的特点：
具有接近于液体的密度 粘度类似气体 扩散系数大于液体 表面张力为零 临界点附近SCF SCF的性质 临界点附近SCF的性质 突变且可调 很强的溶剂化能力 ； 优良的传质性能 可进入任何大于SCF分子的空间 可进入任何大于SCF分子的空间 SCF 通过调节体系T 通过调节体系T和P控制其热力学性质 传热系数\传质系数\ 传热系数\传质系数\化学反应性质
有机物/重金属
超临界水氧化
2001 年在美国得克萨斯州的哈灵根水厂 首次建成两条城市污水污泥SCWO 处理的作业线 总处理量132.5 t/d
4.4.1 超临界水氧化技术的应用
六、从固体废弃物中制取能源 日本三菱水泥公司 从固体有机物中制氢 650℃ 25MPa
有机固体废弃物 超临界水氧化反应
燃烧 加热
在1000℃和密度为1g/cm3时, SCW的离子积为10-6, 即中性水 中的H+浓度和OH-浓度比正常条 件下同时高出约10000倍;这时, 水成为了高度导电的电解质溶液.
4.2.2 超临界水的特性
在1atm,20℃时水的粘度为 1.005 ×10-3Pa.s; 超临界水的粘度大幅度降低,如在 1000℃时, 密度为1.0g/cm3时, 水的粘度只有4×10-5Pa.s,与通常 条件下空气的粘度接近. 在较宽的范围内(密度0.6-0.9 g/cm3, 400℃-600℃),粘度受温 度影响较小; 在高密度时,随温度增加而下降; 在低密度时,随温度增加而上升。
4.2.2 超临界水的特性
(1) 介电常数急剧减小，相当于标准状态下一般有机溶剂的值，使超临界水 显示出非极性有机化合物的性质，能与非极性物质和其他有机物完全 互溶，同时无机物尤其是盐类的溶解度急剧下降。 (2) 与空气、O2、N2、CO2等气体完全互溶。 (3) 具有很高的扩散性和优良的传输能力，分子运动激烈，体系能量高，化 学反应速率快。 (4) 物理性质（如密度、介电常数、粘度、溶解性等）可以通过压力、温度 连续改变。 超临界水与普通水的溶解度对比
首次报道了 超临界现象
超临界萃取 工业化生产
超临界水 氧化技术
第一次超临界 水氧化研讨会
众多的超临界流体技术 超临界流体成核, 气体抗溶剂结晶, 超临界 印染, 聚合物溶胀, 超临界色谱, 超临界水氧化等 第一次超临界水氧化研讨会由美国能源部会同国防部和财政部召开 讨论用SCWO技术处理政府控制污染物. 美国国家关键技术所列的六大领域之一"能源与环境"中, SCWO技 术被认为是最有前途的处理技术.
4.2.2 超临界水的特性
密度越高,水的离子积越大. 标准条件下,水的离子积是10-14, 在临界点附近, 温度升高, 流体密 度迅速下降, 离子积减小.
在450℃和25MPa时, 密度约 0.1g/cm3, 此时离子积为10-21.6
在远离临界点时，温度对密度的 影响较小,温度升高,离子积增大.
R ⋅ +O2 → ROO ⋅
ROO ⋅ + RH → ROOH + R ⋅
4.3.3 反应动力学
宏观动力学 反应网络法 初始反应物 转化 途经
有机物的SCWO 有机物的SCWO 反应途经 中间控制产物生成 中间产物分解步骤 1. 直接氧化为最终产物 2. 先生成不稳定的中间产物 3. 先生成相对稳定的中间产物
4.1.1 超临界流体
• 对于纯物质，当系统温度及压 力达到某一特定点时，其气液两相密度趋于相同，两相合 并为一均勻相，此一特定点即 为该物质的临界点，所对应的 温度、压力和密度则分别定义 为该纯物质的临界温度(TC),临 界压力(PC)和临界密度(ρC) 。 • 温度与压力分别高于临界温度 和临界压力的均匀相称之为超 临界流体(Supercritical Fluid, SCF) (物质的第四态 )
4.3
超临界水氧化反应
4.3.1 氧化原理
基本原理: 基本原理:
利用SCW作为介质来氧化分解有机物，过程与湿式氧化类似。超临界水的 特性使有机物、氧化剂和水形成均一的相，克服了相间的物质传输阻力， 使原本发生在液相或固相有机物和气相氧气之间的多相反应转化在单相进 行，同时高温高压又大大提高了有机物的氧化速率，因而能在数秒内就能 对有机成分产生极高的破坏率，反应完全彻底。 美国Modar公司
k1 A + O2 C →
k2
B + O2
k3
C为氧化最终产物；B为中间控制产物； A为初始反应物以及不同于B的其他中间产物
4.3.3 反应动力学
一、碳氢化合物
把乙酸看做中间控制产物，反应途径为
CmHnOr 为初始反应物或不稳定的中间产物 CO2和H2O 为氧化最终产物
4.3.3 反应动力学
B
A
纯物质的压力－ 纯物质的压力－温度相图
4.1.1 超临界流体
临界点前后的相变过程
T<Tc
Leabharlann Baidu
T≌Tc ≌
T>Tc
4.1.1 超临界流体
对比温度(Tr)
实际温度T与临界温度Tc的比值.
Tr = T Tc
对比压力(Pr)
实际压力P与临界压力Pc的比值.
pr = p pc
SCF是对比温度和对比压力同时大于1的流体
气液分离器( ) 气液分离器(1)
该法可获得纯度为99.6%的 氢气，且氢气所占发生气 体的体积约为60%. 降温 液化
CO2及其它气体
水
气液分离器(2) 甲烷 液态CO2
4.4.2 超临界水氧化的评价
一、超临界水氧化的优点
1. 多相反应转化为均相氧化反应, 反应速率快、停留时间短,反应 器结构简单且体积小； 均相反应消除了多相反应的相 际传质阻力,反应效率大大提高, 有机物分解率可达99%以上； 反应环境封闭, 产物通常为水、 CO2 、氮气,不产生NOx和SO2 等二次污染物,反应产物清洁,废 水处理后可完全回收利用； 适用范围广 可适用于各种有毒 物质、废水、废物的处理; 放热反应,当反应相中有机物含 量高达2%时,便可实现自热.
4.1
超临界流体技术概述
超临界水氧化技术发展状况
1985年 美国Modar公司 第1套超临界水氧化中试装置
处理含10%有机物的废水和含多氯联苯的废变压器油, 有害物质去除率>99.99%
1995年 美国Austin 商业性的SCWO装置
处理长链有机物和胺 有机物去除率达99.9999%
日本 日处理1m3 中试工厂 1994年 德国医药联合体 处理能力5-30吨/日 中国起步较晚，现处于实验室研究阶段
4.1.2 超临界流体的特性
4.1.2 超临界流体的特性
4.2
超临界水的特性
4.2.1 高温水状态
• 超临界水：温度和压力 超临界水 分别高于其临界温度和 临界压力 • 亚临界水：温度低于其 临界温度，而密度高于 临界密度的水 • 水蒸气：温度低于或高 于其临界温度，而密度 低于临界密度的气态水
4.2.2 超临界水的特性
超临界水的介电常数与温度和压力的关系
介电常数急剧减小，与标准状态一般有机溶剂的值相当，显示出非极性有机化合物的 介电常数急剧减小，与标准状态一般有机溶剂的值相当，显示出非极性有机化合物的 性质，能与非极性物质和其他有机物完全互溶，无机物尤其是盐类的溶解度急剧下降 性质，能与非极性物质和其他有机物完全互溶，无机物尤其是盐类的溶解度急剧下降
4.3.2 反应机理
自由基反应机理
自由基是由氧气进攻有机物分子中较弱的C 自由基是由氧气进攻有机物分子中较弱的C-H键产生
RH + O2 → R ⋅ + HO2 ⋅
RH + HO2 ⋅ → R ⋅ + H 2O2
H 2 O2 + M → 2 HO ⋅
RH + HO⋅ → R ⋅ + H 2O
CO2和水 分解 分子较小的化合物(甲酸或乙酸 ) 分子较小的化合物 甲酸或乙酸 分解
二、含氮化合物
低温下含氮有机物的超临界水氧化途径
H2O
CmNqHnOr 为初始反应产物或不稳定的中间产物 N2为主要的氧化最终产物;NH3通常是含氮有机物的水解产物
4.3.3 反应动力学
三、含氯化合物
在短链氯化物中，把氯仿看做中间控制产物
sHCl
CmCIsHnOr 为短链氯化物初始反应产物或不稳定的中间产物 氧化的最终产物为CO2、H2O、HCl
P150, 表4-3 列出了文献报道的一些有机化合物在超临界水中的反应动力学研究结果
4.3.4 超临界水氧化工艺流程
反应转化率
R= 已转化的有机物 进料中的有机物
循环反应物 反应温度为550℃-600℃ 反应时间为5s R可达99.99%
要求：污水的热值4000kJ/kg 相当含10%(质量)苯的水溶液
反应条件：600－650℃, 25MPa, 反应停留时间约5s.
4.3.1 氧化原理
反应方程式 有机化合物＋O2→CO2＋H2O 有机化合物中的杂原子 → 酸、盐、氧化物 酸＋NaOH→无机盐
[O ]
超临界水氧化在某种程度上类似于有机燃料的简单燃烧， 超临界水氧化在某种程度上类似于有机燃料的简单燃烧，反应是放热 反应。只要进料中有机物含量适宜，仅需启动所需的外界能量输入， 反应。只要进料中有机物含量适宜，仅需启动所需的外界能量输入， 整个反应便可用自身反应热维持进行。 整个反应便可用自身反应热维持进行
最早由Modell提出的SCWO工艺流程 最早由Modell提出的SCWO工艺流程 Modell提出的SCWO
超临界水氧化反应
超临界水的特性 (1) 介电常数急剧减小，呈现出非极性有机 化合物的性质，能与非极性物质和其他 有机物完全互溶，无机物尤其是盐类的 溶解度急剧下降； (2) 与空气\O2\N2\CO2等气体完全互溶； (3) 具有很高的扩散性和优良的传输能力， 化学反应速率快； (4) 物理性质可以通过压力、温度连续改变 超临界水氧化 利用SCW作为介质来氧化分解有机物。过程为均相反应，高温高压可显著 提高有机物的氧化速率，因而能在数秒内就能对有机成分产生极高的破坏率, 反应完全彻底.
超临界水
450 27 1.8 ∝ 0.128 0.0298 7.67×10-4
过热蒸汽
450 13.6 1.0 ∝ 0.00419 2.65×10-5 1.79×10-3
4.2.2 超临界水的特性
温度和压力的微小变化 均会引起SCW密度的大 幅度变化； SCW的粘度\介电常数\ 离子积等性质随其密度 增加而增加； SCW扩散系数随其密度 增加而减小。 通过改变温度与压力,可 有效地对SCW的密度进 行调控,进而调控其相关 特性.
自由基反应机理
有机化合物＋O2→CO2＋H2O
O
[ ] 有机化合物中的杂原子 → 酸、盐、氧化物 酸＋NaOH→无机盐
4.4
超临界水氧化技术的应用及评价
4.4.1 超临界水氧化技术的应用
一、酚的氧化
酚大量存在于各类废水中，是美国EPA最初公布的114种优先控制的污染物之一
4.4.1 超临界水氧化技术的应用
二、含硫废水 产生于石油炼制、石油化工、炼焦、染料、印染、制革、造纸等工厂 通常的处理方法：气提法、液相催化氧化法、多相催化氧化法、燃烧法等 效果良好, 超临界水氧化法 效果良好, 处理复杂体系优势显著 450℃、26MPa超临界水氧化条件下，氧硫比为3.47，反应时间为17s， S2-可被完全氧化成SO42-除去。 三、降解聚苯乙烯泡沫 处理废弃PS泡沫的主要方法：①填埋；②焚烧利用热能；③挤出造粒； ④热分解为气体和液体；⑤溶剂溶解制涂料或胶粘剂 PS泡沫
SCWO
气体 液体 固体
燃料或化工原料 粘稠糊状物用作防水涂料或胶粘剂 残渣用作铺路或其他建筑材料
4.4.1 超临界水氧化技术的应用
四、受污染土壤的修复 受污染土壤 超临界水萃取 五、污泥的处理 Shanableh研究结果 停留5min, 99%的有机污染物 被 迅速氧化成CO2、H2O等无机物 污 染 物 清洁土壤
水的存在状态 Tc=374.3℃ pc=22.05MPa
ρc＝0.3g/cm3
4.2.1 高温水状态
各种状态水性质比较
流 体
温度/℃ 压力/MPa 介电常数 氧的溶解度/(mgL-1) 密度/(gcm-3) 粘度/cp 有效扩散系数/(cm2s-1)
普通水
25 1 78.5 8 0.998 0.890 7.74×10-6
第4章
超临界水氧化技术 超临界水氧化技术
Supercritical Water Oxidation
内 容
1 2 2 3 4 5 超临界水氧化反应 超临界水氧化技术的应用与评价 超临界水氧化研究进展 超临界流体技术概述 超临界水的特性
4.1
超临界流体技术概述
1822年 年 1970’s 1980‘’s 1995年 年
4.1.2 超临界流体的特性
超临界流体的特点： 超临界流体的特点：
具有接近于液体的密度 粘度类似气体 扩散系数大于液体 表面张力为零 临界点附近SCF SCF的性质 临界点附近SCF的性质 突变且可调 很强的溶剂化能力 ； 优良的传质性能 可进入任何大于SCF分子的空间 可进入任何大于SCF分子的空间 SCF 通过调节体系T 通过调节体系T和P控制其热力学性质 传热系数\传质系数\ 传热系数\传质系数\化学反应性质
有机物/重金属
超临界水氧化
2001 年在美国得克萨斯州的哈灵根水厂 首次建成两条城市污水污泥SCWO 处理的作业线 总处理量132.5 t/d
4.4.1 超临界水氧化技术的应用
六、从固体废弃物中制取能源 日本三菱水泥公司 从固体有机物中制氢 650℃ 25MPa
有机固体废弃物 超临界水氧化反应
燃烧 加热
在1000℃和密度为1g/cm3时, SCW的离子积为10-6, 即中性水 中的H+浓度和OH-浓度比正常条 件下同时高出约10000倍;这时, 水成为了高度导电的电解质溶液.
4.2.2 超临界水的特性
在1atm,20℃时水的粘度为 1.005 ×10-3Pa.s; 超临界水的粘度大幅度降低,如在 1000℃时, 密度为1.0g/cm3时, 水的粘度只有4×10-5Pa.s,与通常 条件下空气的粘度接近. 在较宽的范围内(密度0.6-0.9 g/cm3, 400℃-600℃),粘度受温 度影响较小; 在高密度时,随温度增加而下降; 在低密度时,随温度增加而上升。
4.2.2 超临界水的特性
(1) 介电常数急剧减小，相当于标准状态下一般有机溶剂的值，使超临界水 显示出非极性有机化合物的性质，能与非极性物质和其他有机物完全 互溶，同时无机物尤其是盐类的溶解度急剧下降。 (2) 与空气、O2、N2、CO2等气体完全互溶。 (3) 具有很高的扩散性和优良的传输能力，分子运动激烈，体系能量高，化 学反应速率快。 (4) 物理性质（如密度、介电常数、粘度、溶解性等）可以通过压力、温度 连续改变。 超临界水与普通水的溶解度对比
首次报道了 超临界现象
超临界萃取 工业化生产
超临界水 氧化技术
第一次超临界 水氧化研讨会
众多的超临界流体技术 超临界流体成核, 气体抗溶剂结晶, 超临界 印染, 聚合物溶胀, 超临界色谱, 超临界水氧化等 第一次超临界水氧化研讨会由美国能源部会同国防部和财政部召开 讨论用SCWO技术处理政府控制污染物. 美国国家关键技术所列的六大领域之一"能源与环境"中, SCWO技 术被认为是最有前途的处理技术.
4.2.2 超临界水的特性
密度越高,水的离子积越大. 标准条件下,水的离子积是10-14, 在临界点附近, 温度升高, 流体密 度迅速下降, 离子积减小.
在450℃和25MPa时, 密度约 0.1g/cm3, 此时离子积为10-21.6
在远离临界点时，温度对密度的 影响较小,温度升高,离子积增大.
R ⋅ +O2 → ROO ⋅
ROO ⋅ + RH → ROOH + R ⋅
4.3.3 反应动力学
宏观动力学 反应网络法 初始反应物 转化 途经
有机物的SCWO 有机物的SCWO 反应途经 中间控制产物生成 中间产物分解步骤 1. 直接氧化为最终产物 2. 先生成不稳定的中间产物 3. 先生成相对稳定的中间产物
4.1.1 超临界流体
• 对于纯物质，当系统温度及压 力达到某一特定点时，其气液两相密度趋于相同，两相合 并为一均勻相，此一特定点即 为该物质的临界点，所对应的 温度、压力和密度则分别定义 为该纯物质的临界温度(TC),临 界压力(PC)和临界密度(ρC) 。 • 温度与压力分别高于临界温度 和临界压力的均匀相称之为超 临界流体(Supercritical Fluid, SCF) (物质的第四态 )
4.3
超临界水氧化反应
4.3.1 氧化原理
基本原理: 基本原理:
利用SCW作为介质来氧化分解有机物，过程与湿式氧化类似。超临界水的 特性使有机物、氧化剂和水形成均一的相，克服了相间的物质传输阻力， 使原本发生在液相或固相有机物和气相氧气之间的多相反应转化在单相进 行，同时高温高压又大大提高了有机物的氧化速率，因而能在数秒内就能 对有机成分产生极高的破坏率，反应完全彻底。 美国Modar公司
k1 A + O2 C →
k2
B + O2
k3
C为氧化最终产物；B为中间控制产物； A为初始反应物以及不同于B的其他中间产物
4.3.3 反应动力学
一、碳氢化合物
把乙酸看做中间控制产物，反应途径为
CmHnOr 为初始反应物或不稳定的中间产物 CO2和H2O 为氧化最终产物
4.3.3 反应动力学
B
A
纯物质的压力－ 纯物质的压力－温度相图
4.1.1 超临界流体
临界点前后的相变过程
T<Tc
Leabharlann Baidu
T≌Tc ≌
T>Tc
4.1.1 超临界流体
对比温度(Tr)
实际温度T与临界温度Tc的比值.
Tr = T Tc
对比压力(Pr)
实际压力P与临界压力Pc的比值.
pr = p pc
SCF是对比温度和对比压力同时大于1的流体
气液分离器( ) 气液分离器(1)
该法可获得纯度为99.6%的 氢气，且氢气所占发生气 体的体积约为60%. 降温 液化
CO2及其它气体
水
气液分离器(2) 甲烷 液态CO2
4.4.2 超临界水氧化的评价
一、超临界水氧化的优点
1. 多相反应转化为均相氧化反应, 反应速率快、停留时间短,反应 器结构简单且体积小； 均相反应消除了多相反应的相 际传质阻力,反应效率大大提高, 有机物分解率可达99%以上； 反应环境封闭, 产物通常为水、 CO2 、氮气,不产生NOx和SO2 等二次污染物,反应产物清洁,废 水处理后可完全回收利用； 适用范围广 可适用于各种有毒 物质、废水、废物的处理; 放热反应,当反应相中有机物含 量高达2%时,便可实现自热.
4.1
超临界流体技术概述
超临界水氧化技术发展状况
1985年 美国Modar公司 第1套超临界水氧化中试装置
处理含10%有机物的废水和含多氯联苯的废变压器油, 有害物质去除率>99.99%
1995年 美国Austin 商业性的SCWO装置
处理长链有机物和胺 有机物去除率达99.9999%
日本 日处理1m3 中试工厂 1994年 德国医药联合体 处理能力5-30吨/日 中国起步较晚，现处于实验室研究阶段
4.1.2 超临界流体的特性
4.1.2 超临界流体的特性
4.2
超临界水的特性
4.2.1 高温水状态
• 超临界水：温度和压力 超临界水 分别高于其临界温度和 临界压力 • 亚临界水：温度低于其 临界温度，而密度高于 临界密度的水 • 水蒸气：温度低于或高 于其临界温度，而密度 低于临界密度的气态水
4.2.2 超临界水的特性
超临界水的介电常数与温度和压力的关系
介电常数急剧减小，与标准状态一般有机溶剂的值相当，显示出非极性有机化合物的 介电常数急剧减小，与标准状态一般有机溶剂的值相当，显示出非极性有机化合物的 性质，能与非极性物质和其他有机物完全互溶，无机物尤其是盐类的溶解度急剧下降 性质，能与非极性物质和其他有机物完全互溶，无机物尤其是盐类的溶解度急剧下降
4.3.2 反应机理
自由基反应机理
自由基是由氧气进攻有机物分子中较弱的C 自由基是由氧气进攻有机物分子中较弱的C-H键产生
RH + O2 → R ⋅ + HO2 ⋅
RH + HO2 ⋅ → R ⋅ + H 2O2
H 2 O2 + M → 2 HO ⋅
RH + HO⋅ → R ⋅ + H 2O
CO2和水 分解 分子较小的化合物(甲酸或乙酸 ) 分子较小的化合物 甲酸或乙酸 分解
二、含氮化合物
低温下含氮有机物的超临界水氧化途径
H2O
CmNqHnOr 为初始反应产物或不稳定的中间产物 N2为主要的氧化最终产物;NH3通常是含氮有机物的水解产物
4.3.3 反应动力学
三、含氯化合物
在短链氯化物中，把氯仿看做中间控制产物
sHCl
CmCIsHnOr 为短链氯化物初始反应产物或不稳定的中间产物 氧化的最终产物为CO2、H2O、HCl
P150, 表4-3 列出了文献报道的一些有机化合物在超临界水中的反应动力学研究结果
4.3.4 超临界水氧化工艺流程
反应转化率
R= 已转化的有机物 进料中的有机物
循环反应物 反应温度为550℃-600℃ 反应时间为5s R可达99.99%
要求：污水的热值4000kJ/kg 相当含10%(质量)苯的水溶液
反应条件：600－650℃, 25MPa, 反应停留时间约5s.
4.3.1 氧化原理
反应方程式 有机化合物＋O2→CO2＋H2O 有机化合物中的杂原子 → 酸、盐、氧化物 酸＋NaOH→无机盐
[O ]
超临界水氧化在某种程度上类似于有机燃料的简单燃烧， 超临界水氧化在某种程度上类似于有机燃料的简单燃烧，反应是放热 反应。只要进料中有机物含量适宜，仅需启动所需的外界能量输入， 反应。只要进料中有机物含量适宜，仅需启动所需的外界能量输入， 整个反应便可用自身反应热维持进行。 整个反应便可用自身反应热维持进行
最早由Modell提出的SCWO工艺流程 最早由Modell提出的SCWO工艺流程 Modell提出的SCWO
超临界水氧化反应
超临界水的特性 (1) 介电常数急剧减小，呈现出非极性有机 化合物的性质，能与非极性物质和其他 有机物完全互溶，无机物尤其是盐类的 溶解度急剧下降； (2) 与空气\O2\N2\CO2等气体完全互溶； (3) 具有很高的扩散性和优良的传输能力， 化学反应速率快； (4) 物理性质可以通过压力、温度连续改变 超临界水氧化 利用SCW作为介质来氧化分解有机物。过程为均相反应，高温高压可显著 提高有机物的氧化速率，因而能在数秒内就能对有机成分产生极高的破坏率, 反应完全彻底.
超临界水
450 27 1.8 ∝ 0.128 0.0298 7.67×10-4
过热蒸汽
450 13.6 1.0 ∝ 0.00419 2.65×10-5 1.79×10-3
4.2.2 超临界水的特性
温度和压力的微小变化 均会引起SCW密度的大 幅度变化； SCW的粘度\介电常数\ 离子积等性质随其密度 增加而增加； SCW扩散系数随其密度 增加而减小。 通过改变温度与压力,可 有效地对SCW的密度进 行调控,进而调控其相关 特性.
自由基反应机理
有机化合物＋O2→CO2＋H2O
O
[ ] 有机化合物中的杂原子 → 酸、盐、氧化物 酸＋NaOH→无机盐
4.4
超临界水氧化技术的应用及评价
4.4.1 超临界水氧化技术的应用
一、酚的氧化
酚大量存在于各类废水中，是美国EPA最初公布的114种优先控制的污染物之一
4.4.1 超临界水氧化技术的应用
二、含硫废水 产生于石油炼制、石油化工、炼焦、染料、印染、制革、造纸等工厂 通常的处理方法：气提法、液相催化氧化法、多相催化氧化法、燃烧法等 效果良好, 超临界水氧化法 效果良好, 处理复杂体系优势显著 450℃、26MPa超临界水氧化条件下，氧硫比为3.47，反应时间为17s， S2-可被完全氧化成SO42-除去。 三、降解聚苯乙烯泡沫 处理废弃PS泡沫的主要方法：①填埋；②焚烧利用热能；③挤出造粒； ④热分解为气体和液体；⑤溶剂溶解制涂料或胶粘剂 PS泡沫
SCWO
气体 液体 固体
燃料或化工原料 粘稠糊状物用作防水涂料或胶粘剂 残渣用作铺路或其他建筑材料
4.4.1 超临界水氧化技术的应用
四、受污染土壤的修复 受污染土壤 超临界水萃取 五、污泥的处理 Shanableh研究结果 停留5min, 99%的有机污染物 被 迅速氧化成CO2、H2O等无机物 污 染 物 清洁土壤