超臨界水氧化技術(shù)(SCWO)


SCWO技術(shù)簡介

SCWO是一項(xiàng)高溫高壓技術(shù)，利用水在超臨界條件下(Pc= 220.55 bar, Tc=373.976 ℃)的特性，處理有機(jī)化合物和有毒廢物及有機(jī)反應(yīng)研究(如選擇性氧化)。經(jīng)超臨界氧化反應(yīng)，C轉(zhuǎn)化為CO2，H轉(zhuǎn)化為H2O，有機(jī)物中的Cl轉(zhuǎn)化為氯化物離子，硝基化合物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，S轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，P轉(zhuǎn)化為磷酸鹽。

超臨界水的獨(dú)特性質(zhì)是超臨界水氧化工藝的關(guān)鍵。包括O2和有機(jī)物質(zhì)等氣體完全溶于超臨界水中，然而，無機(jī)鹽的溶解度急劇降低。有機(jī)物質(zhì)溶解入超臨界水中，與O2完全混合，相界面消失，形成單一相，使有機(jī)物與氧氣能夠自由均相反應(yīng)，反應(yīng)速度得到了急劇提高。

反應(yīng)完成后，即生成了包括水、氣體和固體的混合物，排放的氣體中無NOX、酸氣（如HCl或SOX等）和粉塵微粒等，CO的含量低于10 ppm。完全符合排放水標(biāo)準(zhǔn)和氣體排放標(biāo)準(zhǔn)。另外，因超臨界水氧化反應(yīng)具有極快的反應(yīng)速度，所以即使以小型的設(shè)備，也可處理大量的廢水。


SCWO的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
* 綠色化學(xué)，環(huán)境友好，且用途廣泛
* 對(duì)難分解性有機(jī)物的高的處理效率(99.9999%以上)
* 被排的氣體中無NOx, 酸氣和粉塵等二次大氣污染物
* 處理水滿足法律上的排放水標(biāo)準(zhǔn): 存在極微量的有機(jī)物
* 可進(jìn)行多樣濃度的廢水處理(ppm ～%)
* 氧化反應(yīng)非?？?，可使超臨界水氧化裝置設(shè)計(jì)上更加小型化，結(jié)構(gòu)更緊湊
* 無需進(jìn)行二次處理


SCWO的技術(shù)難點(diǎn)
* 高腐蝕速度，選擇反應(yīng)釜的材質(zhì)極難
* 無機(jī)物溶解度減小，誘發(fā)工程堵塞，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)難
* 較高的初期投資費(fèi)


超臨界水氧化技術(shù)的解決方案

根據(jù)對(duì)超臨界條件水中的物理變化和化學(xué)反應(yīng)的了解及20多年的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)間歇式超臨界水氧化反應(yīng)和連續(xù)式超臨界水氧化反應(yīng)，我們公司可根據(jù)用戶的應(yīng)用需要提供多種方案，從材料選擇和系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)上(下圖為超臨界水氧化系統(tǒng)的示意圖)解決目前SCWO技術(shù)的應(yīng)用難題。


SCWO技術(shù)幾個(gè)典型案例

1、間歇式超臨界水氧化反應(yīng)

采用高壓反應(yīng)釜式設(shè)計(jì)，基本可以滿足超臨界水氧化技術(shù)的各種應(yīng)用。因超臨界水氧化會(huì)對(duì)釜體造成嚴(yán)重的腐蝕，所以反應(yīng)釜材質(zhì)的選擇和溫度壓力等參數(shù)控制成為這種類型的超臨界水氧化裝置的關(guān)鍵。

2、連續(xù)式超臨界水氧化反應(yīng)

1) 專利的Transpiring-Wall SCWO Reactor
新一代超臨界水氧化反應(yīng)器“Transpiring-Wall SCWO Reactor”最大的優(yōu)點(diǎn)是超臨界水氧化反應(yīng)物和反應(yīng)釜內(nèi)壁之間不再直接接觸，而是有一層采用特殊設(shè)計(jì)形成的去離子水隔離層。這樣，既解決了超臨界水氧化所帶來的嚴(yán)重腐蝕問題，又解決了無機(jī)物的沉積和工程堵塞問題。保證超臨界水氧化裝置的長時(shí)間連續(xù)安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

2)管式反應(yīng)器（tubular reactor）這是最早采用、也是較為常見的連續(xù)式超臨界水氧化系統(tǒng)所采用的設(shè)計(jì)。單管或多管串并聯(lián)。

3)連續(xù)攪拌式反應(yīng)器(CST Reactor)


近臨界水技術(shù)(NCW)
近臨界水(Near-critical water)是指處于臨界點(diǎn)附近溫度與壓力條件下的液態(tài)水。近臨界水雖然是液態(tài)，但一部分特性卻與超臨界水類似，與常溫狀態(tài)的水有許多不同特性，因此，正被試圖用作新的反應(yīng)溶媒。