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超臨界水高壓反應(yīng)釜，超臨界水是指溫度和壓力均高于其臨界點(diǎn)(T=374.15℃，P=22.12MPa) 的特殊狀態(tài)下的水。通常條件下水是極性溶劑，能夠溶解大多數(shù)無機(jī)鹽類物質(zhì)，但對氣體和大多數(shù)有機(jī)物則微溶或不溶。超臨界水兼具液體水和氣體水 的性質(zhì)，但與液態(tài)水相比，它只有少量的氫鍵存在，介電常數(shù)近似于極性有 機(jī)溶劑，具有高的擴(kuò)散系數(shù)和低的粘度，傳遞性能特別好。在足夠高的壓力下，超臨界水能按任意比與有機(jī)物、氧氣互溶，使非均相反應(yīng)變?yōu)榫喾磻?yīng)，大大減小了傳質(zhì)、傳熱阻力。而無機(jī)物特別是鹽類在超臨界水中溶解度極低 (通常小于100mg/L)，容易被分離出來。超臨界水因具有可連續(xù)變化的密度、 低靜電介質(zhì)常數(shù)、低黏度的特性使其成為一種理想的反應(yīng)介質(zhì)。
超臨界水熱燃燒技術(shù)是利用超臨界水對有機(jī)物和氧化劑都是良好溶劑的特殊性質(zhì)，水熱火焰作為內(nèi)熱源的前提下，有機(jī)物在富氧環(huán)境中進(jìn)行均相反應(yīng)，迅速、徹底地將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成無害的H2O、CO2等無機(jī)小分子化合物，氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)猓渌s環(huán)原子轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的無機(jī)鹽。超臨界水熱燃燒技術(shù)的優(yōu) 勢在于反應(yīng)速度極快，在幾秒內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)99.99%的有機(jī)物去除率，可以大大減小反應(yīng)器體積;反應(yīng)完全、徹底，最終產(chǎn)物為H2O、CO2等小分子化合物， 無二次污染;技術(shù)本身符合全封閉的要求;進(jìn)料不需要預(yù)熱到較高的溫度， 甚至可以不進(jìn)行預(yù)熱，有助于解決進(jìn)料預(yù)熱過程中出現(xiàn)的腐蝕和鹽沉積引起的堵塞問題。
超臨界水高壓反應(yīng)釜，超臨界水熱燃燒技術(shù)特別適用于高毒性、高濃度、難生化降解有機(jī)廢水 的高效、低成本無害化處理，這類有機(jī)廢水通常產(chǎn)生于農(nóng)藥、化工、軍工等 特殊行業(yè)和領(lǐng)域，利用傳統(tǒng)的物化、生化方法難以處理達(dá)標(biāo)排放，而利用焚燒法會產(chǎn)生大量的二次污染物，且處理費(fèi)用特別高。超臨界水熱燃燒技術(shù)中 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)開發(fā)是關(guān)鍵問題之一，目前超臨界水熱燃燒反應(yīng)器的開發(fā)還需 要克服幾方面的問題。首先，要通過合適的噴口設(shè)計(jì)在反應(yīng)器中形成穩(wěn)定的 水熱火焰，并且要求有機(jī)廢水和氧化劑在水熱火焰內(nèi)熱源的作用下要能夠充 分傳熱傳質(zhì)進(jìn)行迅速、徹底的反應(yīng)，這樣才能夠高效徹底地處理有機(jī)物，同時(shí)顯著減小反應(yīng)器的體積。鑒于水熱火焰溫度超過1000℃，現(xiàn)有的材料難以 承受如此高的溫度，因此需要降低反應(yīng)器承壓壁的溫度。其次，高溫高壓的 反應(yīng)條件及高濃度溶解氧的反應(yīng)環(huán)境會加劇反應(yīng)器腐蝕。反應(yīng)器腐蝕不僅降 低反應(yīng)器壽命，引起反應(yīng)器安全問題，而且腐蝕產(chǎn)物也會影響處理效果。因 此，需要有效解決超臨界水熱燃燒反應(yīng)器的腐蝕問題。再次，在有機(jī)廢水超 臨界水熱燃燒氧化處理過程中，由于超臨界條件下無機(jī)鹽的溶解度極低，進(jìn) 料中本身含有的和反應(yīng)過程中產(chǎn)生的無機(jī)鹽會析出，有些鹽的粘度較大，會沉積到反應(yīng)器內(nèi)表面上，進(jìn)而引起反應(yīng)器或其出口輸運(yùn)管路的堵塞，造成整 套反應(yīng)裝置非正常停機(jī)，嚴(yán)重影響裝置運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，制約了有機(jī) 廢水超臨界水熱燃燒技術(shù)的發(fā)展。目前，還沒有一種超臨界水熱燃燒反應(yīng)器 結(jié)構(gòu)被證明是非常理想地解決了上述問題，因此一些新型反應(yīng)器結(jié)構(gòu)還在不 斷地開發(fā)之中。
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