超臨界水氧化技術(SCWO)

超臨界水氧化技術(SCWO)


SCWO技術簡介

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

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

反應完成后，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。完全符合排放水標準和氣體排放標準。另外，因超臨界水氧化反應具有極快的反應速度，所以即使以小型的設備，也可處理大量的廢水。


SCWO的技術優點
* 綠色化學，環境友好，且用途廣泛
* 對難分解性有機物的高的處理效率(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準: 存在極微量的有機物
* 可進行多樣濃度的廢水處理(ppm ～%)
* 氧化反應非常快，可使超臨界水氧化裝置設計上更加小型化，結構更緊湊
* 無需進行二次處理


SCWO的技術難點
* 高腐蝕速度，選擇反應釜的材質極難
* 無機物溶解度減小，誘發工程堵塞，連續運轉難
* 較高的初期投資費


超臨界水氧化技術的解決方案

根據對超臨界條件水中的物理變化和化學反應的了解及20多年的經驗，針對間歇式超臨界水氧化反應和連續式超臨界水氧化反應，我們公司可根據用戶的應用需要提供多種方案，從材料選擇和系統工藝設計上(下圖為超臨界水氧化系統的示意圖)解決目前SCWO技術的應用難題。


SCWO技術幾個典型案例

1、間歇式超臨界水氧化反應

采用高壓反應釜式設計，基本可以滿足超臨界水氧化技術的各種應用。因超臨界水氧化會對釜體造成嚴重的腐蝕，所以反應釜材質的選擇和溫度壓力等參數控制成為這種類型的超臨界水氧化裝置的關鍵。

2、連續式超臨界水氧化反應

1) 專利的Transpiring-Wall SCWO Reactor
新一代超臨界水氧化反應器“Transpiring-Wall SCWO Reactor”最大的優點是超臨界水氧化反應物和反應釜內壁之間不再直接接觸，而是有一層采用特殊設計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重腐蝕問題，又解決了無機物的沉積和工程堵塞問題。保證超臨界水氧化裝置的長時間連續安全運轉。

2)管式反應器（tubular reactor）這是最早采用、也是較為常見的連續式超臨界水氧化系統所采用的設計。單管或多管串并聯。

3)連續攪拌式反應器(CST Reactor)


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