凯发k8娱乐-凯发k8官网超临界水氧化技术得益于水的超临界性能。在374.3℃和22mpa状态下,水的物理性能尤其是溶解性能与常温下截然不同,这种状态被成为超临界状态。在超临界状态下,水象高密度的气体对有机物由很高的溶解能力,轻的有机气体以及co2等完全互溶,但无机物化合物尤其是盐类难溶于其中。另外,超临界水具有较高的扩散系数和较低的粘度。上述这些超临界性能再加上较高的温度和压力使水成为有机质氧化反应的理想介质。因为这时氧化还原反应完全再均相中进行,从而不存在界面传质阻力,而界面传质阻力往往是湿式氧化法的控制步骤。
临界水和普通水的性能对比:
溶质 普通水 超临界水
无机物 易溶 不溶
无机物 不溶 易溶
气体 不溶 易溶
早期的研究一般不涉及氧化反应的机理。后来,凯发k8娱乐-凯发k8官网反应机理逐渐成为人们关注的问题。li提出了自由基反应机理,认为自由基是由氧气进攻有机物分子中较弱的c-h键产生的。
rh+o2―――→r.·+hoo·
rh+ho2―――→r.·+h2o2
过氧化氢进一步被分解成羟基,
h2o2+m―――→2ho·
可以是均质或非均质界面。再反应条件下,过氧化氢也能热解为羟基。羟基具有很强的亲电性,几乎能与所有的含氢化合物作用。
rh+ho·―――→r·+h2o
自由基(r·)能与氧气作用生成过氧化自由基。后者能进一步获取氢原子生成过氧化物。
r·+o2―――→roo·
roo·+rh―――→rooh+r·
过氧化物通常分解生成分子较小的化合物,凯发k8娱乐-凯发k8官网这种断裂迅速进行至生成甲酸或乙酸为之。甲酸或乙酸最终也转化为二氧化碳和水。
超临界氧化技术与其他处理技术相比,具有明显的优点:
1,效率高,处理彻底,有毒物质的清除率高达99.99%以上;
2,反应速度快,停留时间短(小于1min),反应器结构简单,体积小;
3,适应范围广,可以适用于各种有毒物质废水废物处理;
4,没有二次污染,不需进一步处理,且无机盐可从水中分离出来,处理后的废水可完全回收利用;
5,当有机物含量超过10%时,不需额外供热,实现热量自给。
尽管超临界水氧化的高温高压的操作条件无疑对设备材料提出了严格的要求,再实际进行工程设计时还须注意一些工程方面的因素,如腐蚀,盐的沉淀,催化剂的使用,热量传递等。它还存在一些有待解决的问题。但是由于它本身所具有的突出优势,在处理有害废水方面越来越受到重视,是一项有着广阔发展前景的技术。