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超臨界水高壓反應釜，超臨界水是指溫度和壓力均高于其臨界點(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)無機鹽類物質，但對氣體和大多數(shù)有機物則微溶或不溶。超臨界水兼具液體水和氣體水 的性質，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 機溶劑，具有高的擴散系數(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物、氧氣互溶，使非均相反應變?yōu)榫喾磻?，大大減小了傳質、傳熱阻力。而無機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、 低靜電介質常數(shù)、低黏度的特性使其成為一種理想的反應介質。
超臨界水熱燃燒技術是利用超臨界水對有機物和氧化劑都是良好溶劑的特殊性質，水熱火焰作為內熱源的前提下，有機物在富氧環(huán)境中進行均相反應，迅速、徹底地將有機物轉化成無害的H2O、CO2等無機小分子化合物，氮轉化成氮氣，其它雜環(huán)原子轉化成相應的無機鹽。超臨界水熱燃燒技術的優(yōu) 勢在于反應速度極快，在幾秒內就可實現(xiàn)99.99%的有機物去除率，可以大大減小反應器體積;反應完全、徹底，最終產(chǎn)物為H2O、CO2等小分子化合物， 無二次污染;技術本身符合全封閉的要求;進料不需要預熱到較高的溫度， 甚至可以不進行預熱，有助于解決進料預熱過程中出現(xiàn)的腐蝕和鹽沉積引起的堵塞問題。
超臨界水高壓反應釜，超臨界水熱燃燒技術特別適用于高毒性、高濃度、難生化降解有機廢水 的高效、低成本無害化處理，這類有機廢水通常產(chǎn)生于農(nóng)藥、化工、軍工等 特殊行業(yè)和領域，利用傳統(tǒng)的物化、生化方法難以處理達標排放，而利用焚燒法會產(chǎn)生大量的二次污染物，且處理費用特別高。超臨界水熱燃燒技術中 反應器的設計開發(fā)是關鍵問題之一，目前超臨界水熱燃燒反應器的開發(fā)還需 要克服幾方面的問題。首先，要通過合適的噴口設計在反應器中形成穩(wěn)定的 水熱火焰，并且要求有機廢水和氧化劑在水熱火焰內熱源的作用下要能夠充 分傳熱傳質進行迅速、徹底的反應，這樣才能夠高效徹底地處理有機物，同時顯著減小反應器的體積。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，因此需要降低反應器承壓壁的溫度。其次，高溫高壓的 反應條件及高濃度溶解氧的反應環(huán)境會加劇反應器腐蝕。反應器腐蝕不僅降 低反應器壽命，引起反應器安全問題，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器的腐蝕問題。再次，在有機廢水超 臨界水熱燃燒氧化處理過程中，由于超臨界條件下無機鹽的溶解度極低，進 料中本身含有的和反應過程中產(chǎn)生的無機鹽會析出，有些鹽的粘度較大，會沉積到反應器內表面上，進而引起反應器或其出口輸運管路的堵塞，造成整 套反應裝置非正常停機，嚴重影響裝置運行的可靠性和經(jīng)濟性，制約了有機 廢水超臨界水熱燃燒技術的發(fā)展。目前，還沒有一種超臨界水熱燃燒反應器 結構被證明是非常理想地解決了上述問題，因此一些新型反應器結構還在不 斷地開發(fā)之中。
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