[發明專利]定容內燃式超臨界流體氧化裝置及其氧化方法

無效

• 申請號: 201210040119.2
• 申請日: 2012-02-22
• 公開（公告）號: CN102557229A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 阮炯明;阮炯正
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

技術領域：

本發明涉及一種超臨界流體氧化處理有害有機物質技術，尤其是超臨界水和超臨界二氧化碳的混合物的高效生成和應用該超臨界流體氧化處理有害有機物質的方法，具體是涉及用內燃的方式來加熱加壓定容容器內亞臨界水、氧化劑和有害有機物，使這些物質的溫度和壓力超過水的臨界點(溫度＞374℃；壓力＞22.1MPa)。?

背景技術：

超臨界水氧化(supercritical?water?oxidation，SCWO)技術是處理液態有害有機物質的非常有效的技術。M.D.Bermejo?and?M.J.Cocero(Supercritical?Water?Oxidation：A?Technical?Review，AIChE?J.52(2006)3933-3951)綜述了這一技術可以高效徹底地處理有害有機物質(如極毒物質PCBs)在60秒以內分解率可達到99.9999％，這是現有其他處理技術無法達到的。但是，由于通常的小型間歇式(Batch?system)，如Veriansyah?Bambang，Kim?Jae-duck(Supercritical?water?oxidation?for?the?destruction?of?toxic?organic?wastewaters：A?Review，J.of?Environmental?Sciences19(2007)512-522)所述，這樣的SCWO處理系統是通過外部加熱定容反應器來加熱容器內的物質使之升溫升壓超過水的臨界點，在超臨界水的環境下容器內的氧化劑和有害有機物反應達到無害化。這就要求反應器的壁面材料即要具有高傳熱功能又要具有高耐腐蝕，高耐壓功能。?

Philip?A.Marrone，Glenn?T.Hong(Review：Corrosion?control?methods?in?superitical?water?oxidation?and?gasification?processes，J.of?Supercritical?Fluids?51(2009)83-103)明確指出到現在為止還沒有一種材料具有全部這些功能。加之，有機物的氧化生成的鹽會析出附著在反應容器上會增加壁面材料腐蝕和熱傳導阻力。?

另外，連續式(Continuous?flow?system)SCWO處理系統是慣用定壓外加熱方式(如德國的SUWOX)或是定壓滲透墻式(Transpiring?wall?reactor，TWR)如B.Wellig?et?al.(Hydrothermal?methanol?diffusion?flame?as?internal?heat?source?in?a?SCWO?reactor?J.of?Supercritical?Fluids49(2009)59-70)是以內燃來加熱反應物質。但是這必須使用多個高能耗高壓泵在超臨界壓(高于25MPa)下泵送所有參加反應物質(燃料，氧化劑，有機液，水等)，盡管可用液態氧化劑(如H₂O₂)直接加入到有機液中來減少高壓泵使用個數，但這使得在加熱期間有機物與氧化劑反應生成鹽附著在流路的內壁和反應?器內壁上減少預熱效果而且液態氧化劑的價格是很貴的(如H₂O₂的價格可以高與氧氣的十幾倍)。這些連續式反應系統為防止嚴重的腐蝕和鹽的附著使用了大量的純水來分隔反應產物與反應器內壁以及用很高的工作壓力來增加鹽的溶解度控制鹽的析出問題，如S.Baur?et?al.(The?destruction?of?industrial?aqueous?waste?containing?biocides?in?supercritical?water：development?of?the?SUWOX?process?for?the?technical?application?J.of?Supercritical?Fluids33(2005)149-157)是使用了工作壓力為70MPa。高壓泵的價格是與高壓泵的最大泵送量近似于指數關系，這就使得現有的超臨界水氧化處理液態有害有機物質的成本過高。特別是大規模化的實施是十分困難的。?