1.1 工艺原理
超临界水氧化技术(SCWO),将超临界水作为反应介质,实现有机物氧化分解。超临界水使氧化剂、有机物、水形成都是一相,解决了相间物质传输阻力,使固相、气相间的多相反应成为单相反应下进行。SCWO反应条件:温度达到400~600℃,压力30~50MPa,在极短时间内实现对有机成分破坏效果,且反应的非常彻底,去除率达99%以上。超临界水氧化反应后,有机化合物氧化成二氧化碳和水,磷、硫转换成硫酸盐、磷酸盐。氯转化为氮气或氯离子金属盐。
1.2 超临界水特点
超临界水传输性质及物理特点介于液体与气体之间,与普通水相比,粘度较低、密度易改变、极性较小、易扩散、表面张力较低等等特点。且在室温水中难溶的化合物超临界氧化技术条件下易溶,也对某些室温易溶下化合物在超临界氧化技术条件下难溶。对有机物溶解度较高,盐类溶解度则较低。
1.3 超临界水氧化技术优点
采取超临界水氧化技术处理城市固废具有:
(1)处理效率高。
SCWO处理工艺中形成的碳氢化合物、水体以及氧气均为一相,无传质阻力,具有很高氧化效率,对有机物的去除效果能够达到99%。
(2)设备结构简单。
SCWO能够使固废在超临界水环境中实现均相反应,速率快,停留时间低于60s,设备结构简单,体积小,投入低。
(3)没有二次污染。
SCWO是在封闭的环境中进行,固废中的有毒、有害及难降解有机物在高温、适当压力和停留时间条件下氧化成CO2、H2O,以及磷酸盐、硫酸盐等无机组分。
(4)能源节约效果。
SCWO处理城市固废,在有机物质量分数>2%会发生自热反应,无需供热,多余热能可回收再利用。