此前我們的《環(huán)保攻堅(jiān)戰(zhàn)，化工園區(qū)成為主戰(zhàn)場(chǎng)！》一文中就已經(jīng)介紹過(guò)中國(guó)已經(jīng)成為了全世界唯一一個(gè)擁有聯(lián)合國(guó)產(chǎn)業(yè)分類(lèi)當(dāng)中全部工業(yè)門(mén)類(lèi)的國(guó)家，也是世界上最大的化學(xué)品銷(xiāo)售國(guó)家?；ば袠I(yè)作為我國(guó)最大的基礎(chǔ)工業(yè)，促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但是帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題也不容忽視?；ば袠I(yè)由于其特殊性，產(chǎn)生的廢物種類(lèi)多、成分復(fù)雜，往往含有高濃度有機(jī)物，可生化性差、難降解、對(duì)微生物具有毒性和化學(xué)鍵能高，若想將之降解只能采用深度氧化的方式進(jìn)行。超臨界水氧化危廢處置技術(shù)為人們開(kāi)辟了新的環(huán)境有機(jī)廢物處理途徑。
圖1 超臨界水狀態(tài)示意圖
超臨界水氧化技術(shù)是當(dāng)水的溫度、壓力升高到臨界點(diǎn)以上（374.3℃、22.05mpa），即達(dá)到水的超臨界狀態(tài)，以超臨界水作為反應(yīng)介質(zhì)，以氧氣作為氧化劑，在高溫、高壓反應(yīng)條件下，將有機(jī)物氧化分解為co2和h2o。超臨界狀態(tài)下，水的密度、粘度、電導(dǎo)率、介電常數(shù)等基本性能均與普通水有很大差異，表現(xiàn)出類(lèi)似于非極性有機(jī)化合物的性質(zhì)，可與有機(jī)物完全互溶，高效降解高濃有機(jī)廢水與危廢廢物中的有機(jī)污染物，反應(yīng)迅速，降解徹底，基本無(wú)二次污染?？蓮V泛應(yīng)用于基礎(chǔ)化工、精細(xì)化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、石油煉化等化工相關(guān)行業(yè)的高濃有機(jī)廢水與危險(xiǎn)廢物的處置。
作用過(guò)程
由于超臨界水對(duì)有機(jī)物和氧氣都是極好的溶劑，有機(jī)物的氧化可以在富氧的均一相中進(jìn)行，反應(yīng)不會(huì)因相間轉(zhuǎn)移而受限制，同時(shí)超臨界水為非極性溶劑，高溫和充足的氧氣氛圍易于引發(fā)自由基，可以用自由基反應(yīng)理論來(lái)解釋有機(jī)物的氧化降解，產(chǎn)生自由基的過(guò)程為：
rh+o2→r·+hoo·
rh+ hoo·→r·+h2o2
phoh+o2→pho·+ ho2·
phoh+ hoo·→pho·+h2o2
在具有液體和氣體性質(zhì)的超臨界水中加入分子氧，活性氧與鍵能最弱的c-h作用產(chǎn)生自由基hoo·，它與有機(jī)物中的h生成h2o2，h2o2進(jìn)一步分解產(chǎn)生羥基自由基：
h2o2→2ho·
羥基自由基ho·具有很強(qiáng)的親電性，幾乎可以與所有的含氫化合物作用產(chǎn)生有機(jī)自由基r·:
rh+ho·→r·+h2o
有機(jī)自由基r·能與o2反應(yīng)生成過(guò)氧化自由基：
r·+ o2→roo·
在超臨界條件下過(guò)氧化自由基進(jìn)一步分解生成氧自由基：
roo·→ro·+ o·
氧自由基與反應(yīng)介質(zhì)超臨界水作用，同樣產(chǎn)生羥基自由基：
o·+ h2o→ho·+ ho·
氧自由基進(jìn)一步分解，生成直鏈開(kāi)環(huán)產(chǎn)物和co2：
ro·→cnh2n+2+ co2
直鏈開(kāi)環(huán)產(chǎn)物在富氧氣氛中進(jìn)一步分解，直至生成最終產(chǎn)物co2和水等物質(zhì)。氧化過(guò)程中，有機(jī)物中的s、cl、p等元素同時(shí)被氧化生成硫酸鹽、氯鹽、磷酸鹽等鹽類(lèi)。
技術(shù)指標(biāo)
- 有機(jī)污染物降解率超過(guò)99.9%；
- 尾氣排放量可達(dá)同規(guī)模焚燒5%，sox、nox、二噁英優(yōu)于歐盟標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)需尾氣處理設(shè)施，co2＞95%；
- 出水清潔，可達(dá)國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)；
- 減容率＞90%，惰性灰可用作環(huán)保建材。
技術(shù)特點(diǎn)
（1）超臨界水氧化反應(yīng)是均相反應(yīng)，避免了相間傳質(zhì)和傳熱阻力損失，反應(yīng)速率大為提高。而且超臨界水更有利于游離基的生成，溶解在超臨界水中的有機(jī)物和氧氣還表現(xiàn)出異常的偏摩爾行為，反應(yīng)時(shí)間＜1min。
（2）超臨界水氧化法適合于處理有毒、有害、高濃度、難生化降解的有機(jī)廢物，屬于深度氧化處理技術(shù)。在完全封閉的反應(yīng)系統(tǒng)中保持適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力和一定的保留時(shí)間下，溶解的有機(jī)物能被完全氧化為co2、h2o、n2、無(wú)機(jī)鹽等無(wú)害物質(zhì)，二次污染小，有機(jī)物質(zhì)去除率＞99.9%。
（3）超臨界水氧化過(guò)程具有自熱性，只要配伍之后的廢水熱值在3.9-4.8mj/kg，便無(wú)需提供外界能量，就可以依靠反應(yīng)本身放出的熱量來(lái)維持反應(yīng)的進(jìn)行。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
超臨界水氧化反應(yīng)是均相反應(yīng)，各類(lèi)有機(jī)的污染物和氧氣在超臨界水狀態(tài)下是分子水平接觸，無(wú)相間傳質(zhì)和傳熱阻力損失，反應(yīng)速率大為提高。依據(jù)超臨界水的獨(dú)特的物理特性，新奧通過(guò)10年超臨界水氧化技術(shù)的工藝，材料和裝備的開(kāi)發(fā)，充分測(cè)試了不同裝備形式的反應(yīng)工程原理、反應(yīng)工藝及裝備技術(shù)，形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套超臨界技術(shù)，超臨界技術(shù)特點(diǎn)如下：
- 3年7套工業(yè)裝置運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，積累5000余種廢液特征污染物超臨界水氧化反應(yīng)特性；
- 安全高效經(jīng)濟(jì)節(jié)能的整體工藝設(shè)計(jì)；
- 針對(duì)性的材料和裝備方案；
- 安全穩(wěn)定的自控方案；
- 系統(tǒng)尾氣，尾水回收利用資源化技術(shù)；
（1）3年7套工業(yè)裝置運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，積累5000余種廢液特征污染物超臨界水氧化反應(yīng)特性：
（2）安全高效經(jīng)濟(jì)節(jié)能的整體工藝設(shè)計(jì)：
（3）針對(duì)性的材料和裝備方案：
（4）安全穩(wěn)定的自控方案：
（5）系統(tǒng)尾氣，尾水回收利用資源化技術(shù)：
設(shè)備組成及使用條件
表1 主要設(shè)備組成
設(shè)備使用條件
- 運(yùn)行溫度：650-750℃；
- 運(yùn)行壓力：19-23mpa；
- 進(jìn)料要求：根據(jù)具體物料種類(lèi)，進(jìn)行合理配伍，熱值滿足3.9-4.8mj/kg；
- 公用工程：循環(huán)水、工藝用水、動(dòng)力電、儀表氣，根據(jù)設(shè)備規(guī)模而定；
成功案例
超臨界水氧化危廢處置技術(shù)已完成6噸/天、18噸/天、36噸/天、72噸/天、120噸/天、180 噸/天、240 噸/天不同規(guī)模工程化應(yīng)用和實(shí)際運(yùn)行，在南京化學(xué)工業(yè)園、石家莊循環(huán)化工園、廊坊龍河工業(yè)園實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用，運(yùn)行穩(wěn)定。
南京江北新材料科技園一期兩萬(wàn)噸/年、二期四萬(wàn)噸/年危廢處理裝置
位置：南京江北新材料科技園
建設(shè)情況：2017年01月建成投產(chǎn)
裝置規(guī)模：4萬(wàn)噸/年
占地面積：2.67公頃
處理對(duì)象：危險(xiǎn)廢物（化工污泥、藥渣、高濃度有機(jī)廢液等22大類(lèi)）
年運(yùn)行時(shí)間：7200h
圖2 南京江北新材料科技園項(xiàng)目概覽
廊坊龍河工業(yè)園市政污泥和危廢處理裝置
位置：廊坊新奧龍河工業(yè)示范基地
建設(shè)情況：2015年5月一期建成投產(chǎn)
裝置規(guī)模：一期：240噸/天市政污泥
二期：2萬(wàn)噸/年危廢
占地面積：70畝
處理對(duì)象：市政污泥、固體危險(xiǎn)廢物（化工污泥、藥渣、高濃度有機(jī)廢液等20大類(lèi)）
年運(yùn)行時(shí)間：7200h
圖3 廊坊龍河工業(yè)園一期項(xiàng)目概覽
石家莊化工園2萬(wàn)噸/年危廢處理裝置
位置：石家莊循環(huán)化工園區(qū)
建設(shè)情況：2017年9月建成投產(chǎn)
裝置規(guī)模：2萬(wàn)噸/年（超臨界）；1萬(wàn)噸/年（物化）
占地面積：113畝
處理對(duì)象：化工污泥、藥渣、高濃度有機(jī)廢液、制藥菌絲等20大類(lèi)
年運(yùn)行時(shí)間：7200h
專(zhuān)利成果
新奧超臨界水氧化技術(shù)累計(jì)申報(bào)了200余項(xiàng)專(zhuān)利，其中60%以上屬于發(fā)明專(zhuān)利。
2021世環(huán)會(huì)將于6月2-4日在上海國(guó)家會(huì)展中心隆重拉開(kāi)帷幕，涵蓋綜合治理、水、大氣、智慧環(huán)保、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源再生、土壤、噪聲8大環(huán)境污染治理領(lǐng)域，匯聚超1,600家環(huán)境企業(yè)，展示面積達(dá)15萬(wàn)平米規(guī)模，已成為全球超大規(guī)模的世界環(huán)保博覽會(huì)平臺(tái)，旨在為環(huán)保行業(yè)買(mǎi)賣(mài)雙方提供切實(shí)高效的合作商機(jī)。
如果您對(duì)以上技術(shù)感興趣，歡迎您來(lái)世環(huán)會(huì)【國(guó)際環(huán)保展】展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)參觀考察，或者您有好的環(huán)保技術(shù)可與我們聯(lián)系，我們非常高興能為企業(yè)建立一個(gè)技術(shù)平臺(tái)來(lái)推廣技術(shù)，同時(shí)為企業(yè)解決技術(shù)需求問(wèn)題提供一些幫助！
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