此前我們的《環保攻堅戰，化工園區成為主戰場！》一文中就已經介紹過中國已經成為了全世界唯一一個擁有聯合國產業分類當中全部工業門類的國家，也是世界上最大的化學品銷售國家。化工行業作為我國最大的基礎工業，促進了我國經濟的發展，但是帶來的環境污染問題也不容忽視。化工行業由于其特殊性，產生的廢物種類多、成分復雜，往往含有高濃度有機物，可生化性差、難降解、對微生物具有毒性和化學鍵能高，若想將之降解只能采用深度氧化的方式進行。超臨界水氧化危廢處置技術為人們開辟了新的環境有機廢物處理途徑。
圖1 超臨界水狀態示意圖
超臨界水氧化技術是當水的溫度、壓力升高到臨界點以上（374.3℃、22.05mpa），即達到水的超臨界狀態，以超臨界水作為反應介質，以氧氣作為氧化劑，在高溫、高壓反應條件下，將有機物氧化分解為co2和h2o。超臨界狀態下，水的密度、粘度、電導率、介電常數等基本性能均與普通水有很大差異，表現出類似于非極性有機化合物的性質，可與有機物完全互溶，高效降解高濃有機廢水與危廢廢物中的有機污染物，反應迅速，降解徹底，基本無二次污染。可廣泛應用于基礎化工、精細化工、醫藥、農藥、石油煉化等化工相關行業的高濃有機廢水與危險廢物的處置。
作用過程
由于超臨界水對有機物和氧氣都是極好的溶劑，有機物的氧化可以在富氧的均一相中進行，反應不會因相間轉移而受限制，同時超臨界水為非極性溶劑，高溫和充足的氧氣氛圍易于引發自由基，可以用自由基反應理論來解釋有機物的氧化降解，產生自由基的過程為：
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作用產生自由基hoo·，它與有機物中的h生成h2o2，h2o2進一步分解產生羥基自由基：
h2o2→2ho·
羥基自由基ho·具有很強的親電性，幾乎可以與所有的含氫化合物作用產生有機自由基r·:
rh+ho·→r·+h2o
有機自由基r·能與o2反應生成過氧化自由基：
r·+ o2→roo·
在超臨界條件下過氧化自由基進一步分解生成氧自由基：
roo·→ro·+ o·
氧自由基與反應介質超臨界水作用，同樣產生羥基自由基：
o·+ h2o→ho·+ ho·
氧自由基進一步分解，生成直鏈開環產物和co2：
ro·→cnh2n+2+ co2
直鏈開環產物在富氧氣氛中進一步分解，直至生成最終產物co2和水等物質。氧化過程中，有機物中的s、cl、p等元素同時被氧化生成硫酸鹽、氯鹽、磷酸鹽等鹽類。
技術指標
- 有機污染物降解率超過99.9%；
- 尾氣排放量可達同規模焚燒5%，sox、nox、二噁英優于歐盟標準，無需尾氣處理設施，co2＞95%；
- 出水清潔，可達國家一級排放標準；
- 減容率＞90%，惰性灰可用作環保建材。
技術特點
（1）超臨界水氧化反應是均相反應，避免了相間傳質和傳熱阻力損失，反應速率大為提高。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物和氧氣還表現出異常的偏摩爾行為，反應時間＜1min。
（2）超臨界水氧化法適合于處理有毒、有害、高濃度、難生化降解的有機廢物，屬于深度氧化處理技術。在完全封閉的反應系統中保持適當的溫度、壓力和一定的保留時間下，溶解的有機物能被完全氧化為co2、h2o、n2、無機鹽等無害物質，二次污染小，有機物質去除率＞99.9%。
（3）超臨界水氧化過程具有自熱性，只要配伍之后的廢水熱值在3.9-4.8mj/kg，便無需提供外界能量，就可以依靠反應本身放出的熱量來維持反應的進行。
技術優勢
超臨界水氧化反應是均相反應，各類有機的污染物和氧氣在超臨界水狀態下是分子水平接觸，無相間傳質和傳熱阻力損失，反應速率大為提高。依據超臨界水的獨特的物理特性，新奧通過10年超臨界水氧化技術的工藝，材料和裝備的開發，充分測試了不同裝備形式的反應工程原理、反應工藝及裝備技術，形成了自主知識產權的成套超臨界技術，超臨界技術特點如下：
- 3年7套工業裝置運行經驗，積累5000余種廢液特征污染物超臨界水氧化反應特性；
- 安全高效經濟節能的整體工藝設計；
- 針對性的材料和裝備方案；
- 安全穩定的自控方案；
- 系統尾氣，尾水回收利用資源化技術；
（1）3年7套工業裝置運行經驗，積累5000余種廢液特征污染物超臨界水氧化反應特性：
（2）安全高效經濟節能的整體工藝設計：
（3）針對性的材料和裝備方案：
（4）安全穩定的自控方案：
（5）系統尾氣，尾水回收利用資源化技術：
設備組成及使用條件
表1 主要設備組成
設備使用條件
- 運行溫度：650-750℃；
- 運行壓力：19-23mpa；
- 進料要求：根據具體物料種類，進行合理配伍，熱值滿足3.9-4.8mj/kg；
- 公用工程：循環水、工藝用水、動力電、儀表氣，根據設備規模而定；
成功案例
超臨界水氧化危廢處置技術已完成6噸/天、18噸/天、36噸/天、72噸/天、120噸/天、180 噸/天、240 噸/天不同規模工程化應用和實際運行，在南京化學工業園、石家莊循環化工園、廊坊龍河工業園實現產業化推廣應用，運行穩定。
南京江北新材料科技園一期兩萬噸/年、二期四萬噸/年危廢處理裝置
位置：南京江北新材料科技園
建設情況：2017年01月建成投產
裝置規模：4萬噸/年
占地面積：2.67公頃
處理對象：危險廢物（化工污泥、藥渣、高濃度有機廢液等22大類）
年運行時間：7200h
圖2 南京江北新材料科技園項目概覽
廊坊龍河工業園市政污泥和危廢處理裝置
位置：廊坊新奧龍河工業示范基地
建設情況：2015年5月一期建成投產
裝置規模：一期：240噸/天市政污泥
二期：2萬噸/年危廢
占地面積：70畝
處理對象：市政污泥、固體危險廢物（化工污泥、藥渣、高濃度有機廢液等20大類）
年運行時間：7200h
圖3 廊坊龍河工業園一期項目概覽
石家莊化工園2萬噸/年危廢處理裝置
位置：石家莊循環化工園區
建設情況：2017年9月建成投產
裝置規模：2萬噸/年（超臨界）；1萬噸/年（物化）
占地面積：113畝
處理對象：化工污泥、藥渣、高濃度有機廢液、制藥菌絲等20大類
年運行時間：7200h
專利成果
新奧超臨界水氧化技術累計申報了200余項專利，其中60%以上屬于發明專利。
2021世環會將于6月2-4日在上海國家會展中心隆重拉開帷幕，涵蓋綜合治理、水、大氣、智慧環保、環境監測、資源再生、土壤、噪聲8大環境污染治理領域，匯聚超1,600家環境企業，展示面積達15萬平米規模，已成為全球超大規模的世界環保博覽會平臺，旨在為環保行業買賣雙方提供切實高效的合作商機。
如果您對以上技術感興趣，歡迎您來世環會【國際環保展】展會現場參觀考察，或者您有好的環保技術可與我們聯系，我們非常高興能為企業建立一個技術平臺來推廣技術，同時為企業解決技術需求問題提供一些幫助！
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