催化超临界水氧化法处理焦化废水的试验研究

焦化废水是在煤气净化、煤制焦炭和回收焦化产品的过程中产生的,其成分复杂,危害性大,常规的处理方法很难达到理想的效果。本次试验采用超临界水氧化技术对焦化废水进行处理研究,对废水中COD,NH_(3)-N等污染指标进行检测,通过采用新型混合催化剂,降低超临界水氧化所需反应条件,使出水效果满足GB 16171-2012炼焦化学工业污染物排放标准。

高浓度肼类废水超临界水氧化系统的研制

针对高浓度肼类废水处理的需要,开展了一体化工业级连续式超临界水氧化系统的研制。介绍了设备的工作原理和工艺特点,设计开发了反应器及配套的进料、供氧、预热、冷却、排盐及控制系统。针对高温、高压、过氧的使用条件,进行了安全性设计分析。开展了利用真实肼类废水的调试试验,并获取了最优工艺参数。结果显示,该设备可以实现入水COD为10000mg/L左右的高浓度肼类废水快速高效处理,主要指标满足GJB 3485A-2011标准的要求,处理量达到50L/h。设备能够满足高浓度肼类废水处理的工程需要,并具备拓展应用的能力。

基于硝酸钠超临界水氧化技术处理磷酸三丁酯的实验研究

放射性磷酸三丁酯是一种常见的放射性有机废物,其妥善处理对于核工业的可持续发展极为重要。采用连续式超临界水氧化设备,以硝酸钠为氧化剂对磷酸三丁酯的氧化分解进行了探究。结果表明:磷酸三丁酯降解产物无毒害物,气相产物为N_(2)、CO_(2),液相产物中含有NO_(3)^(-)、PO_(4)^(3-)及未反应的有机物,证实了以硝酸钠为氧化剂超临界水氧化技术处理磷酸三丁酯的可行性。通过对反应温度、反应压力、停留时间等因素对有机物去除率影响的研究,确定了磷酸三丁酯超临界水氧化反应的最优化反应条件:反应温度500℃、反应压力22.5 MPa、过氧系数1.5、停留时间55.7 s。在此条件下,有机物去除率达到95%以上。

超临界水氧化技术能量回收工艺

超临界水氧化技术具有高温、高压特点,高温产物的能量回收是实现超临界水氧化技术工业化的关键。设计2种超临界水能量回收工艺,以火用效率和能量效率为目标函数,研究预热温度400~600℃、体系压力21~29 MPa、透平压力0.1~23 MPa和乏汽温度160~200℃条件下能量回收情况。结果表明:其热能回收优先于压力能回收的工艺,预热温度600℃、反应压力23 MPa、透平出口压力0.1 MPa和换热器热流股出口温度为211.85℃时具有更高火用效率和能量效率,分别为87.7%和76.7%。优先回收热能有利于超临界水氧化技术发展。

超临界水氧化放射性有机废物过程中核素处理的研究进展

超临界水氧化技术处理放射性有机废物具有高效减容、核素稳定化等显著优势,是放射性废物处理领域的新型环保技术。从实际应用的角度综述了常见放射性核素在超临界水氧化过程中的分布、迁移和转化特性,比较分析了几种吸附剂对产物中核素的去除性能,总结提出了当前研究的现状及存在的问题,并对核素在去除过程中仍存在的问题进行了展望,以期为超临界水氧化法处理放射性废物的工业应用提供参考和指导。

关键过程参数对超临界水氧化降解核工业废树脂的影响研究

以核工业难以有效处理的废阴离子和阳离子交换树脂为研究对象,通过调控反应温度、氧化系数、停留时间、物料浓度等反应条件,探索超临界水氧化过程中不同关键过程参数对废树脂有机物降解的影响规律。研究得出关键过程参数反应温度、氧化系数、停留时间与两种树脂的降解效率呈正相关关系,而物料浓度与树脂降解效率的关系较为复杂;在480℃及以上温度,两种树脂COD去除率基本保持平稳;受反应初期树脂固体颗粒的传质影响,两种树脂的氧化系数需大于130%;阳离子交换树脂在反应过程中会生成强酸性物质抑制反应进行,添加NaOH后,阳离子交换树脂去除效率显著提高。

污染物超临界水氧化技术防腐蚀研究进展

超临界水氧化(SCWO)技术以超临界水(SCW)为介质,将有机污染物深度降解为CO_(2)、H_(2)O和N_(2)以及无机盐等小分子化合物,具有反应快、降解彻底,无二次污染等明显优势,被誉为最有前途的污染物末端处理技术之一。然而,由于有机污染物氧化过程及中间产物复杂,使得设备工况环境苛刻且变化范围大,长时间运行极易遭受严重的腐蚀。为了提升污染物超临界水氧化系统的防腐蚀性能,使其实现规模化应用,科学家们通过耐腐蚀反应器研发,工程材料(金属、合金、陶瓷等)腐蚀过程和机理研究,卓有成效的工艺过程优化,强化了超临界水氧化系统中腐蚀发生、发展的认识,对防腐蚀技术的研发具有显著的促进作用,并已取得不少创新性成果。这些成果为开发新型防腐蚀超临界水氧化设备积累了丰富的基础数据,对其处理效果和效率提升,能量及运行成本核算等工业化设计提供了线索。

超临界水氧化技术中反应器腐蚀问题研究现状

本研究介绍了超临界水氧化过程中反应器的腐蚀问题以及国内外关于此类问题的研究。目前研究主要使用特殊结构的反应器以降低腐蚀速率,或者利用晶界工程技术提升材料的抗氧化性解决腐蚀问题,但没有对反应器的腐蚀机制进行研究。因此,本文提出通过试验研究和数值模拟分析探究反应器的腐蚀机制。这对超临界水氧化技术中的发展和应用具有重要的意义。

超临界水氧化技术去除污泥中氮磷的效果研究

超临界水氧化(Supercritical Water Oxidation,简称SCWO)是当前我国污水处理厂处理污泥的主要手段。超临界水氧化技术作为一种新兴的污泥处理技术,具有处理效率高、无二次污染等优点,被广泛应用于污泥处理领域。该技术通过加温加压形成密闭的环境,将一些有害、复杂的有机物氮、磷化合物转换为对环境污染小、无害的氮、磷的无机成分等。科学工作者针对氮磷元素的去除工作做了大量研究,取得了令人瞩目的成效。本文对超临界水氧化技术去除污泥中氮磷的效果进行了深入分析,并且提出了相关建议,希望能够最大化地处理污泥中的氮、磷含量,同时可以变废为宝,将污泥作为提取磷的原料,从而极大程度上弥补我国磷矿的短缺。

超临界水氧化反应器数值分析

蒸发壁式反应器作为超临界水氧化系统的核心设备,反应区温度及反应器出口温度是指导反应器结构设计的关键因素。通过建立反应器三维几何模型,采用CFD数值模拟手段,计算蒸发壁式反应器内部流场分布,了解分布规律,为反应器结构设计提供依据,保证设备安全稳定运行。

超临界水氧化技术在电厂废水处理中的应用研究

电厂废水处理在环保意识逐渐加强的情况下变得必不可少。作为废水处理的一种创新方式,超临界水氧化技术的高效环保性能卓越。主要对该技术应用于发电厂废水处理方面进行了深入的探讨。首先概述了超临界水氧化技术的基本原理和特点,然后对其在发电厂废水处理中的实际运行效果进行了详细的分析,最后对该技术目前所面临的挑战以及今后的发展趋势进行了深入的探讨。通过本文的研究,对电厂废水处理中超临界水氧化技术的应用价值及发展前景有了更全面的认识。

危废处理超临界水氧化环境中装置材料腐蚀的研究进展

超临界水氧化技术处理废物具有去除效率高、停留时间短、不产生污染物和副产物等特点,但由其苛刻的反应条件造成的设备腐蚀问题亟待解决。尤其当反应环境为酸性及反应物料中含有卤族元素时,腐蚀极其严重。目前主要利用镍基合金、钛合金和不锈钢等合金材料制造反应器,但全面及局部腐蚀仍易发生,严重时可能造成反应器泄漏甚至爆炸。因此,近年来研究者们主要针对不同合金在不同类型超临界水氧化环境中的腐蚀行为进行深入分析,并提出了有效的防护措施。本文归纳整理了亚临界和超临界环境下,镍基合金和钛合金在含氯离子酸性溶液、硫酸溶液和磷酸溶液中的腐蚀行为,以及不锈钢在含氯离子酸性溶液和含H2O2溶液中的腐蚀机理;总结了全面腐蚀、点蚀、晶间腐蚀以及应力腐蚀开裂在不同温区及反应器位置的产生情况;综述了目前危废处理超临界水氧化环境中常用的衬垫和涂层等腐蚀防护措施;最后展望了通过表面纳米化技术获得超细晶合金材料来提高耐蚀性的发展前景。

超临界水氧化环境下材料腐蚀研究

分析超临界水氧化过程中的腐蚀机理及影响因素,介绍各类工程材料的腐蚀行为。鉴于尚未发现可以抵抗所有腐蚀的材料,对超临界水氧化工艺与结构设计提出改进建议。

超临界水氧化处理含油废水的实验研究

在间歇式超临界水氧化反应装置上进行含油废水的超临界水氧化实验研究,反应温度390～430℃、压力24～28MPa、反应时间30～90s。研究表明:超临界水氧化法是一种高效、快速的有机废弃物处理技术;随反应时间增加、温度升高,废水COD去除率显著增大;以幂函数方程描述了氧化剂过量时含油废水超临界水氧化的反应动力学规律,氧化反应对废水的反应级数为1级,在26MPa时,反应活化能和频率因子分别为(5896.83±243.68)J/mol和(0.0652±0.0028)s-1,模型计算值与实验值的误差为±13%。

试验用超临界水氧化处理装置反应器设计探讨

利用超临界水氧化工艺技术处理放射性有机、无机废液/油,作为核心设备的反应器,其操作工况极其苛刻,具有高温、高压、介质复杂、腐蚀性强等特点,所以对于设计的选材、结构、制造与检验要求,需要充分考虑,保证设备在运行过程中,满足实验及操作工况需要,使试验安全顺利完成,对以后扩大生产装置具有重大参考意义。

基于超临界水氧化技术的创新实验教学设计与实践

创新性设计了高浓有机废液的超临界水氧化实验项目,搭建了高浓有机废液的超临界水氧化处理与能量回用系统教学平台。实验教学平台的综合性强、专业知识点覆盖面广,设计理念契合“双碳”新时代下新工科能环专业的教学目标。实验教学模式探索了多种现代化、多维度的创新实验教学实践。实践教学效果证明,基于超临界水氧化技术的创新实验教学设计体现了能源与环境系统过程的耦合统一,作为能源环境类相关专业实验教学的典型案例具有较高推广价值。

催化超临界水氧化偏二甲肼

采用CuO/γ-Al_2O_3和MnO_2/γ-Al_2O_3为催化剂,H_2O_2为氧化剂,在固定床反应器中进行催化超临界水氧化偏二甲肼实验.结果表明,CuO和MnO_2对偏二甲肼的氧化降解具有显著的促进作用.偏二甲肼的去除率随反应温度和压力的升高、停留时间的延长而提高.在24—26MPa、400—450℃条件下,数秒钟内COD去除率可达到99%以上.显示出催化超临界水氧化技术的高效性.催化剂CuO/γ-Al_2O_3的催化效果优于MnO_2/γ-Al_2O_3.进一步研究表明,偏二甲肼催化超临界水氧化为·OH引发的自由基反应,最终氧化产物为CO_2,N_2和H_2O.

催化超临界水氧化废水处理技术的研究进展

简要介绍了作为反应介质的超临界水的物化性质及超临界水氧化的特点 ,阐述了催化超临界水氧化的一般工艺流程并分析了其过程的影响因素及各影响因素的相互关系 ,归纳了超临界水氧化的催化机理、动力学、水对多相催化反应的影响以及催化剂的研究进展 。

超临界水氧化反应器内废液轨迹模拟分析

采用有限元模拟方法,分析计算有机废液进入超临界水氧化反应器后的运动轨迹,分析液滴初始入射直径及初始入射角对运动轨迹的影响。

超临界水氧化技术及在废水处理中的应用

超临界水氧化法是一种很有前途的废水处理方法。介绍了超临界水的性质、超临界水氧化技术的原理及在废水处理中的应用,并对该技术存在的问题和发展前景进行了探讨。