超临界水设备
Ⅰ 为什么水会有超临界状态
超临界水
超临界水
密闭的容器中对水加压,水的沸点就会提高。当压力达到220个大气压、温度达到374℃时,因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同。此时,水的液体和气体便没有区别,完全交融在一起,成为一种新的呈现高压高温状态的气体。这时,水便由一般状态变成为“超临界水”。上述使水气交融的压力和温度,被称作“临界点”。超过“临界点”状态的水,就是超临界水。
经过科学家的研究证明,超临界水具有两个显著的特性。一是具有极强的氧化能力,将需要处理的物质放入超临界水中,充入氧和过氧化氢,这种物质就会被氧化和水解。有的还能够发生自燃,在水中冒出火焰。另一个特性是可以与油等物质混合,具有较广泛的融合能力。这些特点使超临界水能够产生奇异功能。
现在,世界上有许多国家都在进行“超临界水”的研究和开发利用。德国采用超临界水,在500℃时通入氧,然后对聚氯乙烯塑料进行处理。有99%被分解,很少有氯化物产生,从而避免了过去燃烧塑料产生有毒氯化物对环境污染的问题。目前,应用超临界水对爆炸物和含水量大的废弃物也能够进行分解。大量的研究成果相继出现,取得了喜人的成效。
超临界水的研究和开发,在日本受到高度重视,并把它列入高新科技开发研究计划,投入了大量的资金和人力。并在环境保护方面用于处理废旧塑料、下水污泥、有害物质等项目。如利用超临界水回收甲苯二胺,处理时间只需30分钟,仅为酸催化剂的二十分之一,回收效率可以高达80%。而且,回收品能够再利用,作为制造聚氨基甲酸乙树脂的原料。这种方法还可以将电线塑料外皮制成灯油和煤油,回收率也可以达到80%,而且所用的时间比热分解方法大大缩短。日本研究人员采用超临界水,在400℃、300个大气压的条件下,对燃烧灰烬中有毒物质进行氧化处理,几乎全部被分解,从而达到了无害化。据报道,日本化学技术战略机构正在计划将超临界水用于发电技术。
Ⅱ 超临界水的氧化性极强,那为什么火电厂的锅炉和管道还没有被腐蚀
因为它在接触到锅炉跟管道的时候就已经被化学物质处理了一部分的氧化性,而锅炉跟管道也肯定是被处理过的,能够抵御氧化性的材料够成的。
火力发电厂简称火电厂,是利用可燃物(例如煤)作为燃料生产电能的工厂。它的基本生产过程是:燃料在燃烧时加热水生成蒸汽,将燃料的化学能转变成热能,蒸汽压力推动汽轮机旋转,热能转换成机械能,然后汽轮机带动发电机旋转,将机械能转变成电能。
蒸汽通过汽轮机又将热能转化为旋转动力,以驱动发电机输出电能。到80年代为止,世界上最好的火电厂的效率达到40%,即把燃料中40%的热能转化为电能。
Ⅲ 什么是亚临界,超临界,超超临界
亚临界:亚临界是物质存在的状态条件,是指某些物质在温度高于其沸点但低于临界温度,以流体形式且压力低于其临界压力存在的物质。当温度不超过某一数值,对气体进行加压,可以使气体液化,而在该温度以上,无论加多大压力都不能使气体液化,这个温度叫该气体的临界温度。在临界温度下,使气体液化所必须的压力叫临界压力。
超临界:以水为例,超临界技术介绍如下:通常情况下,水以蒸汽、液态和冰三种常见的状态存在,且是极性溶剂,可以溶解包括盐在内的大多数电解质,对气体和大多数有机物则微溶或不溶。液态水的密度几乎不随压力升高而改变。
但是如果将水的温度和压力升高到临界点(Tc=374.3℃,Pc=22.1MPa)以上,水的性质发生了极大变化,其密度、介电常数、黏度、扩散系数、热导率和溶解性等都不同于普通水。
超超临界:水的临界参数为:tc=374.15℃,Pc=22.129MPa。在临界点以及超临界状态时,将看不见蒸发现象,水在保持单相的情况下从液态直接变成汽态。一般将压力大于临界点Pc的范围称为超临界区,压力小于Pc的范围称为亚临界区。
从物理意义上讲,水的状态只有超临界和亚临界之分;而超超临界一般是应用在火电厂方面的概念,在物理学中没有这个分界点,只表示超临界技术发展的更高阶段,是常规蒸汽动力火电机组的自然发展和延伸。由于超超临界参数机组在我国投运的数量最多,超超临界是我国人为的一种区分,也称为优化的或高效的超临界参数。
超超临界与超临界的划分界限尚无国际统一的标准。我国电力网络全书认为主蒸汽压力≥27MPa为超超临界机组。2003年,我国“国家高技术研究发展计划('863'计划)”项目“超超临界燃煤发电技术”中,定义超超临界参数为蒸汽压力≥25MPa,蒸汽温度≥580℃。
(3)超临界水设备扩展阅读:
亚临界生物技术应用于以下几个方面:
1、特种植物油:葡萄籽油、小麦胚芽油、DHA、ARA、γ-亚麻酸、黑加仑油、月见草籽油、沙棘籽油、蕃茄籽油、花椒籽油等。
2、植物蛋白:大豆蛋白、棉籽蛋白等开发利用。
3、色素:辣椒红色素、万寿菊叶黄素浸膏提取等。
4、脂溶性药品:除虫菊酯、印楝素提取等。
5、调味品:花椒皮麻味素、芥菜籽油、辣根、啤酒花等领域的低温保质萃取等。
6、昆虫油:黄粉虫、蝎子、林蛙卵、蚕蛹、蛐蛐、汉虾、蚂蚱、蝗虫、微生物等油萃取。
Ⅳ 超临界水
所谓超临界水,是指当气压和温度达到一定值时,因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的回水蒸气答的密度正好相同时的水.此时,水的液体和气体便没有区别,完全交融在一起,成为一种新的呈现高压高温状态的液体.安德里亚指出,超临界水具有两个显著的特性.一是具有极强的氧化能力,将需要处理的物质放入超临界水中,充入氧和过氧化氢,这种物质就会被氧化和水解.有的还能够发生自燃,在水中冒出火焰.另一个特性是可以与油等物质混合,具有较广泛的融合能力.这些特点使超临界水能够产生奇异功能.
Ⅳ 超临界水是什么样子
纯净物质来要根据温度和压自力的不同,呈现出液体、气体、固体等状态变化,如果提高温度和压力
,来观察状态的变化,那么会发现,如果达到特定的温度、压力,会出现液体与气体界面消失的现象
. 该点被称为临界点
超临界流体指的是处于临界点以上温度和压力区域下的流体,在临界点附近,会出现流体的密度
、粘度、溶解度、热容量、介电常数等所有流体的物性发生急剧变化的现象
例如,水的密度、离子、介电常数等以临界温度374℃为分界,发生急剧的变化。特别是在常温状
态下极性溶媒-水的介电常数到了临界点以上会急剧减小,超临界水的介电常数减小到与有机溶媒相
同的水平
由于这种特性,水在超临界状态,便具有与有机溶媒相同的特性,变成了可以与有机物完全混合
的状态
热容量值有较大变化,这也是临界点非常独特的特性之一。临界点的热容量值急剧上
升,几乎达到了无限大,然后再减小,如果恰当地利用这种特性,将能够得到一种非常优秀的热媒体
Ⅵ 超临界水是否有腐蚀性
超临界水具有两个显著的特性.一是具有极强的氧化能力,将需要处理的物质放入超临界水中内,充入氧和过氧化容氢,这种物质就会被氧化和水解.有的还能够发生自燃,在水中冒出火焰.另一个特性是可以与油等物质混合,具有较广泛的融合能力.这些特点使超临界水能够产生奇异功能.
有较强的氧化性即可以和较多物质发生反应,就腐蚀了
Ⅶ 超临界水的简介
水的临界温度T=374℃ ,临界压力P=22.1MPa。当体系的温度和压力超过临界点时,称为超临界水。这种看似气体的液体有很多性质,比如具有极强的氧化能力,将需要处理的物质放入超临界水中,再向其中溶解氧气(可以大量溶解),其氧化性强于高锰酸钾。二是许多物质都可以在其中燃烧,冒出火焰。三是可以溶解很多物质(比如油),且在溶解时体积会大大缩小,这是因为超临界水在这时会紧紧裹住油。四是它能够缓慢地溶解腐蚀几乎所有金属,甚至包括黄金(与王水相仿)。五是它的超级催化作用,在超临界水中,化学物质会反应得很快,有些更可以达到恐怖的100倍! 科学家还只能通过电脑模型来研究超临界状态的水如何形成,因为他们还无法直接利用机械获取热液喷口的样本。一般钻头在还没开始工作之前就已经被高温融化了,或者被处于超临界状态的水给氧化了。 德国科学家在对大西洋底一处高温热液喷口进行考察时发现,这个喷口附近的水温最高竟然达到464°C ,这不仅是迄今为止人们在自然界发现温度最高的液体,也是第一次观察到自然状态下处于超临界状态的水。
据报道,这个热液喷口位于大西洋中部山脊(Mid-Atlantic Ridge) ,最早是由德国不来梅雅各布大学(Jacobs University in Bremen)的地球化学家安德里亚(Andrea Koschinsky)教授和她的研究小组于2005年发现的,他们在接下来的几年里对这个热液喷口进行了长期的跟踪研究。
安德里亚介绍说,海底热液喷口又称“海底黑烟囱”,它是由海底地壳扩张分离运动形成的。地壳扩张分离,海水渗进地下遭遇炽热的岩浆形成热液,热液携带矿物质从排放口返回大海。海底热液排出后遇到冰冷的海水,导致热液中溶解的硫化物遇冷凝固。凝固的矿物质在热液出口周围不断堆积,最终形成了巨大的“烟囱”。2005年,他们对这个热液喷口周围液体的温度进行测量时,发现即使它的最低温度也有407°C,最高更是达到了惊人的464°C。这是迄今为止科学家们在地球上发现温度最高的水,更让人惊奇的是这些水竟然处于超临界状态。安德里亚对这一发现非常兴奋,她说,“它确实是水,但不是普通的水。这是人类第一次在自然状态下观察到超临界状态水的存在,以前人们只能在实验室通过技术来达到水的超临界状态”。
安德里亚指出,对于超临界状态水的研究非常有意义。世界上有许多国家都在进行超临界水的研究和开发利用,其中以德国和日本最为突出。德国开发出一种技术,可以利用超临界水对污染物进行处理。他们在超临界状态水达到500℃时通入氧,然后对聚氯乙烯塑料进行处理,处理后的塑料中有99%被分解,而且还很少有氯化物产生,从而避免了过去燃烧塑料产生有毒氯化物对环境产生污染的问题。
日本则把超临界水的研究和开发列入高新科技研究计划,投入了大量的资金和人力。如日本研究人员开发出一种技术,利用超临界水回收处理有害的甲苯二胺。整个处理过程只需30分钟,是用酸催化剂处理所花费时间的二十分之一,回收效率可以高达80%。而且,回收品能够被再次利用,作为制造聚氨基甲酸乙树脂的原料。这种方法还可以将电线塑料外皮制成灯油和煤油,回收率也可以达到80%,而且所用的时间比热分解方法大大缩短。此外,他们还采用超临界水,在400℃、300个大气压的条件下,对燃烧灰烬中有毒物质进行氧化处理,几乎全部被分解,从而达到了无害化。据报道,日本化学技术战略机构正在计划将超临界水用于发电技术。 超临界水有许多特殊的性质:
1.超临界水的密度可从类似于蒸汽的密度值连续地变到类似于液体的密度值,特别是在临界点附近,密
度对温度和压力的变化十分敏感。
2.氢键度(X,表征形成氢键的相对强度)与温度的关系式:X=(一8.68×10一4)T/K+0.851。该式表征了氢
键对温度的依赖性,适用范围为280K ~800K(7℃~527℃)。在298K~773K范围内,温度和X大致呈线
性减小关系。
3.即使在中等温度和密度条件下,超临界水的离子积也比标准状态下水的离子积高出几个数量级。
4.超临界水的低粘度使超临界水分子和溶质分子具有较高的分子迁移率,溶质分子很容易在超临界水中
扩 散,从而使超临界水成为一种很好的反应媒介。
5.德国Karlsruhe大学的EUlrish Frank等利用静态测量和模型计算得出的结果表明,水的相对介电常数随密
度的增大而增大,随温度的升高而减小,但温度的影响更为突出。在低密度的超临界高温区域内,
相对介电常数降低了一个数量级,这时的超临界水类似于非极性的有机溶剂。根据相似相溶原理,
在临界温度以上,几乎全部有机物都能溶解。相反,无机物在超临界水中的溶解度急剧下降,呈盐类析
出或以浓缩盐水的形式存在。
Ⅷ 什么是超临界水超临界水有什么用途
所谓超临界水,是指当气压和温度达到一定值时,因高温而膨胀的水的密度和因高内压而被压缩的水容蒸气的密度正好相同时的水。此时,水的液体和气体便没有区别,完全交融在一起,成为一种新的呈现高压高温状态的液体。(如果你家的高压锅可以的话,你也可以试试)
当水处于其临界点(374.3℃,22.05MPa)的高温高压状态时被称为超临界水(Supercritical Water,简称SCW),在此条件下水具有许多独特的性质。如烃类等非极性有机物与极性有机物一样可完全与超临界水互溶,氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳等气体也都能以任意比例溶于超临界水中,无机物尤其是盐类在超临界水中的溶解度很小。超临界水还具有很好的传质、传热性质。这些特性使得超临界水成为一种优良的反应介质。
着眼于环保领域应用的超临界水氧化反应(Supercritical Water Oxidation,简称SCWO)是目前研究最多的一类反应过程。SCWO是指有机废物和空气、氧气等氧化剂在超临界水中进行氧化反应而将有机废物去除。
Ⅸ 超临界锅炉水循环系统包括哪些主要设备
冷却水池循环水系统。这种系统利用湖泊、水库或在河道上筑坝构成冷却水池,循环水在汽轮机凝汽器中吸热后排入冷却池,依靠与周围空气的换热自然冷却。
喷水池循环水系统。这种系统由喷嘴、喷水池、循环水泵和管道组成。循环水由循环水泵送入凝汽器,吸热后排入压力配水总管,然后进入置于喷水池上的若干配水管内,由喷嘴喷出,喷出的循环水哇伞形细雨状,被空气冷却后落入池中,经水沟流入循环水泵的吸水井,由循环水泵重新送入凝汽器。
Ⅹ 什么是超临界水氧化装置
先给你解释一来下几个概念:源
临界温度—每种物质都有一个特定的温度,在这个温度以上,无论怎样增大压强,气态物质不会液化,这个温度就是临界温度,水的临界温度是374度。
超临界温度—就是高于临界温度就是超临界温度了,如果再提高温度就是超超临界温度了。
超临界水氧化法—超临界水氧化法把温度和压力升高到水的临界点以上,该状态的水就称为超临界水。在此状态下水的密度、介电常数、粘度、扩散系数、电导率和溶剂化学性能都不同于普通水。较高的反应温度(400~600 ℃)和压力也使反应速率加快,可以在几秒钟内对有机物达到很高的破坏效率。
最后再说你的问题——超临界水氧化装置,就是进行水氧化法的装置了。