超临界水

摘要： 使用反应釜开展新型奥氏体耐热钢HR80在650°C、25 MPa超临界水环境氧化腐蚀试验,获得HR80钢在超临界水中的抗腐蚀性能.利用电子天平对实验前后的试样进行称重测量,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDS)对HR80钢的氧化膜表面形貌、横截面形貌、物相以及氧化膜中元素成分分布进行表征.根据腐蚀增重曲线可知,HR80钢的腐蚀动力学遵循抛物线腐蚀规律.氧化膜为典型的双层结构,外层主要为Fe_(3)O_(4)和Fe_(2)O_(3),内层主要由Fe-Cr尖晶石组成.此外,氧化层与基体之间形成了Cr_(2)0_(3)氧化膜.提出了HR80钢在超临界水中的氧化过程以及氧化膜形成的主要原因.

摘要： 为探究不同影响因素对超临界水及超临界CO_(2)两种超临界流体换热系数的影响程度,通过建立灰色关联度计算模型,对提取的超临界水及超临界CO_(2)试验数据进行分析,对比不同管道直径、压力、质量流速、入口温度等影响因素对超临界水及超临界CO_(2)换热系数的关联程度大小。研究结果表明:各因素对超临界水换热系数的影响程度为:质量流速>入口温度>压力>热流密度;各因素对超临界CO_(2)换热系数的影响程度为:质量流速>热流密度>入口温度>管径;对于两种超临界流体,质量流速均为影响换热能力的重要因素,而入口温度对换热系数的影响规律相反。

摘要： 数值模拟了辅助冷却剂超临界水在单侧加热方形通道中的流动传热特性,从边界层厚度与近壁区湍动能两方面阐述传热恶化产生和恢复的机理。研究了不同工况(压力、入口温度、热通量、质量流量、流动方向和管径)下超临界流体常用传热关联式的适用性,发现Fan关联式预测精度较高。采用PEC因子对不同强化传热结构(双通道和凹槽)进行评价,发现上下双通道PEC因子普遍小于1,综合强化换热效果不佳,而偏下游的非对称倒角凹槽结构PEC因子为1.13~1.51,不同工况下均为最大值。场协同原理分析也证明偏下游的非对称倒角凹槽结构具有最佳的综合换热性能。

摘要： 不同油气田所产生的含油污泥物理化学性质复杂多样。超临界水处理技术因其具有直接湿生物进样、处理范围广、处理效率高等特点而广受关注。本文对超临界水氧化处理技术的实验研究进展、工业应用进展、工业化面临问题三个方面进行了综述,认为超临界水氧化处理技术处理含油污泥工业化具有远大前景。

摘要： 采用四种不同催化剂过氧化氢催化氧化高浓度含酚废水。该工艺条件下,温度升高,相应反应速率加快,在反应前1.5min,苯酚去除率快速增加。该工艺条件下,硝酸铜是最佳催化剂,且在反应开始阶段(0~1.5min),硝酸铜催化降解含酚废水,符合一级动力学模型。

摘要： 碳化物衍生碳(CDC)是除去碳化物中非碳元素后得到的产物,本文综述了卤素刻蚀法、超临界水热法、酸浸泡法、碳化钙反应法、高温热解法、高温熔盐电化学刻蚀法六种制备方法,其中,氯气刻蚀法效率最高。文中指出:CDC因具有轻质、高孔隙率、孔径可调、高比表面积、碳形态多样、生物相容性好等优势,可用于电化学储能(如超级电容器、锂离子电池、燃料电池)、吸附、生物医药和摩擦学领域中;而影响CDC孔结构的因素有很多,如前体类型、反应温度、反应气氛、反应时间、刻蚀方式以及活化方式。通过选择不同的合成参数,可以制备出满足不同应用场景需求的CDC材料。本文还展望了CDC在未来实现商业化的可能性及需要满足的五点要求。

摘要： 以昭通褐为原料,采用高压反应釜进行超临界水气化。利用气质联用仪对褐煤超临界水气化产生的液相产物进行了监测分析,确定了其中所含有机物质。同时概括了液相反应的路径:褐煤先分解为葡萄糖和果糖,然后通过羟醛缩合、羟醛逆缩合、脱水、异构等反应,生成以酚类和酮类居多的液相产物,这为防治液相产物对水体、大气、土壤造成污染和对其分类回收提供了依据。

摘要： 超临界水氧化技术是一种高效且很有发展潜力的危险废弃物无害化处理技术。本文综述了超临界水氧化技术的机理以及其在含油污泥处理方面的研究现状,总结了反应温度、压强、停留时间、过氧比、催化剂、共氧化剂等因素对含油污泥处理效果的影响,对比了几种超临界水氧化反应器及处理工艺,并对超临界水氧化技术在含油污泥无害化处理方面的应用进行了分析。

摘要： 研究了锡林郭勒褐煤在超临界水和N_(2)气氛下,以及K_(2)CO_(3),FeS+S和KOH三种催化剂分别作用下的液化性能,并与其在供氢溶剂四氢萘和H_(2)气氛下的液化性能进行比较。结果表明:锡林郭勒褐煤在供氢溶剂四氢萘和H_(2)气氛下具有较高的液化活性,在420°C、无催化剂条件下褐煤的液化转化率和油水气收率分别为76.8%和51.0%;而在相同温度、添加5%甲酸的超临界水和N_(2)气氛下,褐煤的液化转化率和油水气收率分别降为32.0%和29.2%,且褐煤液化主要转化为附加值高的油气部分。K_(2)CO_(3),FeS+S和KOH三种催化剂对锡林郭勒褐煤在超临界水中液化都具有较好的催化活性,按催化活性由高到低排序为K_(2)CO_(3),FeS+S,KOH;420°C时K_(2)CO_(3)对锡林郭勒褐煤具有最好的催化效果,褐煤的液化转化率和油水气收率最高,分别为46.5%和42.2%。气氛对锡林郭勒褐煤在超临界水中的液化性能具有较大的影响,在CO气氛下锡林郭勒褐煤的液化活性最高,420°C时褐煤的液化转化率和油水气收率最高,分别为52.2%和44.4%。这是由于在CO气氛下能够发生水煤气变换反应,可以为液化过程提供原位活性H,从而促进了油气收率和液化转化率的提高。

摘要： 系统总结了超临界水的溶液性质、超临界水氧化反应机理以及工业化过程中的基础工艺流程,指出了超临界水氧化技术具有处理彻底、反应迅速、无二次污染的特点,虽然在处理难处理废水上具有广泛的应用前景,但在工程化过程中不可避免地面临设备腐蚀、盐沉积堵塞、基础数据缺失、结焦堵塞、催化剂二次污染等问题。将超临界水氧化工艺装置撬装在可移动运载工具上,用于适应国内污染点分散的特点,具有巨大的市场价值。

摘要： 316Ti不锈钢具有良好的塑韧性和冷热加工特性,在PWR中抗腐蚀性能较好,辐照敏感性低,而且在快堆及火电领域的具有广泛的使用经验,因而成为SCWR的候选材料.采用慢应变速率试验研究了316Ti在温度分别为450、550和650°C,压力为25MPa超临界水中(溶解氧含量0～8ppm)的应力腐蚀敏感性,采用SEM观察了试样断口形貌和表面裂纹分布,利用EDS分析了试样表面的氧化膜成分,使用TEM观察了试样截面的氧化膜形貌和相结构,借助GIXRD观察了试样表明的氧化膜相结构.结合应力腐蚀敏感性评价与显微组织观察,研究了溶解氧含量对应力腐蚀敏感性的影响,讨论了316Ti在超临界水中的应力腐蚀机理,研究结果可以为SCWR的堆芯选材和水化学控制提供参考数据.

摘要： 在压力23～28MPa、热流密度400～1000kW/m2、质量流速700～1300kg/(m2·s)的参数范围内,采用SSG雷诺应力模型,对棒径为8mm,栅距比为1.2的三角形和四边形堆芯子通道进行了超临界水流动传热的数值研究,并与试验数据进行了对比.结果分析表明:三角形和四边形子通道的壁温和传热系数有相似的分布趋势,在拟临界区域,壁温变化平缓,在拟临界点附近传热系数达到峰值,出现了显著的传热强化现象.在同种条件下,三角形子通道的传热系数明显高于四边形子通道,但四边形子通道传热系数峰值对应的流体焓值向低焓值区移动.燃料棒周向存在着流体温度的不均匀分布,四边形子通道比三角形子通道周向更不均匀.数值计算的传热系数要高于试验得到的传热系数.

摘要： 在压力23～28MPa、质量流速700～1300kg/(m2·s)、热流密度200～800kW/m2的参数范围内,对超临界水冷堆堆芯棒径D=8mm、栅距比P/D=1.4的类三角形子通道内超临界水流动阻力特性进行了试验研究,分析了不同参数下总压降、摩擦压降随流体焓值变化规律.研究表明:超临界压力下,低焓值区总压降随焓值升高而缓慢减小,进入高焓值区后显著增大.压力和热流密度对总压降及摩擦压降的影响在低焓值区不明显;在高焓值区,压力和热流密度越大,总压降和摩擦压降越小.质量流速对摩擦压降影响较大,质量流速越高,摩擦压降越大.质量流速对压降的影响在高焓值区比低焓值区更加显著.

摘要： 在压力23～28MPa、热流密度600～1000kW/m2、质量流速700～1300kg/(m2·s)的参数范围内,采用SSG湍流模型,对棒径为8mm,栅距比为1.18的四棒束内超临界水的流动传热进行了研究.分析了棒束内的温度特征,讨论了压力、热流密度、质量流速等热工参数对四棒束内超临界水传热特性的影响,并与已有的超临界水传热试验关联式进行了对比.研究结果表明:四棒束通道内温度分布存在明显的不均匀性;随着压力增大,壁面温度升高,传热系数的峰值减少;热流密度的减小和质量流速的增大均会使壁温减小,传热系数增大,增强传热;与经验关联式对比发现,数值计算的结果与Jackson关联式吻合性较好.数值计算可以对实际的棒束通道内流体传热特性研究起到指导和预测作用.

摘要： 近年来,超临界水(SCW)以其独特的性质受到人们的广泛关注,被应用于废水处理领域.但由于超临界水处理废水技术对反应器的要求苛刻并且目前对超临界水处理废水过程的反应机制研究不够完善,使得超临界水技术的发展受到了一定的限制.而基于ReaxFF反应力场的反应分子动力学模拟则能为人们研究超临界水处理生物难降解废水的机理提供一种简单、方便和有效的方法.本研究以ReaxFF反应力场为基础进行了反应分子动力学模拟,分析了以苯并芘(BaP)为代表的焦化废水在超临界水降解过程中的结构变化,进而总结出超临界水气化和氧化技术降解BaP的反应机理,指出羟基在超临界水处理废水过程中的重要作用,并分析了超临界水氧化体系中活泼自由基的来源;通过对不同温度和氧气浓度下降解过程的模拟以及产物分布的分析指出温度和氧气浓度对超临界水氧化路径及产物分布的影响;通过与相同氧气浓度下单分子BaP降解路径的对比分析了BaP分子之间相互作用对降解过程的影响;此外还通过向体系中添加苯酚、吡啶和苯三种组分研究了四种物质在超临界水中的相互作用,并通过与纯BaP在超临界水中降解的对比揭示了苯酚、吡啶和苯对BaP降解的影响.该研究工作不仅为合理确定反应条件和设计超临界水处理焦化废水反应器奠定了理论基础,也为超临界水相关反应体系的研究和工业化过程提供了理论指导.

摘要： 流体在拟临界区域,粘性系数、比热容、导热系数、密度等都会发生剧烈变化.在近临界压力区,一般的单相传质传热公式不适用,本文通过超临界水通过多孔介质时的压降特性实验来研究超临界流体的传质特性.当水处于其临界点(374.3°C,22.05MPa)的高温高压状态时被称为超临界水,与常规流体相比,超临界流体在多孔介质通道中的流动过程更复杂,流动阻力变化也更加剧烈,表现出与常规流体不一样的特性.本文先后改变温度、水的流量和压力,来研究超临界水通过多孔介质的压降与温度、流量、压力的变化关系,进而得出其压降特性.

摘要： 清华大学核研院的高温气冷堆可提供高温氦气,蒸汽发生器中的水可由亚临界升至超临界参数,采用多堆一机方案可与技术已成熟的超临界汽轮机匹配,提高核电站效率.本文使用RNGk-ε模型耦合强化壁面函数模拟了超临界水在垂直管内的流动不稳定现象,发现流体一旦进入不稳定区,流量和出口温度的波动非常严重,并伴有强烈的传热恶化现象.进出口压差越大,流量越大,加热功率越高,NTPC基本不变,不稳定流动的周期和流体在管内传递时间减小.

摘要： 通过慢应变速率拉伸(SSRT)试验,开展溶解氧含量对奥氏体不锈钢310S拉伸性能和应力腐蚀开裂(SCC)的敏感性研究.SSRT测试在超临界水中进行,温度为620°C,压力为25MPa,应变速率为7.5×10-7S-1.试验结果表明,随着溶解的氧浓度的增加,延伸率大幅下降.电镜下观察到断口为脆性断裂模式,仅发现有晶间腐蚀开裂.裂纹广泛分布于310S整个标距段,最大的裂纹深度随氧浓度的增加而增加.对标距段裂纹处氧化膜进行EDS分析,铬含量随溶解氧浓度的增加而显著增加.裂纹内氧化物具有双层结构,外层为富铁氧化物,内层为富铬氧化物.

摘要： 介绍了超临界水的优点及超临界水氧化技术的原理及特点,综述运用超临界水氧化技术处理多种有机废水的方法及相关研究,针对超临界水氧化技术处理有机废水提出现存问题并讨论解决方法.

摘要： 本文旨在调查利用超临界二氧化碳以及利用超临界水处理受铯污染之土壤之成效比较.本研究首先选用二-(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)作为金属萃取剂,将D2EHPA与稀释剂混合后,再利用高压计量液泵与超临界二氧化碳混合,然后再以配备质量流量计的半自动先导萃取设备进行土壤中铯的萃取.本研究使用的土壤为取自高雄市高屏溪的溪砂,并予以浸泡硝酸铯水溶液来模拟污染.本研究先以体积为0.5 L的萃取槽进行操作条件的调查,所设定的玺力为设备最大操作压力35 MPa,二氧化碳的流速为30 g/min,调查的温度范围为80～120°C,而萃取剂与稀释剂的比例为1/1～1/10.研究结果发现,在120°C以及35 MPa之下,使用二-(2-乙基己基)磷酸配合甲醇作为稀释剂,能够移除土壤中的铯达18％,随着温度以及萃取剂浓度的提高,土壤中金属的移除率也随之上升.基于结合萃取剂与超临界二氧化碳所达成的除污效果不易以延长时间方式加以提升,所以本研究进一步尝试使用超临界水作为进行铯的除污.本研究将受铯污染的土壤填充于不锈钢管柱(3/8"×150 mm)中,并分别在操作温度为25°C、200°C以及400°C,操作压力为1 MPa、19MPa及25 MPa的条件下,以流速为9.9 mL/min之去离子水流经不锈钢管柱进行除污试验,用以调查液态水、过热蒸气、过压水以及超临界水状态下对除污的影响.结果显示,以常温水进行细砂中铯的除污仅可达到18％的移除率,而过压水以及过热蒸气可获得约60％的除污效果,若以超临界水进行铯除污,则可获得70％以上的移除率,除污效果最佳.由此结果可知,铯的除污较适合以超临界水为之,具有开发成为土壤除污技术的潜力.

摘要： 本发明实施例提供一种本发明实施例提供的一种超临界水氧化加热方法、装置和超临界水氧化系统，具体实现方案为：该装置包括：预热器、氧化加热单元、加热材料供给单元。预热器用于将装载的水通过加热材料加热到第一预设温度时，将加热后的水输入至氧化加热单元。氧化加热单元用于将加热到第一预设温度的水、加热材料和氧气进行氧化反应，以将生成的氧化生成物加热到第二预设温度。氧化加热单元用于将加热后的氧化生成物输入至超临界水氧化反应器，以使超临界水氧化反应器内的温度大于或等于300摄氏度。本发明实施例的装置由于采用了预热器和氧化加热单元相结合的结构，氧化加热单元利用氧化反应提供热量，造价成本较低。

摘要： 本发明涉及超临界水氧化技术领域，尤其涉及一种超临界水氧化喷嘴及超临界水氧化反应器。能够提高待反应原料与氧气的混合效果，从而能够提高所述超临界水氧化反应的彻底性，加快反应速度。本发明实施例提供一种超临界水氧化喷嘴，包括：喷嘴本体，所述喷嘴本体包括同轴设置的氧气通道和原料通道，所述氧气通道位于在所述原料通道的内侧；其中，所述原料通道内设有分别与所述原料通道的原料入口和原料出口连通的第一螺旋状通道，所述第一螺旋状通道的螺距沿原料在所述第一螺旋状通道内的行进方向渐缩。本发明实施例应用于超临界水氧化反应。

摘要： 本公开提供了一种管式超临界水氧化反应器、超临界水氧化系统及方法。其中，一种管式超临界水氧化反应器，包括：内筒和外筒；所述外筒套设在内筒外部，物料入口设置在内筒和外筒之间，物料出口设置在内筒顶部，使得工质由内筒和外筒之间的间隙流入且从内筒顶部流出；所述内筒与外筒之间的间隙中加装有翅片或膨胀节，以增大扰流，增长流程，强化换热。

摘要： 本发明公开了构建了耦合超临界水热火焰的超临界水氧化处理有机物系统，以及启动着火与稳定运行两工况下控制策略。其实现了更快速，且安全稳定地降解有机污染物。同时利用超临界水热火焰区的高热量，使得相对低温(小于300°C)待处理废液在燃烧/升温‑除盐一体化装置中快速升温以及盐析出并在线脱出。该发明不仅克服了最大风险温度区的腐蚀与盐沉积问题，还降低了对待处理物料的高温预热需求，节省整个系统的能源利用，实现了传统超临界水氧化装置的“降本增效”。

摘要： 本发明涉及超临界水氧化技术领域，尤其涉及一种超临界水氧化反应器、超临界水氧化系统及方法。能够解决超临界水氧化反应器需要同时满足耐高温高压性和耐腐蚀性而带来的选材困难的问题，以及超临界水氧化反应器的堵塞问题，能够延长所述超临界水氧化反应器的使用寿命，提高系统运行的稳定性。一种超临界水氧化反应器，包括：外壁、内筒，以及设置在外壁和内筒之间的隔壁；所述内筒环绕的区域为反应区，所述外壁的底部设有排渣口，所述反应区和所述排渣口之间的区域为激冷区；所述内筒和所述隔壁围合成与所述反应区连通的第一换热夹层，所述隔壁和所述外壁围合成与所述激冷区连通的第二换热夹层；所述第一换热夹层上开设有产物出口。

摘要： 本发明公开了一种利用亚临界水或超临界水与超临界二氧化碳联合处理赤泥的方法及装置，所述方法包括亚临界水或超临界水反应步骤以及超临界二氧化碳反应步骤，所述装置包括反应器、加热器、减速电机、转盘、搅拌板、连接环、滑台、弧形挂载滑槽、回料泵。本发明通过亚/超临界水‑超临界二氧化碳联合应用，不但使有害废物处理效果更加显著，并且降低了成本；利用亚/超临界水‑超临界二氧化碳处理赤泥能改变赤泥的结构，将部分复杂化合物转变为简单无机物，从而除去游离碱，还能除去化合碱，从而实现脱碱率的进一步提升，简单有效，且无二次污染，同时还能促进赤泥中其他金属元素的回收，具有很好的社会效益和经济效益。

摘要： 本发明公开了一种催化剂循环型超临界水氧化器及超临界水氧化系统，其中，反应器包括：由同轴设置且相连接的顶盖、上部直筒段、下部圆形封头组成的承压外壳体；配合设置的燃料注入管和空气注入管，设置在上部直筒段的底部；废液注入管，设置在下部圆形封头的中上部；内置式旋风分离器，同轴设置在上部直筒段；圆锥挡板，同轴设置在上部直筒段的中部，且圆锥挡板套设在内置式旋风分离器的外部；冷却水注入管，设置在下部圆形封头的中下部；排污管，设置在下部圆形封头的底部中心位置。通过本发明的技术方案，强化了非水溶性异相纳米催化剂与反应物的传热传质，实现了有机废液的高效降解，催化剂在反应器内外循环实现了催化剂的高效利用。

摘要： 本发明提供了一种超临界水氧化反应器，包括反应器筒体、氧化剂内管、搅拌装置及套设在反应器筒体的加热器和冷却器，反应器筒体内具有工作区域，反应器筒体沿轴向开设有料液进口及沿径向开设有料液出口，加热器对应于所述工作区域的加热区域形成超临界区域，冷却器对应于工作区域的冷却区域形成亚临界区域，氧化剂内管包括位于反应器筒体内且沿轴向设置的第一管及第一管沿径向弯折延伸且部分伸出反应器筒体外形成的第二管，第二管上设有若干通孔，搅拌装置安装在反应器筒体上对工作区域提供搅动以使氧化剂与待处理的有机废液混合均匀。本申请能有效减少超临界水氧化反应器内无机盐的析出，避免超临界水氧化反应对超临界水氧化反应器内部的腐蚀。

摘要： 本发明实施例提供一种本发明实施例提供的一种超临界水氧化加热方法、装置和超临界水氧化系统，具体实现方案为：该装置包括：预热器、氧化加热单元、加热材料供给单元。预热器用于将装载的水通过加热材料加热到第一预设温度时，将加热后的水输入至氧化加热单元。氧化加热单元用于将加热到第一预设温度的水、加热材料和氧气进行氧化反应，以将生成的氧化生成物加热到第二预设温度。氧化加热单元用于将加热后的氧化生成物输入至超临界水氧化反应器，以使超临界水氧化反应器内的温度大于或等于300摄氏度。本发明实施例的装置由于采用了预热器和氧化加热单元相结合的结构，氧化加热单元利用氧化反应提供热量，造价成本较低。

摘要： 本发明提供了一种超临界水氧化排渣系统及超临界水氧化排渣工艺，属于超临界水处理设备技术领域，超临界水氧化排渣系统包括反应罐、接渣罐以及排渣罐，所述反应罐用于超临界水氧化还原反应；所述接渣罐的入口与所述反应罐的出口连通，所述接渣罐与所述反应罐之间设有第一阀门；所述排渣罐的入口与所述接渣罐的出口连通，所述排渣罐与所述接渣罐之间设有第二阀门，所述排渣罐用于分离所述物料中的废渣与废水。本发明提供的超临界水氧化排渣系统在反应罐依次与接渣罐和排渣罐连接，通过接渣罐对物料进行承接，然后进入排渣罐实现对反应后产生物料中的沉淀物的分离排出，防止沉淀物对后续管道的堵塞。