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超临界水氧化反应器的研究进展

腐蚀与防护 2022年第8期43卷 70-74页

作者：周宏毅廖传华南京工业大学机械与动力工程学院南京211816

利用超临界水氧化法处理难降解有机废弃物具有诸多优点,日益受到重视,但其核心装置反应器的制造成本较高,且在运行过程中易产生盐堵和腐蚀等问题,阻碍了其工业化进程。为满足高参量、大容量、长周期稳定运行的需要,对超临界水氧化反应... 详细信息

利用超临界水氧化法处理难降解有机废弃物具有诸多优点,日益受到重视,但其核心装置反应器的制造成本较高,且在运行过程中易产生盐堵和腐蚀等问题,阻碍了其工业化进程。为满足高参量、大容量、长周期稳定运行的需要,对超临界水氧化反应器的研究与应用现状进行了详细的介绍,在此基础上对反应器的结构优化提出了建议和可能的解决方案,以期为超临界水氧化技术的工业应用提供指导。

关键词：超临界水氧化有机废弃物反应器结构优化

超临界水氧化技术及其在放射性废物处理的应用

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工业水处理 2022年第9期42卷 38-45页

作者：秦强夏晓彬李世斌王帅中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

超临界水氧化技术(SCWO)自1980年被提出以来得到了快速的发展,在废物处理、尤其是有机危废的处理上发挥了重要的作用。从超临界水自身的特性出发,系统地介绍了SCWO的特点,并从基础研究进展、技术应用领域、关键技术难题及其解决方案等... 详细信息

超临界水氧化技术(SCWO)自1980年被提出以来得到了快速的发展,在废物处理、尤其是有机危废的处理上发挥了重要的作用。从超临界水自身的特性出发,系统地介绍了SCWO的特点,并从基础研究进展、技术应用领域、关键技术难题及其解决方案等方面综述了SCWO的发展历程,重点对SCWO在放射性废物处理领域的研究和应用进行了总结和分析。针对目前SCWO工艺的废水增容问题,指出了废水最小化的建议,提出通过提高现有SCWO体系的氧化容量和提高SCWO工艺过程中水的利用率实现废水减容的措施。

关键词：超临界水氧化放射性有机废物废水最小化

超临界水氧化处理放射性废TBP/煤油技术研究

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原子能科学技术 2021年第4期55卷 594-602页

作者：李腾包良进鲜亮郑佐西王玲钰华小辉张鹏中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

针对乏燃料后处理常用的有机溶剂TBP/煤油,采用以质量分数为30%的双氧水为氧化剂的超临界水氧化(SCWO)处理装置进行了模拟实验。结果显示,反应温度(550±50)℃、停留时间(9±1)min、氧化剂与有机物流量比16.5±0.5条件下,有机物无机化... 详细信息

针对乏燃料后处理常用的有机溶剂TBP/煤油,采用以质量分数为30%的双氧水为氧化剂的超临界水氧化(SCWO)处理装置进行了模拟实验。结果显示,反应温度(550±50)℃、停留时间(9±1)min、氧化剂与有机物流量比16.5±0.5条件下,有机物无机化率可达到99.9%以上。在此基础上开展了SCWO处理工艺放射性实验研究。结果表明,在气相产物中,放射性低于检测下限;在液相产物中,α活度浓度为2.37×10^(3)Bq/L,β活度浓度为8.94×10^(2)Bq/L,γ活度浓度为96 Bq/L;在固相产物中,α比活度为2750.2 Bq/g,β比活度为5863.3 Bq/g,γ比活度为5840.2 Bq/g,根据放射性活度衡算,放射性核素大部分进入固体残渣中。SEM/EDS表征结果表明,反应过程产生的固体产物中,主要以U元素为主,产物中主要含U、Ni、Cr、Fe、Al的磷酸盐及氧化物。

关键词：超临界水氧化后处理 TBP/煤油

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超临界水氧化技术处理磷酸三丁酯的实验研究

原子能科学技术 2016年第12期50卷 2138-2144页

作者：杨林月张振涛中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

放射性废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至关重要。本文采用间歇式超临界水氧化设备,对磷酸三丁酯的氧化分解进行了探究。结果表明,磷酸三丁酯的降解产物无毒害物,气相产物为CO_2,液相产物为CO... 详细信息

放射性废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至关重要。本文采用间歇式超临界水氧化设备,对磷酸三丁酯的氧化分解进行了探究。结果表明,磷酸三丁酯的降解产物无毒害物,气相产物为CO_2,液相产物为CO_3^(2-)、PO_4^(3-)及未反应的有机物,证实了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450℃、反应压力24 MPa、磷酸三丁酯初始浓度0.05mol/L、过氧化氢过量1倍。在此反应条件下,停留时间为10min时,有机物去除率可达99.9%。

关键词：磷酸三丁酯超临界水氧化有机物去除反应条件

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超临界水氧化处理三氯吡啶醇钠试验

农药 2021年第3期60卷 181-184,191页

作者：崔卫方周海云包健姜伟立陈赛楠王伟霞江苏省环科院环境科技有限责任公司南京210019 江苏省环境科学研究院南京210036

[目的]毒死蜱合成产生的重要中间体3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠超临界水氧化处理研究。[方法]将三氯吡啶醇钠模拟废水进行超临界水氧化处理,研究了主要影响因素反应温度、压力、过氧倍数、停留时间对处理效果的影响。[结果]TOC去除率96.57%~9... 详细信息

[目的]毒死蜱合成产生的重要中间体3,5,6-三氯吡啶-2-醇钠超临界水氧化处理研究。[方法]将三氯吡啶醇钠模拟废水进行超临界水氧化处理,研究了主要影响因素反应温度、压力、过氧倍数、停留时间对处理效果的影响。[结果]TOC去除率96.57%~99.86%。[结论]随着反应温度、压力、过氧倍数提高与停留时间的延长,TOC去除率随之提高,其中反应温度、压力影响最为显著;超临界水氧化技术可快速将有机氮转化为以氨氮为主的无机氮,氨氮是超临界氧化过程中的一个相对稳定的中间产物,提高温度是去除氨氮的关键。

关键词：连续式超临界水氧化 3 5 6-三氯吡啶-2-醇钠

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超临界水氧化处理核电厂润滑油的实验研究

核技术 2021年第7期44卷 91-98页

作者：李世斌夏晓彬秦强王帅马洪军中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

放射性废油主要来自核电厂主泵、汽轮机等设备的运行维护,是一种典型的放射性有机废液。由于没有适宜的处理技术,只能进行贮存,长期贮存具有泄漏和着火的安全隐患。为解决放射性废油的处理难题,开展了超临界水氧化处理核电厂润滑油的实... 详细信息

放射性废油主要来自核电厂主泵、汽轮机等设备的运行维护,是一种典型的放射性有机废液。由于没有适宜的处理技术,只能进行贮存,长期贮存具有泄漏和着火的安全隐患。为解决放射性废油的处理难题,开展了超临界水氧化处理核电厂润滑油的实验研究。考察了不同反应温度、反应时间、过氧系数对VG 32润滑油COD(Chemical Oxygen Demand)去除率的影响。实验结果表明:最佳的反应温度为550℃、反应时间为80 s、过氧系数为250%;在该条件下,有机物的去除率达96%以上。此外,还研究了420~580℃下超临界水氧化处理核电厂润滑油的反应动力学。结果表明:反应活化能Ea为43.10 kJ·mol^(-1),指前因子A为8.861 s^(-1),动力学模型计算值与实验值之间的偏差小于3%,表明该模型具有可信性。本研究为超临界水氧化处理放射性废油奠定了实验基础。

关键词：超临界水氧化 VG 32润滑油 COD去除率反应动力学

危废处理超临界水氧化环境中装置材料腐蚀的研究进展

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材料导报 2023年第8期37卷 108-114页

作者：陈思雨张弦李腾刘静吴开明武汉科技大学耐火材料与冶金省部共建重点实验室高性能钢铁材料及其应用省部共建协同创新中心冶金工业工程系统科学湖北省重点实验室武汉430081 中国原子能科学研究院放射化学研究所北京102413

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... 详细信息

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。

关键词：超临界水氧化耐蚀合金腐蚀行为防护措施高温高压

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超临界水氧化技术在能量转化中的应用

水处理技术 2019年第3期45卷 14-17页

作者：廖玮朱廷风廖传华闫正文朱跃钊南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京210009

介绍了超临界水氧化在能量转化领域的研究现状,阐述了超临界水氧化技术在高浓有机废水联产蒸汽、低浓有机废水能量耦合、有机固体废弃物能量回收以及稠油热采等4个方面的发展和应用,并展望了超临界水氧化技术在能量转化领域的发展趋势,... 详细信息

介绍了超临界水氧化在能量转化领域的研究现状,阐述了超临界水氧化技术在高浓有机废水联产蒸汽、低浓有机废水能量耦合、有机固体废弃物能量回收以及稠油热采等4个方面的发展和应用,并展望了超临界水氧化技术在能量转化领域的发展趋势,认为应加强对能量转化机理的研究、过程能流分析以及换热介质材料,从能量品位的角度分析操作参数对火用损的影响,以及调整多种耦合方式对利用效率的影响,探究转化过程中火用损和焓损的深层次原因;通过对反应装置、换热介质材料的研究,避免热量损失以及转化过程中不必要的火用损,以此提升能量转化效率。

关键词：超临界水氧化能量转化有机废水有机固废稠油热采

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超临界水氧化降解有机物的定量构效关系研究

环境科学学报 2018年第6期38卷 2367-2373页

作者：王琪杨博闻申哲民上海交通大学环境科学与工程学院上海200240

研究了邻苯二甲酸氢钾、辛基酚、硝基苯等20种有机物在超临界水氧化中的降解效果,探究了温度(325~525℃)和停留时间(30~360s)对超临界水氧化降解有机物的影响,并分析了20种有机物降解速率常数与量子化学参数之间的关系.结果表明,超临界... 详细信息

研究了邻苯二甲酸氢钾、辛基酚、硝基苯等20种有机物在超临界水氧化中的降解效果,探究了温度(325~525℃)和停留时间(30~360s)对超临界水氧化降解有机物的影响,并分析了20种有机物降解速率常数与量子化学参数之间的关系.结果表明,超临界水氧化法能够有效降解有机物,TOC去除率最高可达99%以上.随着反应温度的升高、停留时间的延长,TOC的去除率也随之提高,并且降解规律符合一级动力学.采用密度泛函理论,通过计算得到目标物的量子化学参数,再结合有机物降解的动力学常数进行相关性分析,结果发现,q(H+)、f(-)_(min)和f(0)_(min)与目标物降解率显著相关.

关键词：超临界水氧化降解量子化学相关性分析