工业污水处理设备超临界水氧化法存在的问题

2018-04-13  来自: 河北天海之蓝除尘环保设备有限公司 浏览次数:214

工业污水处理设备超临界水氧化法存在的问题

  然而,尽管工业污水处理设备超临界水氧化法具备了很多优点,但其高温高压的操作条件无疑对设备材质提出了严格的要求。另一方面,虽然已经在超临界水的性质和物质在其中的溶解度及超临界水化学反应的动力学和机理方面进行了一些研究,但是这些与开发,工业污水处理设备设计和控制临界水氧化过程必需的知识和数据相比,还远不能满足要求。在实际进行工程设计时,除了考虑体系的反应动力学特性以外,还必须往意一些工程方面的因素。例如腐蚀、盐的沉淀,催化剂的使用、热量 传递等。

  (1) 腐蚀

超临界水氧化操作条件苛刻,高浓度的溶解氧、高温、高压和废水中存在的酸碱无机离子等都能加速容器的腐蚀。许多种材料包括价格昂贵的特种合金及陶瓷制品等。都曾被用作制造SCWO反应器。但没有哪种材料在超(亞) 临界水状态下,他能够经受住任何酸性介质的腐蚀。如钛抗腐蚀性能很强,几乎在任何温度下,能够抵挡住HCL溶液的侵蚀,但却抵抗不住400C以上硫酸或磷酸的腐蚀。高强度镍被认为能经受住许多常规的极端腐蚀环境,但在SCWO环境中,仍出现溶解、失重等被腐蚀现象。在300~500C 、PH值2~9、氧化物浓度为400mg/L的条件下,对13种合金的腐蚀进行了实验研究。结果表明,工业污水处理设备在给定的温度范围内PH对腐蚀的影响不大。在300 水溶液中,由于水的介电常数和无机盐的溶解度均较大,主要以电化学腐蚀为主: 在400C超临界水状态下,水的介电常数和盐的溶解度迅速下降,金属腐蚀以化学腐蚀为主。腐蚀会产生两个方面的问题,一是反应完成后的流出液中含有某些金属离子(如铭等),会影响处理的质量,二是过度的腐蚀会影响压力系統正常工作。

  为解决腐蚀问题,需要对反应器进行改进,在反应器的材质方面,需要用钛镍合金等特殊材料制应设备,比如,美国的阿拉莫斯实验室选用镍合金C-276 (哈间特保基合作为制应器的材料,也有人选用类金刚石和岗瓷作为冷却器和反应器的内壁材料。对于连续式反应器,由于废水中含有P、Cl.S的有机物,经超临界水氧化处理后产生的酸会对冷却器壁造成严重的腐蚀,对此可以在物料经反应区进入冷却段时向其中加人一定量的碱性溶液进行中和,以减少其对容器的腐蚀。因此在SCWO反应中添加盐或碱,虽然减轻了腐蚀,但不能完全避免,文献报道针对SCWO氯粉因生成盐酸造成设备的腐蚀问题,提出了一种减轻腐蚀的新方法。即将含氯酚废水进人SCWO设备之前进行预处理,通过加人碱性助剂,在超临界水中把氯除去。

 即使具有较好耐蚀性的镍基材料,在超临界及亚临界水中,仍受到严重的腐蚀。正因为在金属材料中难以找到一种适合SCWO反应的材料,因此研究人员开始寻找非金属材料,但是,实验结果却不是十分令人满意。由于非金属材料在强度,弹性等力学性能方面不如金属材料优越,所以一般金属材料只能用作反应器的衬里,目前应用较多的非金属材料是无机陶瓷材料。但是在用于SCWO处理含有CI.s,P等杂原子有害物质时,许多高效陶瓷都被严重腐蚀,用这些材料制成的反应器工作几小时后就发生晶间腐蚀,或被溶解,从而使得反应器失效。Schacht等人发现所有的氧化陶瓷在SCWO条件下都表现出严重的质量损失问题,说明氧化结被溶解,进一步研究发现,氧化铝,氧化情混合局党在SCWO条件下主要发生品闻腐蚀,并且有一定量的氧化铝被溶解,

  为解决腐蚀问题,还可以改变反应物料的性质,如通过稀释法改变进料物料中的氯食量、加城中和法改变物料的PH值等。上述措施显然可以部分缓解SCWO的腐蚀,但稀释法所带来的处理量的大幅度增加,导致该技术经济可行性下降,中和法产生的盐会在SCWO反应器及相关管线中析出,造成系统堵寓,影响SCWO的正常进行。可见,秘释法和中和法都不是理想的处理方法。

  此外,研制新型催化剂也是解决属蚀问题的可行方法。催化剂的加人,可以提高知临界水氧化反应連率,减少反应时间,降低反应温度,控制反应路线和反应产物,减轻反应器的腐蚀。

关键词: 工业污水处理设备           

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