一、任务来源 超临界水氧化工艺系统是处理危险废物的新型技术，主要用于高浓度有机废液的终端处置，可应用于国防、核电、化工、医药等行业各类有机危废无害化处理，对环境治理、再现绿水青山具有重要作用。 中国第一重型机械股份公司致力于发展环保产业新业务方向，以先进的危废处理技术为起点，以产业化应用为目标，自主开发国际前沿性危废处理技术——超临界水氧化工艺系统。 中国一重成立攻关课题组，从核心工艺入手，开展工艺、核心设备、核心材料设计，并试制试验装置进行验证，形成了具有自主知识产权的超临界水氧化工艺系统研发。 二、应用领域及技术原理 本设计主要应用于有机危险废物处理领域，尤其适用于高浓度有机液体污染物处理。 我国特种危废综合处置率低，对生态环境造成严重威胁，尤其是核电放射性有机废物、化学武器含能材料、制药废水等，具有高COD、高毒、易燃易爆等特性，不能使用传统焚烧、填埋、生化方法处置。超临界水氧化技术是国际前沿技术，已在美国成功应用于核电、军工等行业。国内受到技术封锁，且一直未突破工程化技术难题，尚无工程化应用。 所谓水的超临界状态，是指温度大于374℃，压力高于22.1MPa时，水会以不同于气液固状态的第四种状态存在，此时水的密度、介电常数、离子积显著下降，氢键作用减弱，是一种具有高扩散性和优良传递性的非极性溶剂，可以任意比例溶解多数气体和有机物，形成单一均相体系。超临界水氧化技术(Supercritical Water Oxidation，简称SCWO)就是利用水在超临界状态下所具有的这些特性，通过加入氧化剂（空气、O2和H2O2等），在几分钟甚至几秒钟内可以使有机物和氧化剂在超临界水中迅速发生氧化反应来彻底分解有机物，得到CO2、H2O、N2及盐类和金属氧化物等稳定性小分子无机物，从而达到对有机污染物的完全去除。 本设计工艺系统中，有机废液与辅助燃料在在高温高压反应器中与高压空气混合，达到超临界反应状态，发生自由基反应，彻底分解其中有机物；软化水通过蒸发壁渗透进入反应器，最终产物从反应器底部流出，经降温降压后，进入气液分离器，气体达标直排，含盐液体进入后续流程处理。 五、创新性和先进性 （1）成果创新性 1）提出了空气作为氧化剂和启动时仅对空气进行预热的一种超临界水氧化系统及启动方法，并用柴油等低燃点有机液体作为辅助燃料，通过先升温再增压技术，可解决有机废液预热结焦问题，启动简便，安全性高。 2）设计开发了多孔复合结构的蒸发壁式反应器内衬管，由径向或轴向多层梯度设计多孔材料紧密结合而成，平衡轴向上蒸发水分布的静压力差，可实现内衬管内侧水膜均匀分布，起到抗高温和耐腐蚀的作用，延长反应器无故障运行寿命。 3）发明了由多级连接管路、微通道换热器和降压器组成的微通道降压装置，可实现反应器排出物由高温高压向低温低压的平稳过渡，保障系统的连续稳定运行。 （2）成果先进性 本设计超临界水氧化工艺系统处理能力达到15t/d，满足产业化应用需求；本设计系统可有效实现超临界水氧化反应，有机物分解率大于99%，可彻底分解有机污染物；本设计适用于各类有机危废终极降解，尤其适用于核电、军工、化工、制药等行业的高浓度有机废液，进料COD可达450g/L；本设计系统处理效率高，设计停留时间15s，产水COD便可小于10mg/L；本设计系统具有优异的抗腐蚀性能，可耐氯（wt%≤3%）、耐盐（wt%≤10%），无故障运行寿命长。 与国内技术相比，本设计工艺系统采用蒸发壁式高温高压反应器，可解决超临界水氧化过程中材料同时承受高温、高压和氧化腐蚀的问题，且可有效解决反应过程盐析出的堵塞问题；本设计次用微通道降压装置代替传统减压阀，从而减少流体中颗粒对阀板冲刷，增加了系统运行的稳定性。 与美国GA公司同类型系统装置相比，本设计工艺系统各项指标均相当。 （1）经济效益 规划开发成功后5年内，实现自投运营项目2个，营业收入约17325万元/年，净利润额约3693万元/年；设备出售20套，收入约24000万元，净利润额约4492万元；投资项目公司2个，控股51%，收入约8835万元/年，净利润额约1883万元/年。市场主要针对范围为：制药、化工、煤化工、军工企业的废水处理及其它会产生难降解废水的企业，并对核工业废水展开研究工作。研发成功后，市场占有率年增长0.2%，五年后市场占有率达到1%。 （2）社会效益 工业污泥及高COD、高含盐、高危污水的处理已成为现代工业的一大难题。该类污水的可生化性极差，采用化学药剂等又将导致污水中其它污染物增加，因此无法采用常规污水处理工艺；如采用填埋法处理污泥将导致污泥中有害微生物传染疾病，并占用一定的填埋空间，如采用焚烧法将对空气带来二次污染。本设计超临界水氧化工艺系统拟可将难降解工业有机污染物完全破坏、分解、无害化回收，实现高浓度有机危废的终极处理，可极大改善当前危废处理困境，对推进生态文明建设和生态环境保护具有重大意义。

中国第一重型机械股份公司

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。