超临界流体技术

1. 什么是超临界流体？

    纯净物质要根据温度和压力的不同，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(critical point).
    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.

    2. 超临界流体的特性

    超临界流体由于液体与气体分界消失，是即使提高压力也不液化的非凝聚性气体.
    超临界流体的物性兼具液体性质与气体性质。即，密度大大高于气体，粘度比液体大为减小，扩散度接近于气体。另外，根据压力和温度的不同，这种物性会发生变化，因此，在提取、精制、反应等方面，越来越多地被用来作代替原有有机溶媒的新型溶媒使用.
    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。从图3可知，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.

    3. 超临界流体特性技术

    1)超临界水氧化技术(SCWO)
    超临界水氧化技术是使废水在水的超临界条件(P>218atm, T>374℃)下与氧化剂(O2、Air、H2O2等)反应，把废水中含有的有机物分解成无害成份的技术.
    在临界点以下的条件下，废水中含有的有机物处于并非与水完全混合的状态，形成界面(Boundary layer)。因此，为使有机物与氧气反应，实现氧化分解，需要把气体状态的氧气溶解到水中，溶解的氧气重新通过有机物界面，只有这样才能使有机物与氧气反应。因此，如要分解废水含有的有机物需要较多时间.
    不过，在超临界水状态下，水的特性与有机物相同，所以界面消失，超临界水的氧气溶解度也大大提高，实现了完全混合，使有机物与氧气能够自由反应，反应速度得到了急剧提高。因此，即使是难分解性有机物，也可以几乎100%分解.
    另外，超临界水氧化反应具有极快的反应速度，所以，即使以小型的设备，也可处理大量的废水，由于是在水中进行的氧化反应，不存在Sox、NOx等大气污染物质的排放

    - 超临界水氧化的优点
· 对难分解性有机物的高分解度(99.9999%以上)
· 处理水及排放气体无害于环境
· 排放气体：无Nox、Sox、Dioxins等
· 处理水：可分解至排放水水平
· 易于应对急剧变化的废水 ? 有利于化学工程
· 迅速的氧化反应速度迅速 ? 设备的小型化
· 可处理的废水浓度广(数ppm～数十%)
· 无须2次处理
    - 超临界水的氧化缺点
· 高腐蚀速度 ? 选择材料难
· 无机物溶解度减小，诱发工程Plugging ? 连续运转难
· 较高的初期投资费

    2)超临界流体提取技术(SFE)

    利用超临界流体(二氧化碳等)的超临界流体提取技术与溶媒提取(Solvent Extraction)相比，在经济上与环境上都具有许多优点。但是，应用于天然物时，偏重于essential oil等非极性(nonpolar)物质，在高效提取polar的物质方面存在局限。
    但是，在最近对天然物中的多种物质进行探索及研究的过程中，不仅需要非极性物质的高效提取技术，还需要对polar的物质的高效提取的技术。
    本公司拥有的HASFE具有一个鲜明的特征，它可以克服原有超临界技术的局限，不受polarity的限定，高效提取目标物质。
    另外，为了找到天然物中目标物质所在位置及为了对其进行高效脱离、溶解、分离，需要提取策略(strategy)，在这种情况下，我公司拥有的技术可以构思多种策略(strategy)，达到理论产出率(相对于溶媒提取)100%或实现更高效率的提取，这样不但可以发挥SFE优点，同时可以实现最大限度的经济性，这是我公司另一大特征.

    3)近临界水解技术(NCH)

    近临界水(Near-critical water)是指处于临界点附近温度与压力条件下的液态水。近临界水虽然是液态，但一部分特性却与超临界水类似，与常温状态的水有许多不同特性，因此，正被试图用作新的反应溶媒.