文 献 综 述

自然循环系统气液两相流及基本工艺参数的选择

过程装备与控制工程 吕健

摘要：湿式氧化技术是为处理近现代出现的含大量有机物质的污染物为无污染的无机物而出现的技术，而湿式氧化反应装置已在工业生产中投入使用。本文主要介绍用于反应器的物料自然循环系统，探讨气水比以及系统温差对循环流量以及系统压降的影响。在此基础上通过量纲分析等方法，结合数值计算结果，推导并获得用于描述该系统结构参数和基本工艺参数对流动特性影响的经验或半经验公式。

关键词：湿式氧化技术 自然循环系统 循环流量 量纲分析

1湿式氧化技术概述

随着人口的增长，人们生活水平的提高的需求的多样化，各式各样的工业也因此诞生和快速发展；此外，人们在日常生活中使用的消耗品也大幅增加。而随之而来的另一个问题：工业生产产生的重金属和降解较慢的有毒有害有机废物，以及人们日常生活产生的大量有机污染物未能得到足够的处理造成的污染也逐渐影响到人们的生活。而应用较早的处理技术的效果不尽如人意，针对有机物的湿式氧化正是在这样的背景下诞生和发展的。

湿式氧化（WAO）技术源于湿式空气氧化技术（WAO），其最早的工艺为1944年美国的齐默尔曼法，并于1958年开始应用于污水的处理。后来为了能够降低处理的压力，温度要求以减少设备投资，提高处理速度和效率又在其基础上于上世纪发展了其它强氧化介质（氧气，臭氧等）的氧化技术以及利用催化剂提高反应速度的催化湿式氧化技术^[1]。其特征在较高的温度（多在180℃~315℃）和较高的压力下，利用液相中的氧气或其它氧化性介质，氧化水中悬浮及溶解的有机物和还原性无机物为水，二氧化碳，氮气等物质，以达到降低被处理物的毒性的目的。在催化氧化时，其所采用的较高的温度可由反应本身的放热维持，可以提高反应速率;较高的压力通常为保证该压力水不出现沸腾，并可以得到较高的氧分压，或者使水达到超临界状态而能够以很高的速率较彻底的氧化物质^[2]。湿式氧化在条件适宜的时候可以得到很好的氧化处理效果^[3]，可以大幅降低处理物的毒性和降解难度^[4]。但由于使用的高温高压的条件而费用较高，以及催

化剂的稳定性^[5]和溶解性^[6],还在一定程度上限制了其使用暂不十分普及^[7]。

2自然循环系统