超临界二氧化碳萃取技术及其应用
裴厚宝
（食科学院S2010140）
摘要：本文对超临界萃取技术的原理进行了综述，介绍了二氧化碳作为溶剂的优点、超临界二氧化碳技术的优点以及影响因素，并对当前的应用做出分析。
关键字：超临界萃取技术；二氧化碳；影响因素；应用
1.超临界萃取技术（SFE）的原理
超临界流体（SCF）指的是热力学状态处于临界点之上的流体。SCF既不同于气体，也不同于液体，是介于液体和气体之间的单一相态，此时流体处于气态与液态之间的一种特殊状态，具有独特的物理化学性质，其粘度接近于气体，密度接近于液体，扩散系数介于气体和液体之间，故其兼有气体和液体的特点，既像气体一样容易扩散，又像液体一样有很强的溶解能力，因而SCF具有高扩散性和高溶解性。
超临界萃取就是利用SCF在临界点附近体系温度和压力的微小变化，使物质溶解度发生几个数量级的突变性质来实现其对某些组分的提取和分离。通过改变压力或温度来改变SCF的性质，达到选择性地提取各种类型的化合物的目的。超临界萃取技术主要有两类萃取过程：恒温降压过程和恒压升温过程。不同点在于前者是把SCF经减压后与溶质分离，后者是超临界态经加热实现溶质与溶剂分离。两个过程的溶剂都可以反复循环使用。
2.CO2作为SCF溶剂的优点
常用作SCF的溶剂有CO2、H2O、C2H6、C3H6、NH3、甲苯等，其中CO2是工业上最常用萃取剂，其特点是：①临界温度低（31.06℃），萃取可以在室温附近的温和条件下进行，对易挥发组分或生理活性物质极少破坏，适合于天然活性成分的提取；②临界压力适中（7.14MPa），操作条件易于达到，在室温下液化压力为4—6MPa，便于储运；③安全无毒，尤其适合制药、食品工业，且萃取分离一次完成，无溶剂残留；④具有化学惰性不可燃，操作安全，价廉易得，而且为温室气体CO2的利用开辟了一条新的途径。
3.超临界二氧化碳技术的优点
较之常规萃取方法，超临界CO2流体萃取具有显著的优点：①可以在接近室温（35—40℃）及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止热敏性物质的氧化和逸散；能完整保留生物活性，而且能把高沸点，低挥发度、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来。②使用CO2是最干净的提取方法。由于全过程不用有机溶剂，因此萃取物绝无残留溶媒，同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染。③萃取和分离合二为一。当饱含溶解物的CO2—SF流经分离器时，由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不仅萃取效率高而且能耗较少，节约成本。④压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。临界点附近，温度压力的微小变化都会引起CO2密度显著变化，使得待萃物的溶解度发生变化，通过控制温度或压力达到萃取目的。压力固定，改变温度可将物质分离；反之温度固定，降低压力使萃取物分离，因此工艺流程短、耗时少。⑤对环境无污染。萃取流体可循环使用，真正实现生产过程绿色化[1]。
CO2是非极性溶剂，对于非极性、弱极性的目标组分的溶解度较大，而对于中等极性、极性的物质来所说，一般要加入能改善其在CO2中的溶解度的极性溶剂—改性剂。改性剂的加入还能降低操作温度和压力、缩短萃取时间。适宜的改性剂，其分子结构上应该既有
亲脂基团，又有亲CO2基团。改性剂改性作用可以从分子间相互作用得到解释。另外改性
剂还起到了与待萃物争夺基体活性点的作用，使被萃物与基体的键合力减弱，从而更易被萃取出来。目前比较常用的改剂有甲醇、丙酮、乙醇、乙酸乙酯等[2]，其中甲醇作为改性
剂使用最为广泛。衍生化试剂可降低被萃物的极性，多用于酚和离子化合物的萃取。需要指出的是，改性剂的作用是有限的，它在改善超临界流体的溶解性的同时，也会削弱萃取系统的捕获作用，导致共萃物的增加，还可能会干扰分析测定。所以，改性剂的用量要尽可能少。
4.超临界流体萃取过程的影响因素
谭明臣等[3]研究了影响超临界流体萃取效果的各种因素，主要包括以下方面：物料的
预处理方式、萃取压力、萃取温度、CO2流量、萃取时间、夹带剂和分离压力及分离温度。
预处理过程中影响萃取效果的主要因素是物料含水量及粒度，二者对萃取的过程影响很大，严重时会使得萃取过程无法进行。
超临界流体的溶解能力与压力有明显的相关性，而且不同萃取物受压力影响的范围不同。实际中要考虑设备投资、安全和生产成本等因素，综合考虑产品资源和整体操作参数。
温度对萃取过程的影响比较复杂，在恒定压力下，萃取率的高低取决于此温度下是密度的影响还是溶质的挥发性增大对溶解度的影响占优势。应该注意的是，对于热敏性的物质，需控制比较合适的萃取温度。
溶剂流量过低，萃取率不高；但是流量过大时，会导致萃取剂耗量增多，从而增加成本。所以在实际处理过程中，必须综合考虑，通过试验来确定合适的萃取剂流量。
在确定萃取时间时，应综合考虑设备能耗和萃取率的关系，选择能使系统能耗经济的最佳时间和方式。
夹带剂从热力学和动力学两个方面影响被萃取组分的萃取率。但夹带剂的使用会因萃取物中夹带剂的分离及残渣中夹带剂的回收，而增加设备及能耗。故是否选用夹带剂及添加的种类、数量等问题，都应视具体萃取对象慎重决定。
还有，分离条件的选择也很重要，合理调整分离釜的工艺参数，是使得不同物质分离的关键所在。
5.超临界流体萃取技术的应用
随着对超临界流体萃取技术研究的不断深入，其应用范围越加广阔。目前超临界流体萃取技术在以下的方面受到广泛的应用。
5.1 食品工业的应用
由于超临界流体萃取技术所得萃取液溶剂残留少、低毒、无污染、无致癌性等优点，因此特别适合用于食品工业。
目前在咖啡豆或茶叶中脱除咖啡因、啤酒花有效成分萃取、动植物油脂的萃取、分离和精制、天然香料植物或果蔬中提取天然香精和色素及风味物质等方面的研究和应用，都取得了长足发展。
用超临界CO2进行食品杀菌也有研究[4]。
5.2 医药工业的应用
从动、植物中提取有效药物成分仍是目前SFE在医药工业中应用较多的一个方面。目
前已对多种中草药有效成分的提取工艺及质量进行了研究，如红景天、灵芝等。近年来，利用超临界流体技术进行药物的干燥、造粒和制作缓释药丸已成为人们关注的一个新热点。
采用SCF技术，可避免中药加水煎熬的传统服用方法，对热敏性有效成分受热破坏，
从而提高疗效。SFE可更有效地提取复杂中药中的挥发性成分。另外，超临界萃取技术还
可以用于抗生素的提取，医药制品的精制、脱杂质，维生素和酶的回收等。
5.3 石油化工的应用
石油化工的SFE应用是化工生产中开发最早的行业，除主要用于渣油脱沥青外，在废油回收利用及3次采油等方面也得到了一定的发展。
超临界流体萃取可以脱除尾油中全部沥青质及甲苯不溶物，质量分数99.5% 以上的金属和70.4%以上的残炭富集到萃余残渣中，馏出油符合催化裂化或加氢裂化进料要求，并具有优良的裂化性能。
5.4 环保方面的应用
在环保方面，SCF技术用于处理含有机物的废水和固体污染物，改进现行的废水处理过程，还可用于废水与污染物分离并将污染物氧化为小分子的场合。在环境污染监测上，SCF技术也可发挥其高效、准确的特性。
目前已经有关于超临界流体萃取技术应用于核废料的处理，从水溶液中提取金属离子的报道。
5.5 皮革工业中的应用
目前超临界流体已广泛应用于皮革染色、脱灰、脱脂、铬鞣等方面，极大地推动了皮革清洁化生产的发展。
据报道，已经出现了关于超临界流体与分析仪器联用来分析皮革中的组分，超临界流体萃取高效去除皮革废水中的铬等方面的研究报道。
5.6 在其它领域中的应用
随着SFE研究的不断深入以及应用领域的不断拓展，新型超临界流体技术如超临界流体色谱、超临界流体化学反应、超临界流体干燥、超临界流体沉析等技术的研究，都取得了较大进展，显示了超临界流体萃取技术良好的应用前景[5]。
6.结束语
虽然超临界流体技术在许多方面已得到应用，但还远没有发挥其应有的作用，这主要是因为目前对超临界流体性质的认识还远远不够，随着认识的深入，超临界流体技术势必得到越来越广泛的应用。
参考文献：
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超临界二氧化碳的研究进展 李会峰陈秀芝 (北京理工大学理学院化学系 100081) E-mail. lhf9898@https://www.doczj.com/doc/8b7893035.html, 摘要 超临界CO2 具有气体的低粘度、高扩散系数和液体的高密度,且化学惰性,无毒无腐蚀,临界状态容易实现,是一种性能优良的环境友好溶剂。本文在超临界CO2 的萃取、超临界流体沉淀技术、以及化学反应等方面就目前的现状做了简介,指出了目前超临界CO2 的研究进展以及今后的研究方向。 关键词超临界二氧化碳萃取沉淀化学反应 1. 前言 自1822年Cagniard首次报道了物质的临界现象以来，超临界流体的研究被广泛关注。1869年Andrew测定了二氧化碳的临界参数。超临界二氧化碳是指温度和压力均高于其临界值（T=31.1℃ P=7.38MPa）的二氧化碳流体。在超临界状态下，二氧化碳具有类似液体的高密度和接近气体的低粘度，并且对人体和动植物无害、不燃、没有腐蚀性、对环境友好、原料易得、价格便宜和处理方便等优点，是目前使用最多的一种超临界流体。 超临界二氧化碳主要应用于热敏性物质和高沸点组分的萃取分离，超细特殊材料的制备，特殊化学反应的溶媒等方面。 2．超临界流体萃取（Supercritical Fluid Extraction,SFE） 与传统的分离方法相比，超临界二氧化碳萃取具有许多独特的优点：（1）超临界流体的萃取能力随其密度增大而提高，因而很容易通过调节温度和压力加以控制；（2）溶剂回收简单方便，不易产生溶剂残留或污染；（3）由于超临界二氧化碳化学性质稳定，无毒和无腐蚀，临界温度接近常温，所以特别适合食品及医药中的生理活性成分和热敏组分的分离[1]。因此，超临界二氧化碳萃取在医药、食品、化妆品、香料、化学工业及环保等领域得到了广泛的应用研究。超临界二氧化碳萃取主要应用于去处有害物质、分离有毒污染、提取有效成分以及回收有用物质[2]。 食品工业上，超临界二氧化碳萃取主要用于从天然中提取各种脂溶有效成分，其提取率优于有机溶剂萃取，且无溶剂残留，为纯天然产品。现已成功提取的物质有啤酒花浸膏、咖啡因、亚麻酸、农副产品植物油脂（如小麦胚芽油、米糠油、玉 - 1 -
超超临界燃煤发电技术的发展历程 从上个世纪50年代开始，世界上以美国和德国等为主的工业化国家就已经开始了对超临界和超超临界发电技术的研究。经过近半个世纪的不断进步、完善和发展，目前超临界和超超临界发电技术已经进入了成熟和商业化运行的阶段。 世界上超临界和超超临界发电技术的发展过程大致可以分成三个阶段： 第一个阶段，是从上个世纪50年代开始，以美国和德国等为代表。当时的起步参数就是超超临界参数，但随后由于电厂可靠性的问题，在经历了初期超超临界参数后，从60年代后期开始美国超临界机组大规模发展时期所采用的参数均降低到常规超临界参数。直至80年代，美国超临界机组的参数基本稳定在这个水平。第二个阶段，大约是从上个世纪80年代初期开始。由于材料技术的发展，尤其是锅炉和汽轮机材料性能的大幅度改进，及对电厂水化学方面的认识的深入，克服了早期超临界机组所遇到的可靠性问题。同时，美国对已投运的机组进行了大规模的优化及改造，可靠性和可用率指标已经达到甚至超过了相应的亚临界机组。通过改造实践，形成了新的结构和新的设计方法，大大提高了机组的经济性、可靠性、运行灵活性。其间,美国又将超临界技术转让给日本（GE向东芝、日立，西屋向三菱），联合进行了一系列新超临界电厂的开发设计。这样，超临界机组的市场逐步转移到了欧洲及日本，涌现出了一批新的超临界机组。 第三个阶段，大约是从20世纪九十年代开始进入了新一轮的发展阶段。这也是世界上超超临界机组快速发展的阶段，即在保证机组高可靠性、高可用率的前提下采用更高的蒸汽温度和压力。其主要原因在于国际上环保要求日益严格，同时新材料的开发成功和和常规超临界技术的成熟也为超超临界机组的发展提供了条件。主要以日本（三菱、东芝、日立）、欧洲（西门子、阿尔斯通）的技术为主。这个阶段超超临界机组的发展有以下三方面的趋势：
超临界二氧化碳动力循环与氦动力循环的比较 目前，世界上正在建设和研究的高温气冷堆都是使用He作为工质，这是因为He具有很好的稳定性、化学相容性及热传导性。但是，He作为工质存在一些不足，例如动力循环需要较高的温度、难于压缩等，给反应堆和换热部件的结构材料、叶轮机械的设计带来很多困难。出于降低反应堆结构材料要求、减少技术难度、提高反应堆的安全性与经济性等各方面的考虑，有学者进行了选取CO2作为循环工质的研究。CO2虽然在稳定性、热传导性方面比He稍差，但CO2具有合适的临界参数，不需要很高的循环温度就可以达到满意的效率，且具有压缩性好、储量丰富等优点。采用CO2作为循环工质可以降低循环温度和压缩功，从而提高反应堆的安全性，同时降低反应堆造价。超临界CO2的闭式布雷顿循环被推荐在铅冷快堆及钠冷快堆中使用。 1. 二氧化碳布雷顿循环分析 （1）二氧化碳布雷顿循环 CO2与He在动力循环中最大的不同点就是气体性质随压力、温度的变化差别很大（表1-1）。高压（7.5 MPa）环境中，CO2的导热系数λ、定压比热容c p 和压缩因子z均与低压（0.1 MPa）下的参数有很大差异；在循环工况下，He循环可以视为理想气体循环，除密度外，其余参数变化不大。动力循环的工况，CO2的工作参数在其临界点（7.377 MPa，31℃）附近；因此，CO2动力循环除与He循环有相同的决定因素外，还取决于动力循环的不同实际工况，即超临界压力、跨临界压力及亚临界压力3种循环工况（图1-1）。超临界循环：循环压力及温度均在临界参数以上；跨临界循环：循环高压侧压力高于临界压力，低压侧压力低于临界压力；亚临界压力循环：循环压力均低于临界压力，工作于气相区。 表1-1 CO2和He热物性比较（35℃） 工质P/MPa ρ/kg·m-3 λ/W·(m·K)-1 C P/kJ·(kg·K)-1z CO2 7.5 277.6 0.03532 5.9306 0.463 0.1 1.95 0.01497 0.828 0.879
超临界二氧化碳循环特性 作为第四代核能系统的候选堆型，超高温气冷堆和气冷快堆具有高安全性、高效率、用途广等特点，且均拟采用氦气作为反应堆直接循环工质。由于氦气具有稳定、无毒、无感生放射性、热容大等特点，因此，目前世界上的气冷堆广泛使用氦气作为直接闭式Brayton循环的工质及反应堆的冷却剂。但氦气循环需较高的循环最高温度（堆芯出口温度）才能达到满意的效率，因此，对反应堆的结构材料、燃料元件材料等提出了较高的要求，同时由于氦气密度低、可压缩系数小等缺点，氦气循环叶轮机械的制造也产生了一定困难。 与氦气相比，CO2因其密度大，且易于压缩，CO2的临界温度为304.19K，比环境温度略高，临界压力为7.3773MPa，在运行工况下，可利用其实际气体的性质减少压缩功等，采用CO2作为工质的循环所需的温度不需太高即可与氦气循环具有相当的效率，因此，使用CO2作为气冷堆循环的工质具有广阔的潜力。同时，CO2循环也被推荐使用于第4代核能系统中的钠冷快堆（SFR）和铅冷快堆（LFR）。 1. 二氧化碳动力循环 （1）简单超临界Brayton循环 与理想气体的Brayton循环类似，CO2的简单超临界Brayton循环如图1-1所示,分为以下几个部分:1至2为CO2在压缩机中被压缩至循环最高压力的过程；2至3为CO2在回热器中的吸热过程；3至4为CO2在中间换热器从反应堆堆芯或热源的吸热过程；4至5为CO2在透平中的膨胀做功过程；5至6为CO2回热器中的回热过程；6至1为CO2的预冷过程。其中，2至3及5至6的回热器的回热过程是Brayton循环的关键。回热器的存在使得Brayton循环的热量得以最大限度地利用，从而提高了循环的效率。
700℃超超临界燃煤发电机组发展情况概述（一） 目前，在整个电网中，燃煤火力发电占70%左右，电力工业以燃煤发电为主的格局在很长一段时期内难以改变。但是，燃煤发电在创造优质清洁电力的同时，又产生大量的排放污染。为实现2008年G8（八国首脑高峰会议）确定的2050年CO2排放降低50%的目标，提高效率和降低排放的发电技术成为欧盟、日本和美国重点关注的领域。洁净燃煤发电技有几种方法，如整体煤气化联合循环（IGCC）、增压流化床联合循环（PFBC）及超超临界技术（USC）。目前，超超临界燃煤发电技术比较容易实现大规模产业化。 超超临界燃煤发电技术经过几十年的发展，目前已经是世界上先进、成熟达到商业化规模应用的洁净煤发电技术，在不少国家推广应用并取得了显著的节能和改善环境的效果。据统计，目前全世界已投入运行的超临界及以上参数的发电机组大约有600余台，其中美国约有170台，日本和欧洲各约60台，俄罗斯及原东欧国家280余台。目前发展700℃超超临界发电技术领先的国家主要是欧盟、日本和美国等。700℃超超临界机组作为超超临界机组未来发展方向，本文对其发展情况进行概述，供参考。 一、概念 燃煤发电机组是将煤燃烧产生的热能通过发电动力装置（电厂锅炉、汽轮机和发电机及其辅助装置等）转换成电能。燃煤发电机组主要由燃烧系统（以锅炉为核心）、汽水系统（主要由各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成）、发电系统（汽轮机、汽轮发电机）和控制系统等组成。燃烧系统和汽水系统产生高温高压蒸汽，发电系统实现由热能、机械能到电能的转变，控制系统保证各系统安全、合理、经济运行。 燃煤发电机组运行过程中，锅炉内工质都是水，水的临界点压力为22.12MPa，温度374.15℃；在这个压力和温度时，水和蒸汽的密度是相同的，就叫水的临界点。超临界机组是指主蒸汽压力大于水的临界压力22.12 MPa的机组，而亚临界机组是指主蒸汽压力低于这个临界压力的机组，通常出口压力在15.7～19.6 MPa。习惯上，又将超临界机组分为两个类型：一是常规超临界燃煤发电机组，其主蒸汽压力一般为24兆帕左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为566～593℃；二是超超临界燃煤发电机组，其主蒸汽压力为25～35 MPa及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度一般600℃以上，700℃超超临界燃煤发电机组是超超临界发电技术发展前沿。在超临界与超超临界状态，水由液态直接成为汽态，即由湿蒸汽直接成
超临界CO2流体技术与纳米颗粒制备 引言 纳米技术是21世纪最为活跃的研究领域之一。目前，对纳米的研究主要停留在对纳米材料制造方法的探索和纳米材料物性的表征水平上，其中超临界流体技术成功地被应用于纳米颗粒的制备尤为引人关注。 超临界流体技术在纳米材料制备的过程中主要采用了对环境无污染的CO2和H2O，以取代传统的制备方法中所用的大量的有机溶媒，这对于人们普遍所关心的日益严重的环境污染问题来说具有重要的意义。目前，有关超临界CO2的应用的报导比较多，这很大程度上是因为CO2的超临界操作条件比较容易实现(如下图所示): 物质名临界温度(K) 临界压力(BAR) CO2304.2 72.8 H2O 647.3 217.6 此外，因为超临界状态的H2O可以高速地分解有机物质，故其更多地被用于无机材料制备领域：比如说，用于制备金属氧化物的微粒和纳米多孔性物质。因此，相对於超临界的H2O 来说，超临界CO2更适合于有机纳米颗粒的制备过程。目前，该技术已被用于有机或高分子材料的制备，并取得了令人振奋的成果。 超临界流体 超临界流体(Supercritical Fluid ，SCF)是指物质处在临界温度和临界压力之上的状态， 介于气态和液态之间，兼有气体和液 体的某些物理性状：它即不是液体， 也不是气体，但它具有液体的高密度， 气体的低粘度，以及介入气液态之间 的扩散系数的特征。 一方面超临界流体的密度通常比 气体密度高两个数量级，因此具有较 高的溶解能力；另一方面，它表面张 力几近为零，因此具有较高的扩散性 能，可以和样品充分的混合、接触， 最大限度的发挥其溶解能力，又称为 超临界流体或高密度气体 (densegases)。 利用它的这种性质，在萃取分离过程中，溶解样品在气相和液相之间经过连续的多次的分配交换，从而达到分离的目的。 气体超临界流体液体 密度[Kg/m3] 0.6-1 200-900 1000 粘度[Ps.s] 10-510-5 -10-410-3 扩散系数[m2/s] 10-510-7 -10-8<10-9 热传导[W/mK] 10-310-3-10-110-1 目前，超临界流体作为一种技术已被广泛地用于对复杂物质比如天然产物的分离提取、食品加工、环境监测、工业分析、印染工业等各个领域。
1.工程热力学将水的临界状态点的参数定义为：2 2.115MPa，374.15℃。当水蒸气参数值大于上述临界状态点的压力和温度时，则称其为超临界参数。超超临界设定在蒸汽压力大于25MPa、或蒸汽温度高于593℃的范围。 2.提高机组热效率：提高蒸汽参数（压力、温度）、采用再热系统、增加再热次数。 3.常规亚临界机组参数为16.7MPa/538℃/538℃，发电效率约38%；超临界机组主汽压力一般为24MPa左右，主蒸汽和再热蒸汽温度为538—560℃，典型参数为2 4.1MPa/538℃/538℃，发电效率约41%；超超临界追压力25—31MPa及以上，主蒸汽和再热蒸汽温度为580—600℃及以上。超临界机组热效率比亚临界机组的高2%—3%，超超临界机组的热效率比超临界机组高4%以上。 4.在超超临界机组参数条件下，主蒸汽压力提高1MPa，机组的热效率就可下降0.13—0.15%；主蒸汽温度每提高10℃，机组的热效率就可下降0.25%—0.30%。再热蒸汽温度每提高10℃，机组的热耗率就可下降0.15%—0.20%。如果增加再热参数，采用二次再热，则其热耗率可下降1.4%—1.6%。当压力低于30MPa时，机组热效率随压力的提高上升很快；当压力高于30MPa时，机组热效率随压力的提高上升幅度较小。 5.锅炉布置主要采用Ⅱ型布置、塔式布置、T型布置。超超临界机组可采用四角单切圆塔式布置、墙式对冲塔式布置、单炉膛双切圆Ⅱ型布置及墙式对冲Ⅱ型布置。Ⅱ型布置适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式；塔式炉适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式；T型布置适用于切向燃烧方式和旋流对冲燃烧方式。 6.水冷壁型式：变压运行超临界直流锅炉水冷壁：炉膛上部用垂直管，下部用螺旋管圈及内螺纹垂直管屏。 7.我国超超临界技术参数：一次再热、蒸汽参数（25—28）MPa/600℃/600℃，相应发电效率预计为44.63%—44.99%，发电煤耗率预计为275—273g/kWh。 8.煤粉燃烧方式：切向燃烧方式（四角、六角、八角、墙式）、墙式燃烧方式（前墙燃烧、对冲燃烧）、W型火焰燃烧方式（拱式燃烧）。切向燃烧指煤粉气流从布置在炉膛四角的直流式燃烧器切向引入炉膛进行燃烧。对冲燃烧是将一定数量的旋流式燃烧器布置在两面相对的炉墙上，形成对冲火焰的燃烧方式。W型火焰燃烧是将直流或弱旋流式燃烧器布置在燃烧室两侧炉墙拱上，使火焰开始向下，再折回向上，在炉内形成W状火焰。 9.空冷机组的水耗率比同等容量的常规湿冷机组约低65%，但其供电煤耗率同比高3%—5%，电厂总投资同比高10%—15%。因此，空冷机组尤其适合在缺水或水价昂贵而燃烧便宜的的地区建设。 10.常规火电湿冷循环冷却系统系统采用自然通风冷却塔形式，循环水损失约占电厂耗水量的80%。而空冷几乎没有循环水损失。 11.直接空冷系统是指汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，蒸汽与空气进行热交换，冷却所需的空气由机械通风方式供应。
超临界二氧化碳萃取技术在中药提取中的应用 引言：近年一些中药提取新技木以及一些新技术在中药制剂提取的应用大大促进了中药现代化的进程。其中，超临界流体萃取技术就是一个相当先进且极有应用前景的新技术。超临界流体萃取技木利用超临界流体扩散系数高．流动及传递性能好、溶解能力强的特点，已广泛应用于中药挥发油、生物碱、黄酮类等多种有效成分的提取分离。摘要：简要介绍了超临界流体萃取的基本原理及其在中药有效成分提取方面的优点,并从中药有效成分提取和中草药除杂两方面介绍了超临界流体萃取技术在中药开发中的应用。指出超临界流体萃取技术是一种新型高效分离技术,也是中药现代化的关键技术之一。在此基础上,提出了今后超临界流体萃取技术的主要研究方向。 关键词:超临界流体萃取; 中药; 应用; 研究方向 Abstract:Supercritical fluid extracti on ( SFE) is a new and high efficiency separati on technol ogy,which is one of the key technologies in Chinesemedicinemodernizati on . The princi and advantages of SFE in the extracti on of the effective components fromChinese herbalmedicine were si mp ly intr oduced, and the app licati on in the extracting of the effective components and removing theimpurity from herbalmedicine were als o introduced . Based on that, the main advanced research trends of SFE were pointed out . Key words: Supercritical fluid extracti on; Chinese herbalmedicine; App licati on; Advanced research trends
超临界二氧化碳萃取的过程及设备
3.2 超临界流体萃取过程的设计与开发 除了在一些食品提取工业中实现超临界流体萃取的工业化外，其在高附加值产品分离中也展现出新的活力，特别是在制药工业中，其重要性也日显增加。尤其是随着有关毒性物质排放越来越受到严格限制，SCFE的使用范围也会日渐扩大。但是SCFE的使用可行性是与过程的规模、产品的价值、是否需用无毒溶剂的一些因素有关。因此，只有进行周密的设计后，才能定量权衡上面提出的种种因素。一旦得出具有可行性的设计，便会吸引到企业界和研究者的重视和关注。 当前，不仅仅是国外的一些学者和专家作了扼要而实用的综述[1]，而且在国内召开的“超临界流体技术学术及应用研讨会”上有多篇论文专门讨论了SCFE 的工艺与设备设计。早八十年代就出现了SCFE过程设计和开发的报告，近30年间，有关SCFE的设计研究还在不断进展，逐渐完善。有些产品，如真菌脂质的提取，不仅要作SCFE的过程设计，而且还要作其他单元操作，如对液液萃取的设计进行比较，从经济上确定何种过程有优势，从而便于在进一步的投资中作出判断。可以说，目前SCFE已如其他比较成熟的单元操作一样,设计、仿真和优化(design,simulation and optimization)的工作已全面开展，这也从-个侧面表明SCFE的实用性正在受到越来越多的科技工作者的关注。 3.2.1 超临界流体萃取工业装置的开发步骤 图3-16示出了任一扩散分离过程科学开发的流程示意图。在步骤2中确定所涉及物料的特征后，一般情况下，若选用传统的分离单元操作，如蒸馏、液液萃取等，往往是凭设计者的经验来选定，较少采用预设计的方法。在开发过程中直接进行实验研究。但SCFE是新技术，对其了解不多。为了能和其他分
超临界二氧化碳制备微胶囊的研究进展 孙勤孙丰来杨阿三郑燕萍程榕 （浙江工业大学，杭州!"##"$） 摘要介绍了超临界流体快速膨胀法、超临界流体抗溶剂技术、浸渍法、化学反应法、雾化气体饱和溶液法等超临界%& ’ 技术制备微胶囊的原理和特点；着重介绍了国内外学者对这些方法的研究现状及应用实例；并对这些方法进行了分析和比较，同时指出了这些方法的使用特点。 关键词超临界%& ’ ，快速膨胀，抗溶剂技术，微胶囊，涂层 中图分类号()#’*+*文献标识码,文章编号"###-.."!（’##$）#/-#/0!-#0 微胶囊技术是一种用成膜材料包覆固体或液体形成微小颗粒的技术。微胶囊可以控制活性物质的释放、改善颗粒性质，广泛应用于医药、食品、涂料、油墨、黏合剂等行业。传统的微胶囊制备方法有溶剂挥发法、凝聚法、聚合法、喷雾干燥法、123-453法等［"］。这些方法通常都使用有机溶剂，因而存在有机溶剂在产品中的残留和污染问题，且许多方法的操作温度相对较高，对大多热敏性物质，如药物、生物制品等并不适用。尽管123-453方法能形成较薄的涂层，但在浓缩时毛细现象容易使薄层卷曲或破裂，因此该法对于微颗粒、光纤等物料涂层时效果并不好。用超临界二氧化碳流体（6%7-%& ’ ）作溶剂能很好地克服这些问题：! 6%7-%&’是无毒、不燃、环境友好的溶剂。超临 界%& ’ 技术可以减少或不使用有机溶剂，这种技术应用在医药、食品工业，可以大大减少有毒溶剂 在最终产品中的残留量；"%& ’ 的临界温度较低 （! 8 9!#$+’:），临界压力相对较小（"89;+!; <=>），容易实现超临界状态，较低的操作温度有 利于处理热敏性物质；#6%7-%& ’ 表面张力、黏度和扩散系数都接近气体，因而能使液滴雾化得更加细小，粒径的分布范围更窄，更易实现对微颗粒 甚至纳米颗粒的包覆；$6%7-%& ’ 的扩散系数和 黏度介于气体和液体之间，使超临界%& ’ 溶液容易渗透到多孔物质内部，形成微胶囊。由于6%7-%&’有诸多优点，因此在一些化工过程中，有代替或减少使用有机溶剂的潜力。在萃取、干洗和喷漆方面已有使用超临界工业化的报道。在微颗粒制备［’%0］、微胶囊制备等方面也开始引起了人们越 来越多的重视，每年都有大量超临界%& ’ 应用和研究的文章和报道。本文着重介绍国内外用超临界%&’制备微胶囊的方法和研究情况。"超临界流体快速膨胀法（?@66过程） !"!#$%%过程的原理 ?@66即超临界流体快速膨胀（?>A B C@D A>E1B2E 2F6G A5H8H B I B8>3623G I B2E），是将溶质（包覆材料）溶于6%7-%& ’ 中，当超临界溶液经过微细喷嘴减压后快速膨胀，使溶质过饱和度骤然升高，在涂层室析出大量微核，并在极短的时间内微核快速生长，形成粒度均匀的亚微米以至纳米级微细颗粒，并在其他微小颗粒材料上形成包覆［.］，见图"。 图"?@66过程示意图 "—%&’钢瓶；’—高压泵；!—萃取釜； $—涂层室；0—高压阀 !"&#$%%过程制备微胶囊的方法和应用 "+’+"?@66结合流化床 在涂层室进行?@66的包覆过程中，被包覆物是静止的，包覆的均匀性较差，尤其是细微颗粒更差，并且容易发生团聚现象，因此并不具备工业开发前景。为此有人将?@66过程与流化床相结合来解决这一问题，取得了较好的效果。 收稿日期’##!-"’-#!；修改稿日期’##$-#.-"0。 第一作者简介孙勤（"/0*—），男，副教授，主要研究化学反应工程、热质传递及设备等领域。电话#0;"-**!’#.’;。 ? ! / ? ’##$年第’!卷第/期 化工进展 %J@ 超临界二氧化碳换热器应用 当温度和压力达到临界点时，二氧化碳就进入了临界状态，超临界状态下的二氧化碳出现为一种即非气体又非液体的状态。超临界二氧化碳具有特殊性质：粘度低、密度高，对高聚物具有很强的溶胀和扩散能力，安全非易燃易爆，无毒无腐蚀性。超临界二氧化碳的特殊性质直接促成它在各个领域中广泛使用，其在能源领域获得很好的应用效果。 作为环境友好型工质，CO2有着诱人的物理和输运特性，将超临界CO2用于布雷顿循环发电系统，通过消耗较低的压缩功，能够实现较高的系统热效率，在新一代核能、太阳能、地热、工业余热回收等领域具有极为广阔的应用前景。超临界二氧化碳循环模式包括取热器、高温回热器、低温回热器、冷却器等换热器。换热器作为超临界二氧化碳发电系统中的关键设备，是数量最多、体积最大、成本最高的设备，其综合性能对系统效率提升与安全稳定运行至关重要。 2018年中国科学院工程热物理研究所承担的我国首座“双回路全温全压超临界二氧化碳换热器综合试验测试平台”在廊坊中试基地建成。其高效紧凑印刷电路板式换热器可在极端环境下运行（温度高于900℃，压力高于60MPa），且比表面积大于2500m2/m3。相同热负荷条件下，PCHE体积大约为壳管式换热器的1/5。而且，换热器热侧出口温度和冷侧入口温度的差值能够接近1K，而壳管式换热器一般在12K以上。 图1超临界二氧化碳换热器综合试验测试平台 在相同的输出功率的情况下，超临界二氧化碳涡轮尺寸大约是蒸汽涡轮的1/10，从而导致整个系统结构紧凑、投资成本低。但由于整个系统运行压力高，且占地面积小，因而传统换热器，如壳管式换热器，板翅式换热器等，均不再适用。 2020年中国船舶集团有限公司七二五所联合中核集团原子能院、合肥通用机械研究院有限公司研制的我国首台液态金属钠-超临界二氧化碳印刷板式换热器(PCHE)顺利通过专家组验收，产品技术达到国际先进水平。PCHE作为一种颠覆性的紧凑高效微通道换热器，具有换热效率高、耐低温高温、耐高压、可靠性高等优势。 近年来杭州沈氏节能科技股份有限公司研发出高效紧凑式微通道换热器，具有高完整性扩散结合结构的高效换热器。扩散结合成就了换热器耐高低温和出色的机械性能，使其成为唯一可用于超临界二氧化碳（SCO?）循环中的最佳换热器。 图2高效紧凑式微通道换热器 特点：超耐高温高压，适用于高温高压等苛刻条件；换热面积大，可达1000m2/m3;采用扩散焊接技术，焊接强度大，机械性能出色；且耐腐蚀，可靠性高，体积小。适用于高温高压下的发电循环；印刷电路板式换热器作为一种新型微通道紧凑式换热器,适用于高温高压等苛刻条件,在新一代核能发电、太阳能光热发电、氢能等领域应用潜力巨大。 超临界CO2流体的应用 随着环境的温度和压力变化，任何一种物质都存在三种相态-气相，液相，固相，三相成平衡态共存的点叫三相点.液，气两相成平衡状态的点叫临界点.在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力，不同的物质其临界点的压力和温度各不相同.超临界流体(Super Critical fluid，简称SCF)是指温度和压力均高于其临界点的流体，常用来制备成的超临界流体有二氧化碳，氨，乙烯，丙烷，丙烯，水等.物体处于超临界状态时，由于气液两相性质非常相近，以致无法清楚分别，所以称之为「超临界流体」。 超临界流体具有类似气体的扩散性及液体的溶解能力，同时兼具低黏度，低表面张力的特性，如表1所示，使得超临界流体能够迅速渗透进入微孔隙的物质.因此用于萃取时萃取速率比液体快速而有效，尤其是溶解能力可随温度，压力和极性而变化. 超临界流体萃取分离过程是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的.当物质处于超临界状态时，成为性质介于液体和气体之间的单一相态，具有和液体相近的密度，黏度虽高于气体但明显低于液体，扩散系数为液体的10～100倍，因此对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力，能够将物料中某些成分提取出来. 在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小，沸点高低和分子量大小的成分萃取出来.同时超临界流体的密度，极性和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加，利用预定程序的升压可将不同极性的成分进行分步提取.当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以通过控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压，升降温的方法使超临界流体变成普通气体或液体，被萃取物质则自动完全析出，从而达到分离提纯的目的，并将萃取与分离两过程合为一体，这就是超临界流体萃取分离的基本原理. 关于CO2超临界体 二氧化碳在温度高于临界温度Tc=31.26℃，压力高于临界压力Pc=72.9atm的状态下，性质会发生变化，其密度近于液体，粘度近于气体，扩散系数为液体的100倍，因而具有惊人的溶解能力.用它可溶解多种物质，然后提取其中的有效成分，具有广泛的应用前景.超临界二氧化碳是目前研究最广泛的流体之一，因为它具有以下几个特点： (1)CO2临界温度为31.26℃，临界压力为72.9atm，临界条件容易达到. (2)CO2化学性质不活泼，无色无味无毒，安全性好. (3)价格便宜，纯度高，容易获得. 所谓的二氧化碳超临界萃取是将已经压温加压成超临界状态的二氧化碳作为溶剂，以其极高的溶解力萃取平时不易萃取的物质，以下有几项关于萃取的说明： (1)溶解作用 在超临界状态下，CO2对不同溶质的溶解能力差别很大，这与溶质的极性，沸点和分子量密切相关，一般来说有以下规律：亲脂性，低沸点成分可在104KPa(约1大气压)以下萃取，如挥发油，烃，酯，醚，环氧化合物，以及天然植物和果实中的香气成分，如桉树脑，麝香草酚，酒花中的低沸点酯类等；化合物的极性基团( 如-OH，-COOH等)愈多，则愈难萃取.强极性物质如糖，氨基酸的萃取压力则要在4×104KPa以上.另外化合物的分子量愈大，愈难萃取；分子量在200～400范围内的成分容易萃取，有些低分子量，易挥发成分甚至可直接用CO2液体提取；高分子量物质(如蛋白质，树胶和蜡等)则很难以二氧化碳萃取. (2)特点 将超临界二氧化碳大量地拿来做萃取之用是因为它具有以下几个萃取技术上的特点 A.超临界CO2流体常态下是无色无味无毒的气体，与萃取成分分离后，完 分子临界温度临界压力临界密度分子临界温度临界压力临界密度 完全没有溶剂的残留，可以有效地避免传统溶剂萃取条件下溶剂毒性的残留.同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染，是一种天然且环保的萃取技术. 摘要：介绍了超临界二氧化碳萃取技术的基本原理和特点，简单说明了该技术在香料、医药、食品等工业上的应用。 关键词：超临界二氧化碳萃取分离技术基本原理 前言 超临界流体萃取，又称超临界萃取、压力流体萃取、超临界气体萃取。它是以高压、高密度的超临界状态流体为溶剂，从液体或固体中萃取所需要的组分，然后采用升温、降压或二者兼用和吸收（吸附）等手段将溶剂与所萃取的组分分离。 早在1897年，人们就已经认识到了超临界萃取这一概念。当时发现超临界状态的压缩气体对于固体具有特殊的溶解作用。例如再高于临界点的条件下，金属卤化物可以溶解再在乙醇或四氯化碳中，当压力降低后又可以析出。但直到20世纪60年代，才开始了其工业应用的研究。目前超临界二氧化碳萃取已成为一种新型萃取分离技术，被广泛应用于食品、医药、化工、能源、香精香料的工业的生产部门。 1 超临界萃取的原理 当液体的温度和压力处于它的临界状态。 如图1是纯流体的典型压力—温度图。图中， AT表示气—固平衡的升华曲线，BT表示液— 固平衡的熔融曲线，CT表示气－液平衡的饱 和液体的蒸汽压曲线，点T是气－液－固三相 共存的三相点。按照相率，当纯物的气－液－ 固三相共存时，确定系统状态的自由度为零， 即每个纯物质都有自己确定的三相点。将纯物 质沿气－液饱和线升温，当达到图中的C时， 气－液的分界面消失，体系的性质变得均一， 不再分为气体和液体，称点C为临界点。与该点相对应的临界温度和压力分别称 为临界温度T 0和临界压力P 。图中高于临界温度和临界压力的有影阴的区域属 于超临界流体状态。 在这种状态下，它既不完全与一般气相相同，又不是液相，故称为超临界流体。超临界流体有气、液相的特点，它既有与气体相当的高渗透力和低粘度，又兼有液体相近的密度和对物质优良的溶解能力。这种溶解能力能随体系参数的变化而连续的改变，因而可以通过改变体系的温度和压力，方便的调节组分的溶解度和萃取的选择性。利用上述特点，超临界二氧化碳萃取技术主要分为两大类原理流程即恒温降压流程和恒压升温流程。前者萃取相经减压，后者萃取相经升温。 超临界二氧化碳在工业上的应用 摘要：超临界二氧化碳具有其他超临界流体不可比拟的优势，因此，引起了研究者广泛的兴趣。本文简单的介绍了超临界二氧化碳的优点，如具有两极性、良好的流动性和扩散性等。综述了超临界二氧化碳在降低高分子聚合物粘度中的应用以及在制备微孔塑料中应用、原理和研究进展，超临界二氧化碳作为绿色的介质，将会有更广阔的应用价值。 关键词：超临界二氧化碳增塑性发泡剂粘度 在最近几年来，超临界流体因对高分子聚合物的优异增塑作用、优良的传递性能和参数可调节性，使超临界流体得到了突飞猛进的发展，并具有更高的应用价值。在众多超临界流体中，超临界二氧化碳具有其他超临界流体不可比拟的优势，因为我们就与二氧化碳接触，其无毒、无味、非可燃性物质，并且二氧化碳的超临界条件比较低，工业上易于达到，并且超临界二氧化碳具有良好的流动性和扩散性。当超临界二氧化碳参与反应时，体现了优异的溶解速率和传质速率。超临界二氧化碳即可以与极性物质相容也可与非极性物质相容，由于超临界二氧化碳具有优良的特征，因此引起了的许多化学科研工作者地兴趣，到目前为止，超临界二氧化碳主要以优良的增塑性和发泡性应用于挤出成型中。 一、超临界二氧化碳在改变高分子聚合物粘度中的应用 众所周知，高分子聚合物的粘度的高时，加工高分子聚合物成型是不利的，因此，需要改变高分子聚合物的粘度，首先我们先到的是增加温度来降低高分子聚合物的粘度，但这是往往也会增加成本，增大能耗，如果向高分子聚合物中加入低粘度塑化剂来降低其粘度，但很难分离出低粘度塑化剂，这将成品的性能和质量，使成品存在许多缺陷[1]。但超临界二氧化碳能够降低高分子聚合物的粘度，这是因为二氧化碳的超临界条件比较低，很容易达到，在二氧化碳变为超临界流体，使高分子聚合物的粘度降低，同时在低温度下达到熔融状态，并具有等量的流体性质，从而提高熔体流动特性，使挤出速度增加[2]。在二氧化碳气体变为超临界流体时，在这个过程中，二氧化碳是吸收热量，使环境温度降低，熔体温度降低，挤出速度和热能吸收率都将增大，从而使挤出物的物理性能提高，并且还能降低能量损失。二氧化碳通过增大压力的方法可从成品中逸出，保证了产品的优良性能和质量。 超临界二氧化碳对高分子聚合物粘度的降低主要是两个机理：第一个机理是，高分子聚合物吸收二氧化碳，使链缠结降低，从而自由体积增加；第二个机理是，二氧化碳担任“分子润滑剂”角色，将这两个机理有机的结合在一起，便使高分子聚合物的粘度降低[1]。据数据表统计，超临界二氧化碳与超粘的高分子聚合物相溶成单一相时，对高分子聚合物粘度的降低可达到60%[3]。 Elkovitch M.D.[1]、Hung Y.L.[4]、Siobhan O.M.[5]、Will Strauss[6]、Jian X.Z.[7]等人都对超临界二氧化碳都有深入的研究，研究结果表明，高分子聚合物与超临界二氧化碳之间同时存在物理作用和化学作用；在较高的剪切速率条件下，超临界二氧化碳对高分子聚合物的影响将会消失，粘度趋于稳定；在一定条件下，超临界二氧化碳作为增塑剂，得到的致密的产品。 二、超临界二氧化碳在微孔塑料制中的应用 二氧化碳对压力非常敏感，当降低压力时，二氧化碳将从高分子聚合物中逸出，高分子聚合物处于过饱和状态，使系统的热力学处于不稳定状态，从而有固 一、国外研究现状 1、美国桑迪亚国家实验室率先开展了超临界二氧化碳闭式循环的研究，通过实验对超临界二氧化碳闭式循环存在的包括压缩、轴承、密封、摩擦等问题进行了大量研究，循环实验装置获得了接近50%的发电效率。2011年3月4日桑迪亚实验室在其网站上正式宣布已经掌握了超临界二氧化碳闭式循环的关键技术。 该试验台在早期超临界二氧化碳压缩特性实验装置的基础上添加涡轮、浸入式电加热器和回热器等装置而成，其中电加热器的功率为260kW，压气机压比为1.8。 来自中国科学院国家科学图书馆《科学研究动态监测快报》“先进能源科技专辑” 2、麻省理工（MIT）提出了3 种热力循环参数方案： ①基本设计方案：最高压力20 MPa、堆芯出口温度550℃、净效率达43%； ②先进设计方案：最高压力20 MPa、堆芯出口温度650℃、净效率达47%； ③高性能设计方案：最高压力20 MPa、堆芯出口温度700℃、净效率可达49%。 S-CO2冷却快堆（GFR）的总体方案。 反应堆热功率为2400 MW，电功率约1200 MW，采用2 环路或4环路设置，设计寿命60 a；系统热效率51%，净效率47%；堆芯进、出口温度分别为485.5、650℃，运行压力20 MPa。 3、东京工业大学（TIT）——气冷堆：反应堆热功率为600MW，堆芯出口温度为650℃，反应堆出口运行压力约为7 MPa，系统效率为45.8%。 以S-CO2作为二回路能量转换工质的核反应堆一般采用液态金属或气体冷却，以达到较高的堆芯出口温度。美国对这方面的研究主要是利用S-CO2动力系统高效率、设备简化紧凑等特点开发多功能模块化中小型核反应堆。 第39卷第6期2011年6 月Vol．39No．6 Jun．2011 我国1000MW级超超临界燃煤发电技术的瓶颈浅析 金利勤1，王家军2，王剑平1 （1．浙江浙能嘉华发电有限公司，浙江嘉兴314201；2．杭州电子科技大学自动化研究所，杭州310018） 摘要：对我国1000MW级超超临界燃煤发电技术的现状进行了综述，并和发达工业国家的超超临界燃煤机组进行了对比分析。针对我国超超临界机组发展的技术瓶颈，提出了亟需研究解决的课题。对高超超临界燃煤发电技术进行了展望。 关键词：1000MW级；超超临界；燃煤火力发电；技术瓶颈 作者简介：金利勤（1960-），男，高级工程师，从事火电厂技术管理工作。 中图分类号：TK325文献标志码：A文章编号：1001-9529（2011）06-0976-04 基金项目：浙江省科技厅重点软科学研究资助项目（2010C25096） Analysis on the Technological bottleneck of1000MW Ultra-supercritical Coal-fired Power Generation in China JIN Li-qin1，WANG Jia-jun2，WANG Jian-ping1 （1．Jiahua Power Generation Co．Ltd of Zhejiang Zhe Energy，Jiaxing Zhejiang，314201； 2．Institute of Automation，Hangzhou Dianzi University，Hangzhou Zhejiang，310018） Abstract：In this paper，a survey is given about the present1000MW ultra supercritical coal-fired power generation technology in China．The development of ultra supercritical coal-fired power generation technology in China is ana-lyzed and compared with that of industrialized countries．After summarizing the technological bottlenecks existed in this field，the problems needing to be solved are pointed out and the future developments of ultra supercritical coal-fired power generation technology are proposed． Key words：1000MW；ultra-supercritical；coal-fired power generation；technology bottleneck Foundation items：The Important Soft Science Research Foundation of Science Technology Department of Zhejiang Province（2010C25096 櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚櫚） 参考文献： ［1］陈春元，李永兴．大型煤粉锅炉燃烧设备的优化设计问题［J］．锅炉制造，1992（2）． ［2］范从振．锅炉原理［M］．北京：水利电力出版社，1986．［3］VAPNIK V N．The nature of statistical learning theory［M］．NY：Springer-Verlag，1995：8-50．［4］VAPNIK V N，LEVIN E，LE Cun Y．Measuring the VC－dimension of a learning machine［J］．Neural Computation， 1994（6）：851-876． ［5］连慧莉．电站锅炉燃煤特性预测建模研究［D］．南京：东南大学，2005． 收稿日期：2010-03-28 本文编辑：王延婷 1000MW级超超临界燃煤发电是一种先进、高效的发电技术，代表了当前火力发电的最高水平，1000MW级超超临界燃煤发电技术的研发和应用对实现我国火电结构调整、节能降耗，建设资源节约型、环境友好型社会，促进电力工业可持续发展具有重要意义。国家能源局表示在“十二五”期间将进一步降低200MW以下小型火电机组在整个发电装机容量中的比例，提高600MW 以上超超临界发电机组的比例，特别是1000MW 级超超临界燃煤发电机组将成为当前我国火电发展的主流机组。 虽然我国已投运和在建、拟建的1000MW 级超超临界燃煤发电机组居世界首位，但是在超超临界燃煤发电的核心技术方面与发达工业国家 超临界二氧化碳在染整加工中的应用 摘要：针对传统水染工艺不能从根本上解决印染行业水环境污染严重及资源消耗、浪费大的问题，介绍了一种全新的清洁生产技术——超临界二氧化碳染色过程。文章综述了超临界二氧化碳应用于染整加工领域的研究进展，包括超临界二氧化碳的性质，其在前处理的应用、以超临界二氧化碳为介质染合技术的一般流程，染合成纤维及天然纤维相关内容等，并讨论了其利弊。 关键词：超临界流体：二氧化碳；染整； 前沿： 进入二十一世纪环境保护越来越受到人们的重视．可持续发展问题成为当今世界经济发展的主题，任何工业的发展都必须符合这一主题的要求。同时全球水资源环境问题日益尖锐，我国是严重缺水的国家，水污染使资源短缺问题变得更为突出，工业污染是造成水环境污染的主要污染源之一。而在纺织品染整加工过程中，大量使用了污染环境和对人体有害的染整剂，这些助剂生物降解性差，毒性大，游离甲醛含量高，重金属离子的含量超标。这些助剂大多以气体、液体、固体的形态排放而污染环境，严重危害人类的健康，因而，绿色染整加工技术成了近年来科研工作者追求的目标[16]。 近二十年来，超临界二氧化碳技术倍受青睐，它是采用二氧化碳来代替以水为介质的染整加工技术，工艺中无需清洗，无需烘干，二氧化碳可循环再利用。该技术可避免大量废水对环保带来严重污染问题。保护了水资源，省去还原清洗和烘干工序，降低了能源消耗，染色过程无有害气体排放，残余染料可循环使用，提高了染料利用率。它不仅无毒、无污染，不易燃烧，而且价格便宜，要求的操作温度和压力都较低，具有许多奇特的性能，以前较多地应用于食品及医药工业上。近几年来，超临界二氧化碳技术在高分子材料合成和加工以及纺织工业上的应用成为科技界关注的热点。下面介绍超临界二氧化碳的性质以及超临界二氧化碳技术在染整加工领域的一些应用。 1超临界二氧化碳的性质 常压下，物质在液相和气相间成平衡时，两相的物理性质如粘度、密度、导电度和介电常数等存在显著差别。当压力提高时，这种差别逐渐缩小，当达到某一温度和压力时，两相密度相等，气相和液相之间无明显的界限，而且仅有一相，称为临界状态。此时的温度和压力均称为临界温度和临界压力。超临界流体(SCF)是指在临界温度和临界压力以上的流体。处于超临界状态时，气液两相性质非常接近，以至于无法分辨。超临界流体本身具有如下特性[17]：①其扩散系数比气体超临界二氧化碳换热器应用
超临界co2流体的应用
超临界二氧化碳萃取技术
超临界二氧化碳在工业上的应用
超临界二氧化碳
我国1000MW级超超临界燃煤发电技术的瓶颈浅析
超临界二氧化碳
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