超临界流体技术原理
超临界流体技术是一种在高压和高温条件下利用流体的性质进行实验和应用的技术方法。超临界流体是指在临界点以上的温度和压力条件下存在的物质状态，具有介于气体和液体之间的性质。超临界流体技术在化学工业、材料科学、能源领域等各个领域都具有广泛的应用前景。本文将介绍超临界流体技术的原理及其在不同领域中的应用。
一、超临界流体的原理
超临界流体是指在临界点以上的温度和压力条件下，物质处于气液临界态，具有与常规流体截然不同的性质。超临界流体的原理基于以下几个重要特性：
1. 高溶解性：超临界流体具有极高的溶解性能，可溶解多种有机物质，包括一些传统溶剂无法溶解的物质。这归因于超临界流体的密度和黏度变化幅度大，而且与其它流体性质相比，超临界流体的介质分子间作用力较小。
2. 可逆性：超临界流体的性质具有可逆性，即在改变温度和压力的条件下，可以实现物质的溶解和分离。这一特性使得超临界流体技术在催化剂的制备、化合物的提取和纯化等领域有着独特的优势。
3. 调控性：超临界流体的性质可以通过调控温度和压力来改变。通过调节温度和压力的变化，可以实现对超临界流体的物理和化学性质的精确控制，从而实现对物质的选择性提取和分离。
二、超临界流体技术在化学工业中的应用 1. 超临界流体萃取技术：超临界流体萃取技术是指利用超临界流体的溶解性和可逆性进行物质的提取和分离。常用的超临界流体包括二氧化碳、甲烷等。超临界流体萃取技术在化学工业中广泛应用于天然产物提取、催化剂制备等领域，具有高效、环保的特点。
2. 超临界干燥技术：超临界干燥技术是利用超临界流体的溶解性进行湿物质的干燥。相比传统的热空气干燥方法，超临界干燥技术具有高效、快速、无残留溶剂等优势，被广泛应用于食品工业、制药工业等领域。
三、超临界流体技术在材料科学中的应用
1. 超临界流体沉积：超临界流体沉积是利用超临界流体的高溶解性和低黏度特性进行材料的制备。通过控制温度和压力等条件，可以实现对沉积速率、晶体结构等参数的精确控制，从而制备出各种功能材料。
亚临界、超临界、超超临界火电机组技术区别
一、 定义
所谓的"临界"是指锅炉工作情况下承受的一定温度和压力的蒸汽状态。可以查出水的临界压力为22.115MPa ，由此知，此压力对应下的状态叫临界状态；
(1)水在加热过程中存在一个状态点——临界点
(2)低于临界点压力，从低温下的水加热到过热蒸汽的过程中要经过汽化过程，即经过水和水蒸汽共存的状态；
(3)而如果压力在临界压力或临界压力以上时，水在加热的过程中就没有汽水共存状态而直接从水转变为蒸汽。
T-S图
1.1 压力低于25MPa（对应的蒸汽温度低于538摄氏度）时的状态为亚临界状态；亚临界自然循环汽包锅炉的燃烧室蒸发受热面与汽包构成循环回路。受热面上升管吸热量越大，则上升管内的含汽率增大，与下降管比重差增大，因此推动更大的循环量。其特性是带有“自补偿”性质的。而直流锅炉燃烧室内的平行上升管组吸热量越大则工质比容增大，体S T
饱和水线 饱和汽线 临界点
水的临界点 积流速变大，阻力增大。对带有联箱的平行管组，吸热多的管子质量流量必然降低，其特点是“直流”性质的。
1.2 压力在25MPa时的状态（对应的蒸汽温度高于538摄氏度）为超临界状态；超临界是物质的一种特殊状态，当环境温度、压力达到物质的临界点时，气液两相的相界面消失，成为均相体系。当温度压力进一步提高，即超过临界点时，物质就处于超临界状态，成为超临界流体。超临界水是一种重要超临界流体，在超临界状态下，水具有类似于气体的良好流动性，又具有远高于气体的密度。超临界水是一种很好的反应介质，具有独特的理化性质，例如扩散系数高、传质速率高、粘度低、混合性好、介电常数低、与有机物、气体组分完全互溶；对无机物溶解度低，利于固体分离，反应性高、分解力高；超临界水本身可参与自由基和离子反应等等。
1.3 压力在25-31MPa之间(温度在600度以上）则称为超超临界状态。
二、 参数
超临界和超超临界
超临界（SC）
火电厂超临界机组和超超临界机组指的是锅炉内工质的压力。锅炉内的工质都是水，水的临界压力是:22.115MPa,临界温度是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，炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉，大于这个压力就是超临界锅炉，炉内蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31 MPa被称为超超临界。在工程上，也常常将25MPa以上的称为超超临界。
375℃以上，超临界水可与氧气、空气和氮气及有机物以任意比例互溶。
与有机物的高溶解度相比，无机盐在超临界水中的溶解度非常低，并且随水的介电常数减小而减小，当温度大于475℃时，无机物在超临界水中的溶解度急剧减小，呈盐类析出或以浓缩盐水的形式存在。如NaCl在300℃水中的溶解度为37%，而在550℃和25MPa的水中的溶解度为120mg/L，其原因主要是由水的低介电常数和离子解离常数造成的。同时，在超临界水中溶解的无机盐溶质具有不同于常温常压下的特殊性，对于等压条件下的温度上升，水的介电常数会降低，有利于溶质的缔合；相反，等温条件下压力的上升有利于溶质的分解。在高温低压的超临界条件下，当水的介电常数小于15时，水中溶解的溶质会发生大规模的缔合作用，即常温常压下的强电解质在高温低压的超临界条件下会变为弱电解质，而室温下的弱电解质则形成中性的缔合的配合物。
由于超临界水对有机物和氧气都是极好的溶剂，因此有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行，反应不会因相间转移而受限制。 因而，超临界水氧化技术，即SCWO技术(Super Crtical Water Oxidation)是在不产生有害副产物情况下彻底有效降解有机污染物的一种新方法。
超临界和超超临界发电机组已在发达国家广泛采用。国外机组的可靠性数据表明，超超临界机组同超临界发电机组一样，可以实现高的可靠性。从环保措施看，国外的超超临界机组都加装了锅炉尾部烟气脱硫、脱硝和高效除尘装置，可以实现较低的污染物排放，满足严格的排放标准。例如日本的超超临界机组的排放指标可以达到S02含量为70mg／m3（标准状态，下同），N0：含量为30mg／m3，粉尘5mg／m3可见，超超临界燃煤机组可以与燃用天然气、石油等机组一样实现清洁的发电。同时，超超临界机组提高了效率，相应地节约了发电耗水量。
简单一点,水在大气压下100度气化,蒸汽温度也是100度,这是所谓临界状态,要再加热蒸汽,麻烦,那么加压,提高水的气化点,就是超临界了,高温蒸汽的能源利用效率高,亚临界，170MPa，535；超临界，250MPa，560℃,超超临界，300MPa，600℃.至于液态变成气态,不临界也是这样.
火力发电机组，以容量划分，分为小机（10万千瓦及以下机组）、大机（20万千瓦、30万千瓦、60万千瓦、100万千瓦、130万千瓦等）。还可划分为亚临界机组、超临界机组、超超临界机组、联合循环机组。
亚临界、超临界、超超临界发电机组，主要是就蒸汽的压力与温度参数而言：亚临界，170ata，535；超临界，240ata，560℃℃；超超临界，300ata，600℃。在超临界与超超临界状态，水由液态直接成为汽态（由湿蒸汽直接成为过热蒸汽、饱和蒸汽），热效率高。因此，超临界、超超临界发电机组已经成为国外，尤其是发达国家主力机组。
燃气轮机
燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。
燃气轮机的工作过程是，压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气透平中膨胀作功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加热后的高温燃气的作功能力显著提高，因而燃气透平在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。燃气轮机由静止起动时，需用起动机带着旋转，待加速到能独立运行后，起动机才脱开。
燃气轮机由压气机、燃烧室和燃气透平等组成。压气机有轴流式和离心式两种，轴流式压气机效率较高，适用于大流量的场合。在小流量时，轴流式压气机因后面几级叶片很短，效率低于离心式。功率为数兆瓦的燃气轮机中，有些压气机采用轴流式加一个离心式作末级，因而在达到较高效率的同时又缩短了轴向长度。
