超临界状态下水的特性
黄国龙
(太仓港环保发电有限公司，江苏太仓215433)
[摘要] 阐述了超临界水与普通水的不同，超临界机组工质一水的性质，从而为超临界机组的运行提供一定帮助。
[关键词] 超临界；水；性质
中图分类号：TK227．8 文献标识码：B 文章编号：1008—4835(2004)04—0082—03
0 引 言
超临界水是一种特殊流体，即超临界流体。在性质上与亚临界或超高压、高压水有很大不同。例如原来是无机物性质，现在类似有机物性质等，其在水处理上有许多以前所没有的性质。本文仅就超临界机组水的特性浅谈几点认识，以便更好认识和做好超临界机组化学水处理工作。
1 对水的临界点认识
在通常情况下，水是以蒸汽，液态水和冰三种状态存在的。当汽液平衡的物质升温升压时，热膨胀引起液体密度减小，压力升高又使气相和液相的界面消失，成为一均相体系，这一点就是临界点，水的临界点为Tc=374．3℃ ，Pc=22．05 MPa。
2 超临界水的特性
所谓水的超临界状态，是指水的温度、压力分别高于临界温度、压力时的状态。在超临界状态下，水的性质发生了极大变化，其密度、介电常数、粘度、扩散系数、电导率和溶液化性能等等都不同于普通水。
2．1 溶解特性的变化
水在通常状态下是极性溶剂，其介电常数非常大，约为8O，可溶解包括盐类在内的大多数电解质等无机物，而几乎不溶解有机物；但是在超临界状态下，因为水的介电常数受温度影响降低到lO，与极性很小的有机溶剂介电常数差不多，从而水的性质发生了极大地变化，表现出更近似非极性有机化合物，对有机物的溶解能力骤增，成为非极性有机物的良好溶剂，几乎不溶解无机物，与通常水正好相反。
水的特性要求电厂水处理工作在超临界机组的水处理上作相应的调整，又因为是直流炉，这就要高度重视超临界直流炉水中无机物不得超标，否则容易沉积结垢，产生热效率下降，增大机组阻力和垢下腐蚀的不良后果；又因为有机物和气体较易溶于超临界水(溶解度大大增大)，对许多易溶气体的不良作用也应高度重视。防止因此带来机炉腐蚀等不良问题。
2．2 密度的变化
在标准状态下，水的密度为1 g／cma，在临界点时为0．3 g／cma，当水的密度超过0．4 g／cm3时，水会保持离子性质，即水的介电常数和离子积都较高。在超临界区，水的密度随温度升高与液体密度类似，连续降到气体密度，此时超临界水似乎成为“非水液体”说明水的氢键减弱或几乎不存在氢键。
水的密度是关键参数，它影响水的介电常数、离子积、粘度、溶解度、分子体积、扩散系数、离子化等。在超临界状态下：压力一定时，当水的温度升高，密度会减小。温度一定时，当水的压力升高，密度会增大。
密度变化如图1所示。
水在临界点时，密度为0．3 g／cma。
在超临界近距离状态下，温度的微小变化将引起

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相。超临界水介电常数低(2---,10)达到有机溶程度，与烃类形成一相。
水一氧气、二氧化碳、氢气等在超临界侧均易形成一个相等等。
3 结 语
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，所以这些要求我们水处理工作者对超临界工质水重新认识，以便更好地为发电厂服务。