生活垃圾置于亚临界状态的高温高压水中时，其中大部分的高分子有机废物可被水解为类似煤炭的烃类可燃物，热值可达4200kcal/kg，由于水解过程无需垃圾发酵、无需渗滤液处理，可作为传统垃圾发电工艺的“清洁焚烧发电”替代模式。这为国内众多中小县城找到了一种较为理想的垃圾处理解决方案，为此建议国家在政策考虑方面给予积极的引导、鼓励和支持。

生活垃圾亚临界水解发电新技术应用展望

王建军1许发兴2王振业2

（1.中电国际新能源控股有限公司 2.吉林伸飞环保能源有限公司）

生活垃圾置于亚临界状态的高温高压水中时，其中大部分的高分子有机废物可被水解为类似煤炭的烃类可燃物，热值可达4200kcal/kg，由于水解过程无需垃圾发酵、无需渗滤液处理，可作为传统垃圾发电工艺的“清洁焚烧发电”替代模式。这为国内众多中小县城找到了一种较为理想的垃圾处理解决方案，为此建议国家在政策考虑方面给予积极的引导、鼓励和支持。

一、亚（超）临界水的概念与功能

水的临界点温度为374.2℃、压力为22.1 MPa。水在临界点状态下，因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸汽的密度达到相同（0.323g/cm3），此时，水的液相和气相没有区别，完全交融在一起。

温压处于临界点以上的水，叫“超临界水”，超临界水的物理化学性质与普通液态水有很大差别，它具有良好的溶解性，能实现气体、液体和有机固体间的互溶。由于超临界水对设备要求很高，而且腐蚀性极强，为降低对设备的要求，目前部分研究开始在“亚临界”条件下进行相关反应。“亚临界水”（Subcritical water），其温度范围通常介于150-374℃之间，压力范围通常介于0.4-22.1MPa之间。

亚（超）临界水具有多方面功能：

1.优异的溶解功能：目前用以萃取相同极性的其他物质，例如，植物中香料的萃取、中草药中有效成分的萃取、从餐饮废油中萃取生物油等等。萃取过程不消耗任何酸和碱，不带来任何新的污染，是一种真正的“绿色处理技术”。

2.氧化促进功能：有机物在加氧后的亚（超）临界水中，氧化反应能在几秒内对有机物高效矿化甚至彻底摧毁[1]。反应过程中，有机物C、H元素被氧化为CO2和H2O，有机氮和无机氮通常被转化为N2或硝酸盐。这个功能目前在国内外多用于工业有机污染物的氧化降解，例如苯类及酚类的氧化降解等，其中多氯联苯（PCBs）的氧化降解，被各国研究重点关注。因为PCBs属于致癌物，焚烧过程中易生成二噁英（PCDDs和PCDFs），故焚烧法处理存在技术缺陷[2]。Modell等曾报道PCBs在温度783K、压力25.3MPa的水中停留222s时，PCBs的去除率达99.99%[3]，最终降解为二氧化碳、氮气和水。

3.水解脱氯功能：这个功能多用于实现含氯有机物的有效脱氯。例如，一般情况下，聚氯乙稀PVC相对较难实现降解，但在1h、300-370℃的亚临界水中，也能实现56%左右的有效降解，降解后的氯以氯离子形态被水解在水体中。

4.酸性水解功能：水在高温高压状态中自电离程度较高，生成大量[H3O]+和[OH]-，呈现出强酸强碱性质、具备了酸性水解功能，可将纤维素水解生成低聚糖、单糖，最终可被分解成二氧化碳、氢气。一般在亚临界状态下，纤维素、木质素等主要生成中间产物，这些中间产物通过聚合或结焦，形成焦油、焦炭等热值化合物。

5.水解燃料化功能：这个功能可能类似于地球中石油的生成机理，因为油母质转化为石油就发生在地层深处高温高压的水中[4]（石油的主要成份为：烷烃、环烷烃、 芳香烃和烯烃等多种液态烃的混合物）。目前该功能多用于生物质、煤、聚合物等的水解燃料化，制取出黑褐色的、