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超临界流体的优质特性

2022-01-05
  部分物质随着温度和压力的变化,会相应的呈现出固态、液态、气态三种相态。三态之间相互转化的温度和压力称为三相点,除三相点外,分子量不太大的稳定物质还存在一个临界点,临界点由临界温度、临界压力和临界密度构成,当把处于气液平衡的物质升温升压时,热膨胀引起液体密度减少,压力升高使气液两相的界面消失,成为均相体系,这一点成为临界点。
 
  高于临界温度和临界压力以上的流体是超临界流体。超临界流体处于气液不分的状态,没有明显的气液分界面,既不是液体也不是气体。由于超临界流体处于超临界状态,对温度和压力的改变十分敏感,具有十分独特的物理性质,它的黏度低、密度大,有良好的流动、传质、传热和溶解性能,因此被广泛用于节能、天然产物萃取、聚合反应、超微粉和纤维的生产,喷料和涂料、催化过程和超临界色谱等领域。将超临界流体应用到这些领域中的技术统称为超临界流体技术。
 
  超临界流体具有液体和气体的双重特性,有与液体接近的密度,又与气体接近的黏度及高的扩散系数,因此具有很强的溶解能力和良好的流动、传递性能。处于临界温度和临界压力附近的超临界流体密度仅仅是温度和压力的函数,所以在合适的温度和压力下,它能够提供足够的密度来保证足够强的溶解性。
 
  由于超临界流体的特殊物理化学性质,超临界流体技术的应用领域不断扩展,超临界流体除了应用于传质萃取外,还可用于颗粒制造、环境治理、化学反应和节能方面。从超临界流体的基础数据、工艺流程到装置设备等方面的研究也不断地深入和全面,但对超临界流体萃取本身的认识不够透彻,在化学反应、传质与传热过程的理论未达成共识等问题仍需深入研究,且超临界流体操作压力较高,对设备要求高,使得一次性投资较大问题限制其工业化规模的应用,有待进一步解决。随着国内外学者对超临界流体的更深入的研究,超临界流体技术的工业化将具有更好的应用前景,给社会带来更大的经济效益和环保效益。