影响超临界水反应器腐蚀过程的理论计算研究

溶液的离解和酸化过程是影响材料腐蚀的主要因素，在普通水溶液中这些过程的研究已经很成熟，但在超临界水中这些过程与普通水中差异巨大。本课题通过系统的热力学计算和先进的分子动力学计算机模拟技术，研究温度和压力影响各种超临界水溶剂的物化性质，重点研究不同温度、压力、密度参数下，超临界水中离子和酸的水化、络合、解理和扩散过程，深入理解普通水转变为超临界水过程中的离解和酸化过程及其影响因素，从而加深对温度和压力影响高温高压超临界水反应器用金属材料腐蚀行为的理解。研究结果将有助于更好地控制超临界条件下的反应器材料的腐蚀，对优化反应器设计和推进超临界工艺的工业化应用也将具有重要意义。

由于超临界水在异常化学中作为介质和反应物的潜在应用。然而，腐蚀问题成为了阻止超临界水在工业上的广泛应用的障碍。在超临界状态（TC=651.7 K, PC=O.326 g cm-3, and PC= 189 bar）下，水有很高的活性，所以对大部分化合物来说是非常好的溶剂，也可作为强氧化剂。在含有超临界水中的反应容器中，这种结果很大程度上减短了起使用寿命。然而，影响腐蚀的因素是复杂的，也是不能完全理解的。.目前，已经研究了一些酸性和可解离的物质像HCl, NaOH, H2SO4 和H3PO4. 研究发现，在恒定密度下，解离度随着温度的增加而增加，在恒定压强下也是如此。在所有的情况下，熵的因素是最重要的。而且，发现多元酸的解离常数在提高温度时，有很大的不同。在所有情况下，理论结果和可实验的结果都有很好的吻合。.对不同金属离子的扩散和溶解常数的计算结果都能很好的带入离子移动方程。扩散系数随着温度的增加而增加，随着离子荷电数的增加而减小。除此之外，在相同荷电数的不同离子之间也有轻微的不同。而且，由于温度升高，不利于较高荷电数离子的溶解，很可能降低腐蚀的风险，但却增加了盐析的可能。.总而言之，人们应努力研究更好的超临界水的反应物，它可以降低腐蚀，且可延长寿命。