水熱條件下水與普通水相比,具有其特殊的性質(zhì),在水熱條件下水的密度、離子積、粘度及介電常數(shù)發(fā)生急劇變化。表現(xiàn)出類似于稠密氣體的特性,因分子間的氫鍵作用減弱導(dǎo)致其對有機物和氣體的溶解度增強,同時無機物的溶解度也大幅下降,這些溶劑性能和物理性質(zhì)使其成為處理有機廢物的理想介質(zhì)。
水熱條件下因水的特殊性質(zhì)而發(fā)生的質(zhì)子催化、親核反應(yīng)、氫氧根離子催化以及自由基反應(yīng),使得反應(yīng)過程中水既是反應(yīng)介質(zhì)同時又是反應(yīng)物.在特定的條件下能夠起到酸堿催化劑的作用。水熱條件下發(fā)生的氧化、脫水、脫氫、烷基化、水合、水解和裂解等反應(yīng),為其在有機廢物資源化應(yīng)用的領(lǐng)域的發(fā)展提供了重要的理論基礎(chǔ)依據(jù)。用水熱法技術(shù)處理秸稈類生物原料可以生產(chǎn)生物肥料,產(chǎn)生的生物肥料腐殖酸能很好的改良土壤。
水熱法與傳統(tǒng)堆肥法相比,水熱堆肥技術(shù)處理時間短、所需場地小、設(shè)備簡單、無甲烷等氣體排出、反應(yīng)安全,得到的產(chǎn)品十分穩(wěn)定。李傳華等在水熱條件下,利用高壓反應(yīng)釜,通過控制反應(yīng)條件,加入Na2CO3做催化劑,實現(xiàn)了秸稈蔗渣轉(zhuǎn)化為腐殖酸,制取生物肥料,對條件進行了優(yōu)化,所得產(chǎn)物腐植酸質(zhì)量分數(shù)高達45%左右。對轉(zhuǎn)化產(chǎn)物和機理進行了深入研究。用水熱技術(shù)處理秸稈產(chǎn)生的生物肥料腐殖酸產(chǎn)率高,并且產(chǎn)物腐殖酸克服單施化肥的弊端,提高土壤肥力,具有良好的經(jīng)濟價值。另外,利用水熱技術(shù)通過控制條件還可制氫氣,呂友軍、冀承猛等以農(nóng)業(yè)廢棄物為原料,羧甲基纖維素鈉為添加劑,利用連續(xù)管流反應(yīng)器,在反應(yīng)器壁溫為650℃,壓力為25MPa的條件下進行了生物質(zhì)氣化制氫氣實驗研究。這種方法非常適于工業(yè)生產(chǎn)。
目前,出現(xiàn)了利用農(nóng)業(yè)秸稈廢棄物生產(chǎn)生物柴油,將秸稈類廢棄物快速熱解液化是在傳統(tǒng)裂解基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種技術(shù),也屬于水熱法的范疇。相對于傳統(tǒng)裂解,采用超高加熱速率、超短產(chǎn)物停留時間及適中的裂解溫度,使農(nóng)業(yè)廢棄物中的有機高聚物分子在隔絕空氣的條件下迅速斷裂為短鏈分子,使焦炭和產(chǎn)物氣降到最低限度,從而最大限度獲得液體產(chǎn)品。這種棕黑色黏性液體產(chǎn)品被稱為生物油,可以直接作為燃料使用。