Τι είναι η υγρή οξείδωση;

Η υγρή οξείδωση είναι μια χημική διαδικασία για την αφαίρεση των οργανικών ρύπων από τα ρεύματα λυμάτων.Η διαδικασία περιλαμβάνει τη θέρμανση του μολυσμένου νερού σε υψηλές θερμοκρασίες και την έγχυση αέρα σε υψηλές πιέσεις.Οι αντιδράσεις του αέρα με τους ρύπους θα τους οξειδώσουν σε κοινά αέρια όπως το διοξείδιο του άνθρακα, τα οποία διαχωρίζονται αργότερα από το ρεύμα νερού. Η εισαγωγή αέρα σε χαμηλότερες πιέσεις σε ρεύματα νερού δημιουργεί ένα αποτέλεσμα αναταραχής, αλλά ακόμη και σε υψηλότερες θερμοκρασίες, ο αέρας θα μόνο ο αέρας θαεν μέρει αντιδρά με οποιονδήποτε οργανικό μολυσματικό παράγοντα.Η αύξηση της πίεσης πάνω από το κρίσιμο σημείο του νερού, όπου τα μόρια του νερού δεν είναι ούτε υγρά ούτε ατμός, δημιουργεί μία μόνο φάση όταν εισάγεται ο αέρας.Ο αέρας θα αντιδράσει πολύ καλά με τα οργανικά υλικά και ένα μεταγενέστερο βήμα όπου η πίεση μειώνεται θα απομακρύνει οποιοδήποτε υπόλοιπο αέρα και τα αέρια που σχηματίζονται από την αντίδραση. Το νερό έχει ένα κρίσιμο σημείο, μια θερμοκρασία και πίεση πάνω από την οποία ατμός και υγρόδεν μπορεί να θεωρηθεί ως ξεχωριστές φάσεις.Αυτό το κρίσιμο σημείο είναι περίπου 3206 psia (221 bar) και 705 deg (374 deg, c).Πάνω από αυτό το σημείο, το νερό είναι γνωστό ως υπερκρίσιμο υγρό και οι αντιδράσεις υγρής οξείδωσης συχνά εμφανίζονται σε αυτές τις συνθήκες.

Μια εναλλακτική διαδικασία που επιτρέπει τη χρήση χαμηλότερων θερμοκρασιών και πιέσεων επιτυγχάνεται με καταλύτη.Το ρεύμα αποβλήτων πιέζει με αέρα και περνάει πάνω από έναν κατάλληλο καταλύτη, ο οποίος μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τους ρύπους.Ένας καταλύτης βοηθά τη χημική αντίδραση μεταξύ του αέρα και των οργανικών υλικών, αλλά δεν καταναλώνεται ή καταστρέφεται από την αντίδραση.Οι καταλυτικές αντιδράσεις υγρής οξείδωσης μπορούν να εμφανιστούν σε υπο-κρίσιμες συνθήκες, οι οποίες μπορούν να μειώσουν το λειτουργικό κόστος και να χρησιμοποιούν δοχεία με χαμηλότερες αξιολογήσεις πίεσης.

Υλικά κατασκευής για τους αντιδραστήρες και ο σχετικός εξοπλισμός που χρησιμοποιείται για υγρή οξείδωση πρέπει να επιλεγεί προσεκτικά.Οι υψηλές θερμοκρασίες μπορούν να αποδυναμώσουν πολλά μέταλλα, τα οποία μπορούν να θέσουν σε κίνδυνο τη δύναμή τους για να περιέχουν τις απαραίτητες πιέσεις.Ορισμένες οργανικές μολυσματικές ουσίες θα δημιουργήσουν όξινες ενώσεις κατά τη διάρκεια της αντίδρασης και πολλά μέταλλα δεν θα είναι κατάλληλα για προστασία διάβρωσης.Ο θερμαινόμενος αέρας με πίεση μπορεί να οξειδώσει και να αποδυναμώσει τα υλικά που χρησιμοποιούνται για σφραγιστικά και παρεμβύσματα και πρέπει να ληφθεί μέριμνα για να επιλέξουν αδρανή υλικά που μπορούν να αντέξουν τις σοβαρές συνθήκες λειτουργίας.και τα ρεύματα λυμάτων μπορούν να βελτιώσουν την ενεργειακή απόδοση.Μπορούν να χρησιμοποιηθούν εναλλάκτες θερμότητας που χρησιμοποιούν τα υγρά υψηλής θερμοκρασίας που εγκαταλείπουν τον αντιδραστήρα για να προθερμηθούν τα ρεύματα αέρα και νερού.Μπορεί να προκύψει πρόσθετη θερμότητα από την αντίδραση του αέρα με τα οργανικά και η χρήση αυτής της θερμότητας μπορεί να μειώσει το λειτουργικό κόστος για το σύστημα.