Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints
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3.2 SCWO (Supercritical Water Oxidation)<br />
3.2 SCWO (Supercritical Water Oxidation)<br />
Die Oxidation <strong>von</strong> organischen Substanzen <strong>in</strong> überkritischem Wasser wird im Allgeme<strong>in</strong>en<br />
als Supercritical Water Oxidation (SCWO) oder auch als Hydrothermal Oxidation (HTO) be-<br />
zeichnet. E<strong>in</strong> e<strong>in</strong>faches Schema des SCWO-Prozesses ist <strong>in</strong> Abb. 3.2 gezeigt. Für organischen<br />
Kohlenstoff ergeben sich bei Temperaturen <strong>von</strong> 500 - 600 °C, 25 - 35 MPa und Verweil-<br />
zeiten < 1 m<strong>in</strong> exzellente Abbaueffizienzen <strong>von</strong> 99 % und höher. Schädliche Emissionen<br />
werden vermieden: <strong>in</strong> organischen Verb<strong>in</strong>dungen enthaltene Halogene und die Heteroatome<br />
Phosphor und Schwefel werden unter SCWO-Bed<strong>in</strong>gungen zu den Säuren Halogen-<br />
wasserstoff, Phosphorsäure und Schwefelsäure, bzw. bei Neutralisation mit Lauge oder<br />
basischem Feed zu deren Salzen umgesetzt [Tes-1999]. Stickstoff-Heteroatome h<strong>in</strong>gegen<br />
werden hauptsächlich zu N2 abgebaut, <strong>in</strong> ger<strong>in</strong>gen Mengen entstehen auch gelöstes NH4 + und<br />
NO3 − , gasförmiges N2O und gasförmiges NOx [Coc-1996, Tes-1999] 2 . Aufgrund der im<br />
Vergleich zur konventionellen Verbrennung relativ niedrigen Reaktionstemperatur wird ke<strong>in</strong><br />
thermisches NOx gebildet [Abe-2000, Kil-1992]. Für die Oxidation <strong>von</strong> Am<strong>in</strong>en <strong>in</strong><br />
überkritischem Wasser ergaben sich bei 540 - 600 °C und 25 - 28 MPa ohne Nachbehandlung<br />
sowohl im flüssigen Reaktoraustrag (Nitrat- und Ammonium-Ionen) als auch im Abgas (NOx)<br />
derart niedrige Schadstoffkonzentrationen, dass für Deutschland gültige Normen (Abwasser<br />
V, Anh. 22 und 17. BImSchV) e<strong>in</strong>gehalten wurden [Sch-1999]. Unpolare organische<br />
Substanzen s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> überkritischem Wasser praktisch vollständig löslich [Mod-1985, Tes-<br />
1999]. Ihre Oxidation kann daher <strong>in</strong> überkritischem Wasser e<strong>in</strong>phasig und somit ohne<br />
Transportlimitierungen erfolgen. Die flüssigkeitsähnlichen Fluiddichten bei e<strong>in</strong>er Reaktions-<br />
führung <strong>in</strong> nah- oder überkritischem Wasser erlauben gegenüber der konventionellen<br />
Verbrennung bei Umgebungsdruck um den Faktor 100 - 1000 kle<strong>in</strong>ere Apparateabmessungen<br />
und damit pr<strong>in</strong>zipiell den wirtschaftlichen E<strong>in</strong>satz <strong>von</strong> teuren, korrosionsfesten Sonder-<br />
legierungen.<br />
2 NOx steht allgeme<strong>in</strong> für e<strong>in</strong> beliebiges Gemisch der Schadstoffe NO und NO2.<br />
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