kan superkritische oxidatie van zuiveringsslib een alternatief ... - Stowa

STOWA 2013-W02 kan superkritische oxidatie van zuiveringsslib een alternatief zijn voor superkritische vergassing?
3.2.2 StanD Der techniek
Superkritische oxidatie is een technologie die al vele jaren in de onderzoeksbelangstelling
staat. Pas vrij recent, eigenlijk pas de afgelopen 10 jaar, is er een aantal doorbraken gekomen
op het gebied van de toepassing van dit proces op demonstratiefabriek schaal of op praktijkschaal.
Diverse typen afvalwater en afvalstromen zijn daarbij onderzocht.
De specifieke eigenschappen van superkritische oxidatie maken het proces zeer interessant
voor de behandeling van waterige stromen die organische verontreinigingen bevatten, al of
niet in opgeloste vorm. Het proces is ook geschikt voor de verwerking van relatief droge afvalstromen
of reststromen die oxideerbare organische verbindingen bevatten zoals biomassa,
afgewerkt ionenwisselaar materiaal, papierslib en zuiveringsslib. Het superkritisch oxidatie
proces is in principe ook toepasbaar voor de winning van energie uit steenkool en biomassa.
3.2.3 kritiSche proceS en ontWerp aSpecten, erVaringen
De belangrijkste kritische proces- en ontwerpaspecten worden in het navolgende nader
beschreven en geëvalueerd.
3.2.3.1 Droge Stof gehalte Van De toe te Voeren SlibSlurry.
Het droge stof gehalte van het slib dat aan de reactor wordt toegevoerd, kan variëren van circa
7% tot maximaal circa 15 tot 20%. Bij een gehalte van 7% is het al mogelijk om energie in de
vorm van hoogwaardige warmte te produceren In het algemeen hanteert men een gehalte
van 10 tot 15% droge stof. Het gehalte van 15% is technisch gezien nog goed haalbaar omdat
bij verhoogde temperatuur en (druk) de viscositeit zeer sterk afneemt met name in het subkritische
gebied maar ook nog in het superkritische gebied. Daardoor is ook een slibslurry
van 15% (en mogelijk een slurry tot 20% droge stof) nog goed hanteerbaar. In het algemeen
geldt dat naarmate het droge stofgehalte van de slurry hoger is de benodigde installatie voor
superkritische oxidatie kleiner en efficiënter is waardoor de proceskosten lager zullen zijn.
Zuiveringsslib bevat relatief veel anorganisch materiaal. Een hoog droge stof gehalte van de
toegevoerde slibslurry betekent dan ook dat het as gehalte van de slurry hoog is. Dat kan aanleiding
geven tot erosie. Dat is ook een reden om het droge stof gehalte van het ingaande slib
te beperken.
Een aantal aspecten is van belang bij de keuze van het slib droge stofgehalte van 15%:
• Slib moet verpompbaar zijn,
• Slib bevat een relatief hoge fractie anorganisch materiaal. Dit betekent dat ook na het
superkritisch oxidatie proces de fractie inerte slibdeeltjes nog relatie hoog is. Een hoog
gehalte aan slibdroge stof en inerte slibdeeltjes (na de superkritische oxidatiestap) kan
aanleiding geven tot verstopping van het reactor systeem,
• De potentiële energie inhoud per m3 slibslurry moet voldoende hoog zijn om het superkritisch
oxidatie proces zodanig te bedrijven dat op een efficiënte manier thermische
energie kan worden gewonnen uit het proces.
• Naarmate het droge stof gehalte van het zuiveringsslib hoger is, is ook de warmteproductie
per m3 slibslurry hoog. Aangezien de warmteproductie ook voor een deel verantwoordelijk
is voor het temperatuurniveau dat bereikt wordt, is ook het rendement van een
eventuele productie van elektrische energie uit de vrijkomende warmte van het superkritische
oxidatie proces hoger naarmate het droge stofgehalte van het slib hoger is,
• Kosten van slibontwatering tot circa 15% zijn relatief laag in vergelijking met kosten van
slibontwatering met een hoger percentage droge stof.
Verder is het van belang dat de ingaande slibstroom geen grote deeltjes bevat. Dit kan worden
voorkomen door toepassing van een geschikte zeef- en/of verkleiningsinstallatie.
9