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

STOWA 2013-W02 kan superkritische oxidatie van zuiveringsslib een alternatief zijn voor superkritische vergassing?
3.2.3.2 hoge Druk pomp
Belangrijk is dat een positieve verplaatsingspomp wordt toegepast die niet gevoelig is voor
verstopping door de slibdeeltjes. Dit is zeer goed mogelijk en wordt niet als een technisch
probleem ervaren.
3.2.3.3 SuperkritiSche reactor
De eigenlijke reactorinhoud die benodigd is, is betrekkelijk gering gezien de zeer korte ver-
blijftijd die nodig is om de in het slib aanwezige organische materiaal volledig te oxideren.
Echter in de reactor vindt ook een forse productie van warmte plaats die moet worden afgevoerd.
De controle van het oxidatieproces en het afvoeren van warmte voor nuttig gebruik is
derhalve een belangrijk aspect. In dat opzicht zijn twee factoren van belang: het temperatuurniveau
waarop de superkritische reactie plaats vindt en de wijze waarop de geproduceerde
warmte wordt gebruikt voor het opwarmen van de ingaande slibslurry en het gebruik van
warmte voor de productie van elektrische energie.
Er bestaan in principe vele uitvoeringsvormen van de reactor waaronder:
• Buisvormige reactoren. Deze zijn vele meters lang en hebben een propstroomkarakter. Ze
kunnen gemakkelijk gekoppeld worden aan een warmte wisselaar en functioneren voor
een deel dus als warmtewisselaar. In feite is dit het meest efficiënte systeem,
• Geroerde drukvaten,
• ”Transpiring wall reactors” en “cooling wall reactors” die redelijk goed bestand zijn tegen
corrosie en scaling.
Kijkend naar de ervaringen die verkregen zijn met de superkritische oxidatie van slib kunnen
de buisreactoren tot nu toe als meest geschikte reactoren worden beschouwd.
3.2.3.4 toeVoer Van zuurStof
Twee mogelijkheden kunnen worden onderscheiden. Gebruik van zuivere zuurstof (ter
plaatse geproduceerd of aangevoerd van elders) of gebruik van luchtzuurstof die wordt toegevoerd
met een luchtcompressor. Beiden kosten elektrische energie. Het voordeel van het
gebruik van zuivere zuurstof is dat de reactor en het transport van de slurry in de reactor
geen hinder ondervinden van de aanwezigheid van een grote hoeveelheid inert stikstof gas
en dat een afgasstroom wordt verkregen die nagenoeg uit zuivere CO2 bestaat en dus als zuivere
CO2 eventueel kan worden verkocht. Nadeel zijn de hoge kosten van zuivere zuurstof en
de relatief grote hoeveelheid elektrische energie die nodig is voor de productie van zuivere
zuurstof waardoor het netto elektrische rendement van de installatie lager wordt. Het blijkt
dat tot nu toe een sterke voorkeur bestaat voor zuivere zuurstof als zuurstofbron in plaats van
luchtzuurstof. Gebruik van luchtzuurstof maakt het superkritisch oxidatieproces technisch
gezien minder efficiënt en complexer als gevolg van de aanwezigheid van luchtstikstof.
Gebruik van luchtzuurstof heeft ook als nadeel dat er een grote hoeveelheid stikstof op super-
kritische temperatuur moet worden gebracht. De benodigde hoeveelheid energie hiervoor is
circa 4 maal de benodigde hoeveelheid energie voor opwarming van de zuurstof tot superkritische
temperatuur.
10