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

STOWA 2013-W02 kan superkritische oxidatie van zuiveringsslib een alternatief zijn voor superkritische vergassing?
bijlage 1
saMenvatting enKele relevante
literatuurartiKelen
Zoals eerder aangegeven is superkritische oxidatie een technologie die al vele jaren in de
onderzoeksbelangstelling staat. Pas vrij recent, eigenlijk pas de afgelopen 15 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. Soms ook met elkaar tegensprekende resultaten. Via een korte literatuur recherche
is nagegaan welke relevante gegevens beschikbaar zijn over dit proces.
Een aantal artikelen is wat uitvoeriger bekeken waarbij ook de belangrijkste resultaten zijn
vermeld en bediscussieerd, althans voor zover relevant voor de onderhavige studie. Alle literatuur
verwijzingen zijn verder opgenomen in een separate lijst.
ganDerS giDner et al.
Het betreft hier een onderzoek aan een demonstratiefabriek voor superkritische oxidatie van
zuiveringsslib:
• De demonstratiefabriek is voorzien van een lange buisvormige superkritische oxidatiereactor
en heeft een verwerkingscapaciteit van 250 tot 1000 kg slib per uur. Het temperatuurgebied
waarin het proces wordt bedreven is 400 tot 600°C. Als oxidatiemiddel
wordt vloeibare zuivere zuurstof gebruikt. Hoge drukstoom wordt als energiedrager
geproduceerd,
• Om overstijgen van de maximale reactortemperatuur (gesteld op tot 600°C) te voorkomen,
wordt de zuurstof in 2 stappen met tussentijdse koeling toegevoerd,
• De drukreductie die nodig is voordat de behandelde slibstroom (slurry van inerte
anorganische deeltjes) de reactor verlaat, vindt plaats door toepassing van lange
capillairen en het injecteren van een bepaalde hoeveelheid water in de slurry voor het
drukreductiesysteem,
• De reactietijd voor een complete oxidatie van het slib bedraagt 30 tot 90 seconden. Deze is
korter naarmate de temperatuur hoger is,
• Er vindt een nagenoeg volledige omzetting vindt plaats van organische verbindingen
en stikstof. Sporen van azijnzuur en N2O worden nog teruggevonden in het effluent. Er
vindt geen vorming van dioxines en NOx plaats. Voor een nagenoeg volledige omzetting
van ammoniak en andere stikstof bevattende verbindingen in luchtstikstof is een
minimale temperatuur van circa 540°C vereist. Bij een reactortemperatuur van 580°C
en een verblijftijd van 60 seconden wordt een COD in het effluent van 5 mg/l (influent
110 000 mg/l) verkregen en een Totaal-N van 12 mg/l (influent 4 400 mg/l),
• Op basis van het uitgevoerde onderzoek is een kostencalculatie gemaakt voor een
fabriek met een capaciteit van 7 m3 slib per uur met een slibdroge stof gehalte van 15%,
overeenkomend met een verwerkingscapaciteit van 1 ton slibdroge stof per uur,
• De zuurstof consumptie bedraagt circa 1 kg/kg droge stof,
• De netto kosten van het superkritische oxidatieproces worden geschat op 149 GBP per ton
slibdroge stof. De kosten van de benodigde zuurstof bedragen 52 GBP per ton droge stof,
de kapitaalslasten 79 GBP per ton droge stof en de opbrengst van de geproduceerde stoom
42