Co je mokrá oxidace?

Mokrá oxidace je chemický proces pro odstraňování organických kontaminantů z odpadních vod. Proces zahrnuje zahřívání kontaminované vody na vysoké teploty a vstřikování vzduchu při vysokých tlacích. Reakce vzduchu se znečišťujícími látkami je oxidují na běžné plyny, jako je oxid uhličitý, které se později oddělí od proudu vody.

Zavádění vzduchu při nižších tlacích do vodních toků vytváří agitační účinek, ale i při vyšších teplotách bude vzduch reagovat jen částečně s organickými kontaminanty. Zvyšování tlaku nad kritickým bodem vody, kde molekuly vody nejsou ani kapalina, ani pára, vytváří při zavádění vzduchu jednu fázi. Vzduch bude velmi dobře reagovat s organickými materiály a pozdější krok, kdy je tlak snížen, odstraní veškerý zbývající vzduch a plyny vznikající při reakci.

Voda má kritický bod, teplotu a tlak, nad nimiž nelze páru a kapalinu považovat za oddělené fáze. Tento kritický bod je asi 3206 psia (221 bar) a 705 ° F (374 ° C). Nad tímto bodem je voda známá jako superkritická tekutina a za těchto podmínek se často vyskytují mokré oxidační reakce.

Alternativní způsob, který umožňuje použití nižších teplot a tlaků, se provádí pomocí katalyzátoru. Odpadní proud se natlakuje vzduchem a vede přes vhodný katalyzátor, který se může měnit v závislosti na kontaminujících látkách. Katalyzátor pomáhá chemické reakci mezi vzduchem a organickými materiály, ale není reakcí spotřebováván nebo ničen. Katalytické mokré oxidační reakce se mohou vyskytnout za méně kritických podmínek, což může snížit provozní náklady a používat nádoby s nižšími hodnotami tlaku.

Konstrukční materiály pro reaktory a související vybavení používané pro oxidaci za mokra musí být vybrány pečlivě. Vysoké teploty mohou oslabit mnoho kovů, což může ohrozit jejich sílu a udržet potřebné tlaky. Některé organické kontaminanty vytvoří během reakce kyselé sloučeniny a mnoho kovů nebude vhodné pro ochranu proti korozi. Ohřátý vzduch pod tlakem může oxidovat a oslabovat materiály používané pro tmely a těsnění a je třeba věnovat pozornost výběru inertních materiálů, které vydrží těžké provozní podmínky.

Vzhledem k vysokým tlakům a teplotám potřebným pro oxidační reakce za mokra může předehřívání proudů vzduchu a odpadní vody zlepšit energetickou účinnost. Mohou být použity výměníky tepla, které používají vysokoteplotní tekutiny opouštějící reaktor k předehřívání proudů vzduchu a vody. Další teplo může nastat při reakci vzduchu s organickými látkami a použití tohoto tepla může snížit provozní náklady systému.