O que é oxidação úmida?

A oxidação úmida é um processo químico para remover contaminantes orgânicos dos fluxos de águas residuais. O processo envolve o aquecimento da água contaminada a altas temperaturas e a injeção de ar a altas pressões. As reações do ar com os contaminantes os oxidarão para gases comuns, como dióxido de carbono, que são separados posteriormente da corrente da água.

A introdução de ar a pressões mais baixas nos fluxos de água cria um efeito de agitação, mas mesmo em temperaturas mais altas, o ar reage apenas parcialmente com quaisquer contaminantes orgânicos. Aumentar a pressão acima do ponto crítico da água, onde as moléculas de água não são líquidas nem vapor, cria uma fase única quando o ar é introduzido. O ar reagirá muito bem com os materiais orgânicos, e uma etapa posterior em que a pressão é reduzida removerá o ar restante e os gases formados pela reação.

A água tem um ponto crítico, uma temperatura e pressão acima da qual vapor e líquido não podem ser vistos como fases separadas. Este ponto crítico é de cerca de 3206 psia (221 bar) e 705 ° F (374 ° C). Acima deste ponto, a água é conhecida como fluido supercrítico, e as reações de oxidação úmida geralmente ocorrem nessas condições.

Um processo alternativo que permite o uso de temperaturas e pressões mais baixas é realizado com um catalisador. O fluxo de resíduos é pressurizado com ar e passado sobre um catalisador adequado, que pode variar dependendo dos contaminantes. Um catalisador ajuda a reação química entre o ar e os materiais orgânicos, mas não é consumido ou destruído pela reação. As reações catalíticas de oxidação úmida podem ocorrer em condições sub-críticas, o que pode reduzir os custos operacionais e usar vasos com classificações de pressão mais baixas.

Os materiais de construção dos reatores e os equipamentos associados utilizados para oxidação úmida devem ser escolhidos com cuidado. As altas temperaturas podem enfraquecer muitos metais, o que pode comprometer sua força para conter as pressões necessárias. Alguns contaminantes orgânicos criarão compostos ácidos durante a reação, e muitos metais não serão adequados para proteção contra corrosão. O ar aquecido pressurizado pode oxidar e enfraquecer os materiais usados ​​para selantes e juntas, e deve-se tomar cuidado para escolher materiais inertes que possam suportar condições severas de operação.

Devido às altas pressões e temperaturas necessárias para reações de oxidação úmida, o pré-aquecimento das correntes de ar e de águas residuais pode melhorar a eficiência energética. Trocadores de calor podem ser empregados que usam os fluidos de alta temperatura que deixam o reator para pré-aquecer as correntes de ar e água. Pode ocorrer calor adicional a partir da reação do ar com os orgânicos, e o uso desse calor pode reduzir os custos operacionais do sistema.