Что такое мокрое окисление?

Мокрое окисление - это химический процесс удаления органических загрязнений из сточных вод. Процесс включает нагревание загрязненной воды до высоких температур и подачу воздуха под высоким давлением. Реакции воздуха с загрязнителями будут окислять их до обычных газов, таких как углекислый газ, которые позже отделяются от потока воды.

Введение воздуха при более низких давлениях в потоки воды создает эффект перемешивания, но даже при более высоких температурах воздух будет лишь частично реагировать с любыми органическими загрязнителями. Повышение давления выше критической точки воды, где молекулы воды не являются ни жидкостью, ни паром, создает единую фазу, когда вводится воздух. Воздух будет очень хорошо реагировать с органическими материалами, и на последующем этапе, когда давление будет снижено, удалит любой оставшийся воздух и газы, образующиеся в результате реакции.

Вода имеет критическую точку, температуру и давление, выше которых пар и жидкость не могут рассматриваться как отдельные фазы. Эта критическая точка составляет около 3206 фунтов на квадратный дюйм (221 бар) и 705 ° F (374 ° C). Выше этой точки вода известна как сверхкритическая жидкость, и реакции мокрого окисления часто происходят в этих условиях.

Альтернативный процесс, который позволяет использовать более низкие температуры и давления, осуществляется с катализатором. Поток отходов герметизируется воздухом и пропускается через подходящий катализатор, который может варьироваться в зависимости от загрязнителей. Катализатор помогает химической реакции между воздухом и органическими веществами, но не расходуется и не разрушается в результате реакции. Каталитические реакции мокрого окисления могут протекать в докритических условиях, что может снизить эксплуатационные расходы и использовать сосуды с более низким номинальным давлением.

Материалы конструкции для реакторов и сопутствующего оборудования, используемого для мокрого окисления, должны выбираться тщательно. Высокие температуры могут ослабить многие металлы, что может поставить под угрозу их прочность, чтобы сдержать необходимое давление. Некоторые органические загрязнители создают кислотные соединения во время реакции, и многие металлы не подходят для защиты от коррозии. Нагретый воздух под давлением может окислить и ослабить материалы, используемые для герметиков и прокладок, и необходимо соблюдать осторожность при выборе инертных материалов, которые могут противостоять суровым условиям эксплуатации.

Из-за высоких давлений и температур, необходимых для влажных реакций окисления, предварительный нагрев воздуха и потоков сточных вод может повысить энергоэффективность. Могут быть использованы теплообменники, которые используют высокотемпературные жидкости, выходящие из реактора, для предварительного нагрева потоков воздуха и воды. Дополнительное тепло может возникнуть в результате реакции воздуха с органикой, и использование этого тепла может снизить эксплуатационные расходы системы.