Superkritisch Water


Iedereen kent de drie fasen van water; vast, vloeibaar en gas. Echter, er is een vierde verschijningsvorm, de superkritische fase. Hierbij is het onderscheid tussen de gasfase en vloeistoffase verdwenen. Dit treedt op als de temperatuur hoger is dan 375°C en tegelijkertijd de druk hoger is dan 221 bar.  

Deze technologie converteert biomassa en/of koolwaterstof verbindingen naar nuttige gassen zoals methaan en waterstof. Tevens ontstaat schoon water en kunnen de in de grondstof opgeloste mineralen omgezet worden in vaste vorm waardoor ze teruggewonnen en hergebruikt kunnen worden.

Superkritisch Vergassen

Andere Eigenschappen


De eigenschappen van water veranderen drastisch als water zich in de "superkritische fase" bevindt.


Oplosbaarheid:


Het resultaat van deze veranderende eigenschappen is dat water een oplosmiddel wordt voor organische componenten, zelf mee reageert en een katalysator is voor de conversie reacties. Hierdoor ontstaat een snelle en vrijwel volledige omzetting van de organische bestanddelen naar gas.


In veel bestaande bio-energie processen moet eerst het water gedeelte van de grondstoffen verwijderd worden maar deze technologie maakt juist gebruik van water. Anders dan andere methoden worden in "superkritisch vergassen" de grondstoffen eerst gecomprimeerd en daarna geconverteerd. Door de invoer eerst op druk te zetten en daarna om te zetten in schone gassen worden belangrijke nieuwe mogelijkheden en kosten voordelen gerealiseerd.


Het proces maakt gebruik van water in zijn zogenaamde "superkritische toestand". Dit treedt op als de temperatuur hoger is dan 375°C en tegelijkertijd de druk hoger is dan 221 bar (zie hiernaast).  

In deze situatie vinden 2 conversie processen plaats;

Het oorspronkelijke aanwezige water gedeelte blijft vervolgens als schoon water over.



Onderscheidende factoren

Superkritisch vergassen kan een belangrijke bijdrage leveren aan het produceren van "groen gas" op grote schaal. De technologie onderscheidt zich van andere bio-energie technologieën;



De werking

Superkritisch water zorgt ervoor dat koolwaterstofverbindingen, zoals organische moleculen in de biomassa, uiteenvallen als gevolg van "stoomreforming" en "water-gas-shift" reacties. Het resultaat is een syngas dat bestaat uit voornamelijk methaan, waterstof en koolstofdioxide. Dit syngas wordt opgewaardeerd tot "groen gas" middels "methanisering" reacties. Het bevindt zich op hoge druk en kan daardoor rechtstreeks worden ingevoed op het hoge druk gastransportnetwerk.


Tijdens het proces kristalliseren de in de organische stoffen aanwezige mineralen. Hierdoor kunnen nuttige stoffen, zoals fosfaat, worden teruggewonnen.


De thermo-chemische reacties die plaatsvinden zijn 1) stoomreforming, 2) water-gas-shift en 3) en 4) methanisering reacties. Deze reacties zijn:


1) stoomreforming


    CHnOm + (1 - m)H2O    (n/2 + 1 - m) H2 + CO


2) water-gas-shift


    CO + H2O                    CO2 + H2


3) methanisering


    CO + 3H2                    CH4 + H2O  


4) methanisering


    CO2 + 4H2                  CH4 + 2H2O



Het Superkritisch Vergassen proces kan als volgt worden weergegeven:


clean energy technology SCW Systems