Superkritisch Water


Bekend zijn 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° Celsius en tegelijkertijd de druk hoger is dan 221 bar.  

Deze technologie converteert koolwaterstofverbindingen in organische reststromen in nuttige gassen zoals methaan en waterstof. Tevens kunnen de in de grondstof opgeloste mineralen worden teruggewonnen in vaste vorm waardoor ze kunnen worden gerecycled. Wat resteert is (schoon) water.

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.


Gebruik van water

Om natte grondstoffen nuttig te kunnen gebruiken maken de huidige technologieën gebruik van ontwatering. Zoals hiernaast beschreven maakt superkritisch water vergassen juist gebruik van het water, hetgeen naast forse kostenbesparingen, aanzienlijke voordelen oplevert.

Water wordt echter niet alleen gebruikt ten behoeve van de conversie maar ook om hoge druk te creëren. Anders dan bij andere methoden wordt bij superkritische water vergassing de grondstof gecomprimeerd in de water fase waarna de conversie plaatsvindt. Zo komen de gassen “gratis” op hoge druk beschikbaar Er worden immers géén extra kosten voor gascompressie gemaakt.





















De werking

Superkritisch water zorgt ervoor dat koolwaterstofverbindingen, zoals organische moleculen, uiteenvallen als gevolg van "stoomreforming" en "water-gas-shift" reacties. Het resultaat is een syngas dat bestaat uit voornamelijk methaan, waterstof en kooldioxide. In sommige gevallen ontstaan ook C2+ moleculen. Dit syngas kan worden behandeld richting verschillende gewenste routes. Omdat de gassen zich reeds op hoge druk bevinden kan bijvoorbeeld het (bio)methaan rechtstreeks worden ingevoed op het hoge druk gastransportnetwerk (HTL) van Gasunie Transport Services.


Tijdens het conversieproces kristalliseren de in de organische grondstoffen aanwezige mineralen uit. Hierdoor kunnen nuttige stoffen, zoals fosfaten en zouten, 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



Samenvatting

Superkritisch Water Vergassen kan als volgt worden samengevat:


clean energy technology SCW Systems