Supercritical water oxidation of nitrogen compounds with multi-injection

Abstract

Se estudió un proceso de oxidación en agua supercrítica (GASC) con multiinyección de oxidante en un sistema de flujo continuo en el que la misma cantidad de alimentación de oxidante se divide en dos puntos: una primera inyección en la entrada del reactor y una segunda inyección en una de las tres posiciones diferentes a lo largo del reactor. En las mismas condiciones de operación, esta configuración multiinyección mostró ventajas sobre el sistema con una sola entrada de oxidante. Además, la dosificación de oxidante en un reactor GASC es un aspecto clave en la gestión energética. En este trabajo se realizaron experimentos para encontrar la mejor dosificación de oxidante para obtener la máxima conversión orgánica. Se llevaron a cabo experimentos utilizando N,N-dimetilformamida (DMF) como compuesto modelo para hidrocarburos que contienen nitrógeno en aguas residuales. Todos los experimentos se llevaron a cabo a 250 bar con un coeficiente de oxígeno n = 1 y una temperatura de 400◦C. Cada experimento se llevó a cabo en cinco tiempos de residencia diferentes (2, 4, 6, 8 y 10 s). Una vez determinada la mejor configuración, se investigó el efecto de la temperatura (400–550 ◦C), la concentración orgánica inicial (5–30 mM), el coeficiente de oxígeno (0,5–3) y el tiempo de residencia (2–10 s) en el proceso GASC de DMF.

A supercritical water oxidation (SCWO) process with oxidant multi-injection was studied in a continuousflow system in which the same amount of oxidant feed is split between two points – a first injection atthe reactor inlet and a second injection at one of the three different positions along the reactor. Under thesame operating conditions, this multi-injection configuration showed advantages over the system with asingle oxidant entry. Moreover, oxidant dosage in a SCWO reactor is a key aspect in energy management.In this work, experiments were performed to find the best oxidant dosage to obtain the maximum organic conversion. Experiments were carried out using N,N-dimethylformamide (DMF) as a model com-pound for nitrogen-containing hydrocarbons in wastewaters. All experiments were carried out at 250 barwith an oxygen coefficient n = 1 and a temperature of 400◦C. Each experiment was carried out at five dif-ferent residence times (2, 4, 6, 8 and 10 s). Once the best configuration had been determined, the effectof temperature (400–550◦C), initial organic concentration (5–30 mM), oxygen coefficient (0.5–3) andresidence time (2–10 s) was investigated in the SCWO process of DMF.