Löslichkeit von Na2SO4, Na2CO3 und deren Gemisch in überkritischem Wasser

Die Löslichkeit vieler Salze in Wasser nimmt mit der Temperatur in der Nähe des kritischen Punktes von reinem Wasser drastisch ab. Beispiele für diese Salze sind Natrium-, Kalium- und Lithiumsulfate sowie Natriumcarbonat. Diese Salze entstehen in der Regel bei der superkritischen Wasseroxidation (SCWO) und tragen zur Verschmutzung bei. Die Löslichkeit von Na2CO3 und Na2SO4 wurde in reiner Form und in Anwesenheit des jeweils anderen Salzes für den für SCWO relevanten Temperaturbereich bestimmt. Das Versuchsverfahren bestand darin, die Salzlösung bei konstanter Temperatur durch ein Rohr zu leiten. Nach einer kurzen Initiierungsphase, in der kein Salz am Rohr haftet, setzte sich das Salz oberhalb der Löslichkeitsgrenze an der Rohroberfläche ab. Die Lösung, die den Abschnitt verlässt, befindet sich also an der Löslichkeitsgrenze. Knapp oberhalb der pseudokritischen Temperatur wurde ein rascher Abfall der Salzlöslichkeit beobachtet. Bei überkritischen Bedingungen lag die Löslichkeit der einzelnen Salze in Form eines Gemischs recht nahe an der Löslichkeit des reinen Salzes. Bei der höchsten betrachteten Flüssigkeitsdichte (∼480 kg/m3) verringert das Vorhandensein von Na2CO3 die Löslichkeit von Na2SO4, wie man es aufgrund des „Common-Ion-Effekts“ erwarten könnte.