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用于水处理的催化湿式氧化技术的研究_能源/化学_工程技术_专业信息

浏览 106次 来源:【jake推荐】 作者:-=Jake=-    时间:2021-03-30 13:52:16
[摘要] 催化湿式氧化法是在高温、高压下进行的气固液三相系的催化反应。年代以后,催化湿式氧化的研究转移到高效的非均相催化剂上。据活性成分的不同,非均相催化剂可分为贵金属系列和过渡金属氧化物系列。为代表的稀土氧化物进行了较多研究。合物的氧化、汽车尾气治理等方面,证明了其具有良好的催化活性和稳定性。催化湿式氧化时会产生一定量的温度。反应温度是催化湿式氧化系统处理效果的决定性影响因素。

水处理中的催化湿式氧化技术的探索王俊霞张禄平吉林省长春市东北市政工程设计研究院,吉林省长春市130021 [摘要]近年来,经济发展迅速,环境也遇到了挑战。某些问题,废物污染是水污染的众多问题之一。本文主要对水处理中的催化湿式氧化方法进行了简要的研究,并详细介绍了催化湿式氧化技术的机理,催化剂的组成,分类催化湿式氧化技术,特性和一些重要技术。指标和参数。催化湿氧化技术对于有机废水的处理至关重要,其不断发展将避免水处理的光明道路。 [关键词]催化湿式氧化技术;废水处理;催化剂中文图书馆分类号:TE08文件标识号:在水处理过程中首次使用湿空气氧化法(WAO)处理造纸黑液。 1958年,处理后的废水中的COD去除率达到90%以上。迄今为止,已有200余套WAO设备用于处理石化废液,烯烃生产洗涤液,丙烯腈生产废水和农药生产及其他工业废水。但是,WAO在实际应用中仍然有一定的局限性。为了提高处理效率并降低处理成本,在1970年代,产生了基于WAO的使用有效且稳定的催化剂的湿式氧化技术,即催化湿式氧化技术。简称为CWAO。

目前,我国对催化湿式氧化的研究仍处于试验和探索阶段,主要研究CWAO技术在特定废水处理中的应用,如含酚,含硫,农药,造纸,染料,碱渣等。效果相当令人满意。 1CWAO反应机理催化湿式氧化法是在高温高压下进行的气固液三相催化反应。 1. 1链引发湿式氧化过程中链的引发是指从反应物分子产生自由基的过程。在此过程中,氧气通过热反应生成H2O2,如下所示:RH + O2→R·+ HOO·(RH是有机物)2RH + O2→2R·+ H2O2 H2O2 + M→2OH·(M是催化剂)1. 2自由基的链发展或转移与分子相互作用,交替进行迅速增加自由基数量的过程。 RH +·OH→R·+ H2O R·+ O2→ROO·ROO·+ RH→ROOH + R·1. 3链的末端。打断了。 R·+ R·→RR ROO·+ R·→ROOR ROO·+ ROO·+ H2O→ROOH + ROH + O2从以上可以看出,在催化氧化过程中,具有较强氧化能力的羟基自由基(· OH),·OH是氧化反应的关键。

2 CAWO中的催化剂湿式催化氧化技术中的催化剂主要有两种:均相催化剂和非均相催化剂。根据反应中的存在状态来区分。 2. 1均相湿式氧化催化剂是催化湿式氧化技术的关键。主要是在相互反应的溶液中加入一些可溶性金属盐,以使反应相对温和,并在催化过程中催化湿式氧化。该技术的反应性能良好,催化剂也具有特定的选择性。对Cu,Co,Ni,Fe,Mn和V等几种可溶性盐催化剂降解甲醛和甲醇的研究表明催化湿式氧化技术,可溶性铜盐在230℃和2 MPa的氧分压下具有最佳的催化效果。下表是对Zn,Fe,Cr,Ni,Co和Mo的催化活性的研究结果。2. 2非均相湿式氧化催化剂在均相湿式氧化系统中,该催化剂可与废水混溶,并且该工艺从水中回收催化剂的过程更加复杂,这增加了废水处理的成本。结果,人们开始研究具有高活性,易于分离和良好稳定性的非均相催化剂。自1970年代以来,对催化湿式氧化的研究已转向高效的多相催化剂。根据不同的活性成分,非均相催化剂可分为贵金属系列和过渡金属氧化物系列。 2. 2. 1过渡金属氧化物催化剂大量研究表明,在湿式氧化过程中,Cu,Fe,Mn和Zn等过渡金属氧化物表现出良好的催化活性。

自1970年代以来的国外相关研究指出,苯酚的去除率与苯酚的浓度成正比,并且与氧分压的0. 25次方相关,活化能为84 kJ。 /摩尔。萨达纳(Sadana)等人。以--Al2O3为载体处理苯酚,并在其上负载10%CuO。在290℃和0. 9 MPa的氧分压下,反应9分钟后90%的苯酚转化为CO2和H2O。 该催化剂对马来酸和乙酸的氧化也具有良好的催化活性。其他学者也对各种情况进行了研究,实验表明几种催化剂具有较好的降解效果,其中ZnO-CuO /·-Al2O3催化剂具有最佳的活性。多年来,中国还对过渡金属氧化物催化剂进行了一些研究。其中,Cu / Ce(3:1)催化剂效果最好。在200℃,3. 0 MPa氧分压,pH = 12的条件下,反应30分钟后,COD的去除率大于90%2. 2. 2在贵金属系列催化剂的多相催化氧化中,贵金属对氧化反应具有很高的活性和稳定性,已广泛用于石油化工和汽车尾气处理行业。 Pt,Pd,Ru等贵金属作为活性成分具有合适的碳氢化合物吸附位点和大量的氧吸附位点,随着表面反应,氧活化和碳氢化合物吸附的发展。

研究表明,贵金属系列催化剂的活性和稳定性都很好。 2. 3稀土系列此外,由于贵金属系列催化剂价格昂贵,因此过渡金属系列催化剂易于溶解并造成二次污染。研究人员对以Ce为代表的稀土氧化物进行了更多研究。它已被用于气体净化,一氧化碳和碳氢化合物氧化,汽车尾气处理等,证明了其良好的催化活性和稳定性。 3影响CWAO的主要技术指标和参数3. 1废水的反应热和所需的空气量。催化湿式氧化会产生一定量的温度。它由氧化过程中产生的热值确定。催化湿式氧化工艺需要消耗空气,并且可以根据废料降解的COD值来计算所需的空气量。但是,影响氧气利用率所需的实际空气量通常比理论计算值高约20%。燃烧的热值和各种材料成分所需的空气量不相同,但它们每千克空气释放的热量大致相同,通常约为700至800 kcal。 3. 2温度大量研究表明,反应温度是影响催化湿式氧化系统处理效果的决定性因素。当温度为150℃时,水的溶解度随温度的升高而增加。温度越高,有机物的氧化越完全,但是当温度升高时,总压力也会增加,因此功耗越大,对反应器的要求也就越高,因此从经济角度考虑,应通过实验选择合适的氧化温度,既要满足氧化效率,又要设计合理的能耗等成本。

3. 3压力压力的作用主要是维持液相的存在,其对氧化反应的影响不明显。如果压力太低,水的蒸发将消耗大量的反应热亚博vip登陆 ,因此不仅不能保证反应温度,而且反应器有蒸发的危险。因此,在一定温度下BG真人 ,总压力不应低于该温度下水的饱和蒸气压。氧分压在一定范围内对氧化速率有直接影响。它提供了反应所需的氧气,并促进了氧气向液相的传质。氧分压对反应的影响随着温度的升高而降低,如表2所示。3. 4反应时间在CWAO处理设备中,氧化时间的影响较小。随着反应温度的升高,达到治疗效果所需的时间缩短。去除率越高,所需的反应温度越高或反应时间越长:氧分压越高,所需的温度越低或反应时间越短。根据污染物氧化的难易程度和工艺要求,可以确定最佳的反应温度和反应时间。一般而言,催化湿式氧化处理装置的停留时间为0. 1-2h。 3. 5进水pH在CWAO过程中,pH不断变化。一般规则是,它首先变小然后略微上升。随着温度的逐渐升高,材料转化率越快,其值变化越明显。废水的不同pH值会影响CWAO的降解效率。将废水调节到合适的pH值将有助于加快反应速度和有机物的降解。

但是,从工程角度来看亚博集团 ,低pH值对反应设备(例如反应器,热交换器,分离器等)的材料提出了很高的要求,这增加了成本。同时,低pH值容易引起催化剂的活性成分溶解和损失,造成二次污染。因此,在设计CWAO流程时有必要将两者都考虑在内。 4结论催化湿式氧化法是现代科学技术的一种先进的氧化技术。与普通水处理方法相比,该方法在应用范围,氧化速度,能耗,效率等方面都有突破,大大减少了污染。高效,稳定的湿法氧化催化剂是湿法氧化技术的研究热点之一,它正朝着多组分,高活性,高稳定性和低成本的方向发展,必将对CWAO在更广泛的领域中的应用具有重要的意义。字段范围。参考文献[1]孙德志,于秀娟,冯玉杰。环境工程中的先进氧化技术[M]。化学工业出版社,2002。[2]杨爽,姜杰,张艳秋。湿式氧化技术的应用研究进展[J]。环境科学与管理亚博网页版 ,2005,30(4):88-98。[3]宾跃静,朱万鹏,姜占鹏,尹彤,杨志华。催化湿式催化剂及其处理技术研究。环境科学,1999,20( 2):42-44。[4]谭亚军,姜占鹏,朱万鹏等。铜基催化剂在湿法氧化降解有机污染物中的稳定性[J]。环境科学,2000,21(7):82-85催化湿式氧化水处理技术探索作者:作者:职称:英文职称:年,卷(期):军霞,张禄平东北市政工程设计研究院城市建设理论研究所(电子版)2014年建设职业摔跤研究会(8)此链接:

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本文标签:能源,科技,化学反应

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