工業(yè)廢水濕式催化氧化催化劑

12-7-1 工業(yè)廢水處理方法

       工業(yè)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢水、污水及廢液的總稱，其成分十分復(fù)雜。按受污染程度不同，工業(yè)廢水分為生產(chǎn)廢水及生產(chǎn)污水兩類;按生產(chǎn)過(guò)程中所使用的原料及產(chǎn)品成分，工業(yè)廢水可分為含無(wú)機(jī)物的廢水、主要含有機(jī)物的廢水、含大量有機(jī)物及無(wú)機(jī)物的綜合廢水。由于工業(yè)廢水的來(lái)源各異、組成十分復(fù)雜，所以涉及廢水處理的技術(shù)及方法十分廣泛，有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法及生物法等，表12-6簡(jiǎn)要示出了工業(yè)廢水處理方法和分類。在諸多單元工藝中，化學(xué)氧化法(也稱為濕式氧化)是向廢水中投加氧化劑(如、臭氧、*、高錳酸鉀、液氯、二氧化氣等),將廢水中的有毒、有害物質(zhì)氧化成無(wú)毒或毒性很小的物質(zhì)。廢水中的有機(jī)物及還原性無(wú)機(jī)離子(如CN、S’、Mn"、Fe"等)都可通過(guò)氧化法消除其危害。此法特別適用于工業(yè)廢水中含有難以生物降解的有機(jī)物以及能引起色度、臭味的物質(zhì)的處理，如酚、丹寧、農(nóng)藥等。根據(jù)所用氧化劑不同，化學(xué)氧化法可分為空氣氧化法、氯氧化法、臭氧氧化法及光氧化法等。

表12-6 工業(yè)廢水處理方法和分類

        自從 20世紀(jì)50年代發(fā)明的工業(yè)廢水濕式氧化技術(shù)以來(lái)，工業(yè)應(yīng)用表明，它是一種處理高濃度、難降解廢水的好方法。此法是以空氣或純氧為氧化劑，在150~350℃、0.5~20MPa的條件下，將有機(jī)污染物氧化成無(wú)機(jī)物或小分子有機(jī)物的一種單元工藝。技術(shù)成熟，最終產(chǎn)物為 CO,和 H,0，對(duì)水中酚的去除率為 99.8%以上，硫的去除率為 99.9%以上，氰的去除率為 65%以上，化學(xué)需氧量(COD)的去除率為60%~95%。但濕式氧化工藝要求在較高的溫度和壓力下進(jìn)行，對(duì)反應(yīng)器材質(zhì)要求也較高，工藝投資大，廢水停留時(shí)間也較長(zhǎng)，對(duì)某些難氧化有機(jī)物的反應(yīng)條件苛刻，使其在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上都存在較大困難，推廣和應(yīng)用受到限制。因此，從70年代以來(lái)，人們開(kāi)始尋找合適的氧化催化劑，以改善過(guò)程的反應(yīng)條件來(lái)降低溫度和操作壓力。濕式催化氧化技術(shù)的出現(xiàn)，使工業(yè)廢水的氧化處理可在溫和條件下講行，廢水停留處理時(shí)間更短，氧化效率更高，還可降低對(duì)設(shè)備的腐蝕，減少生產(chǎn)成本。

12-7-2 濕式催化氧化催化劑

       廢水濕式催化氧化是在催化劑作用下，于液相在一定溫度及壓力下，利用分子氧(空氣或純氧)等氧化劑對(duì)廢水中有機(jī)物進(jìn)行深度氧化，使其最終轉(zhuǎn)化成CO和H0，有機(jī)氨轉(zhuǎn)成氮?dú)猓袡C(jī)磷和有機(jī)硫轉(zhuǎn)變或相應(yīng)的PO。和S0)，以降低廢水中COD和其他有害物質(zhì)的含量，從而達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的一種工藝技術(shù)。該工藝特別適用于處理高濃度、難降解的有機(jī)廢水，如印染、石油化工、農(nóng)藥、焦化、造紙紙漿等工業(yè)廢水。工藝所采用的反應(yīng)條件為150~250℃、2~9MPa，隨催化劑所用種類及性能而有所不同。所用化劑可分為均相化劑及多相催化劑:而多相催化劑又可分為非貴金屬催化劑、貴金屬催化劑及光催化劑類型。

1.均相濕式氧化催化劑

(1)芬頓(Fenton)試劑

       是指 Fe"*和 H,0,配制的酸性氧化溶液。1894年，法國(guó)科學(xué)家Fenton 首先發(fā)現(xiàn)該試劑具有強(qiáng)氧化作用。該試劑作為強(qiáng)氧化劑已具有100多年歷史，廣泛用于精細(xì)化工、醫(yī)藥及環(huán)境污染治理等方面，是效果較為理想的均相濕式氧化催化劑，可用于處理苯酚及烷基苯等有機(jī)廢水，使用溫度一般為100~120℃。芬頓試劑催化氧化有機(jī)物的機(jī)理是自由基機(jī)理，是通過(guò)下面反應(yīng)生成HO·自由基將有機(jī)物氧化的H,0和CO,分子:

Fe2 +H2О3--> Fe3* +OH +HO ·

       而 pH 值的控制是關(guān)鍵，在中性和堿性環(huán)境中，F(xiàn)e"不能催化H,0,產(chǎn)生自由基HO·。光照可以顯著促進(jìn)芬頓體系中有機(jī)物的降解速度。Fe"和H0,的酸性水溶液稱為類芬頓試劑該試劑也可催化有機(jī)物的降解，但其降解速率比芬頓試劑要低。此外，F(xiàn)e"、Fe"都有一定絮凝作用，可以去除廢水中的COD。

(2)可溶性過(guò)渡金屬鹽類

       CuS0,、CuC1,、Cu(NO,)、FeS0:、MnS04、Ni(NO,),等過(guò)渡金屬鹽也可以作濕式氧化均相催化劑。通常低價(jià)鹽的催化活性低于高價(jià)鹽，其中又以銅鹽的活性較高。在早期，多采用 CuS0,、Cu(NO,)、CuCl,等可溶性銅鹽作催化劑，采用均相催化氧化的方法來(lái)處理含酚、表面活性劑、有機(jī)聚合物及紙漿黑液等有機(jī)廢水，例如，在低于60℃和0.1MPa氧分壓的條件下，用CuC1,作催化劑來(lái)處理含酚廢水既迅速、又經(jīng)濟(jì);用銅鹽作催化劑處理含乙烯、乙二醇及表面活性劑的工業(yè)廢水也有較好處理效果。銅鹽催化劑還可通過(guò)三種方法來(lái)強(qiáng)化銅離子的催化作用:①加入 H,0,以生成 HO·自由基;②加入氨或銅銨絡(luò)合物以提高銅鹽的穩(wěn)定性和催化活性;③加入Fe或其他金屬離子以提高其活性。

       均相濕式氧化催化劑具有催化活性高、選擇性好的特點(diǎn)，但催化劑的分離回收困難，運(yùn)行成本高，而且處理后，銅離子等重金屬離子仍留在水中而被排放掉，存在二次污染的問(wèn)題，還需增加后處理過(guò)程。

2.多相濕式氧化催化劑

(1)非貴金屬濕式氧化催化劑

       非貴金屬濕式氧化催化劑的活性組分為 Cu、Mn、Fe、Co、Ni、Sn、y、w、Cr 等元素的一種金屬或金屬氧化物。也可由多種金屬、金屬氧化物或復(fù)合氧化物作為催化劑活性組分。它又可分為有載體和無(wú)載體形式。為了提高活性組分的分散度和比表面積，多數(shù)采用有載體的形式。可使用的載體有 AL,0,、Si0,、Ti0,、Zr0,、活性炭、Si0,-AL0:、T;0,-Zr0,Zn0-Ti0,等，其中又以 -A1,0,、Ti0,及活性炭使用較多，Ce0,也是良好的催化劑載體。

       在各種金屬中，以負(fù)載Cu 的多相濕式氧化催化劑的活性最好，Mn 次之。由Cu(NO,)2CuS0,等溶液浸漬多孔 y-A1,0,載體后，再經(jīng)高溫焙燒制得的 Cu0/y-A1,0,催化劑是一類有高催化活性的催化劑，加入 Mn、Fe等金屬離子能促進(jìn)cu 的催化作用。例如，采用多相濕式催化氧化方法處理 COD.為40g/L、總氨為2.5g1、懸浮固體為 10g/L的化工廢水，在240℃、4.9MPa壓力、水空間流速為1L/h的條件下，COD。、總氮和氨氨的去除率可分別達(dá)到 99.9%、99.2%和 99.9%;當(dāng)處理 COD.為 25g/L、TOC 為11g 的醛類化工廢水時(shí),在 250℃、7.0MPa壓力、0,/COD。=1.05、水空間流速為 2L/h的條件下，處理效率可達(dá)99%以上。失活的催化劑可用稀堿、稀酸或其他水溶液浸泡再生。

       在多相催化劑上，工業(yè)廢水的濕式氧化機(jī)理可以這樣來(lái)理解。廢水的濕式催化氧化是在較高溫度、壓力下進(jìn)行氣液固三相系催化反應(yīng)。多相催化劑是以固態(tài)形式存在。而在高溫高壓下，水及作為氧化劑的氧氣的物理性質(zhì)都發(fā)生很大變化，在室溫至100℃的范圍內(nèi)，氧化水中的溶解度隨溫度升高而降低，但到溫度超過(guò)150℃后，氧在水中的溶解度隨溫度的升高反而增大，而且溶解度遠(yuǎn)大于室溫下的溶解度。同時(shí)氧化水中的擴(kuò)散系數(shù)也隨溫度的升高而增大，因此，在多相催化劑上的濕式催化氧化過(guò)程是:

①?gòu)U水中的溶解氧被多孔催化劑活性位吸附;

②廢水中的COD成分，在催化劑已吸附氧的活性位上被吸附;

③在催化劑的活性位上，吸附的COD成分被吸附的氧氣氧化；

④反應(yīng)生成物CO2、N,和H,0等在催化劑上脫附，這樣反復(fù)進(jìn)行吸附-脫附催化反應(yīng)?；嘞酀袷窖趸呋瘎┯捎诤退蛛x方便，能有效控制催化劑組分的流失及二次污染問(wèn)題，并可使氧化處理流程簡(jiǎn)化，降低生產(chǎn)運(yùn)行成本。

(2)貴金屬濕式氧化催化劑

       貴金屬濕式氧化催化劑是以貴金屬為活性組分負(fù)載在載體上制得，所用貴金屬可以是Pd、Pt、Ru、Ag、I等，其中以使用 Pd為最多，所使用的載體有 AL,0,、T0,及活性炭等,其中又以活性炭使用較多。與非貴金屬催化劑相比較，貴金屬催化劑對(duì)有機(jī)廢水的處理，不僅催化活性高，而且使用壽命也長(zhǎng)，但其價(jià)格也較高?；钚蕴坑捎诰哂邪l(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和巨大的內(nèi)表面積，并具有良好的耐熱性、耐酸性、耐堿性，外觀形狀有球狀、圓柱狀、板狀蜂窩狀等形狀，故常用作貴金屬濕式氧化催化劑的載體。下面主要介紹以Pd為活性組分，以活性炭為載體的 Pd/C 催化劑的制備方法。

①Pd/C 催化劑的一般制備工藝。Pd/C 催化劑的簡(jiǎn)要制備工藝如圖12-12所示。選用具有合適比表面積、孔容的活性炭，經(jīng)酸處理、氧化處理等預(yù)處理方法改善活性炭的表面性質(zhì)后作為載體配用。用作活性組分的鈀鹽有硝酸鈀、氯化鈀、乙酸鈀及溴化鈀等，常用的是氯化鈀和硝酸鈀。

 圖12-12    Pd/C催化劑的簡(jiǎn)要制備過(guò)程

Pd/C催化劑的制備大致經(jīng)歷以下幾個(gè)階段：

首先，將氧化鈀溶解在鹽酸中，氧化鈀轉(zhuǎn)變成氯鈀酸:

PdCl2+2HCI -→ H2PdCl4

然后，調(diào)節(jié)溶液的 pH 值，用碳酸氫鈉中和氯鉑酸，使其轉(zhuǎn)變成氯鉑酸鈉:

H2PdCl4 +2NaHCO3--> NaPdCl4 +CO2+H2O

接著是浸漬活性炭載體，即在堿性介質(zhì)中，將氯鈀酸鈉轉(zhuǎn)變成氫氧化鈀，并負(fù)載在活性炭上:

Na2PdCl4 +2NaOH ->Pd( OH)2+4NaCl

最后用聯(lián)氨還原得到催化劑所需要的活性組分:

2Pd( OH)2+NH2NH2- 2Pd+N2+4H2O

經(jīng)洗滌、干燥后就制得Pd/C催化劑。下面就制備過(guò)程的主要影響因素加以說(shuō)明。

② 活性炭的預(yù)處理?；钚蕴科贩N很多，其原料來(lái)源分為植物類和礦物類。其中椰殼核桃、鋸屑等植物類原料可制得微孔發(fā)達(dá)、比表面積很高的活性炭。例如，殼類活性炭具有高的吸附容量和大的微孔體積，并具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，可選用比表面積為10001600m’/g、孔容為0.6m/g、細(xì)孔直徑為2~4nm的椰殼炭作 Pd/C 催化劑的載體。而直接使用市購(gòu)活性炭作載體會(huì)影響催化劑的活性，在用前應(yīng)通過(guò)以下預(yù)處理改善活性炭的表面性質(zhì)，從而提高所制得催化劑的性能。這些預(yù)處理包括:a.酸處理。用1%~3%的稀鹽酸或0.1~2molL,的硝酸對(duì)活性炭進(jìn)行洗滌，降低活性炭的灰分含量，并除去堿土金屬及重金屬雜質(zhì)，有利于提高活性炭的吸附性能。b.氧化處理。用雙氧水和次氯酸鈉溶液作氧化劑對(duì)活性炭進(jìn)行氧化處理，可將活性炭中的雜質(zhì)進(jìn)行選擇性氧化而除去，還可破壞活性炭表面上的還原基團(tuán)，增加活性炭表面的-CO0-(羧基)基團(tuán)，從而能防止Pd吸附時(shí)被直接還原有效抑制 Pd晶粒度增大，促進(jìn)Pd在活性炭表面的均勻分布。c熱處理。對(duì)活性炭在300-1200℃及真空下進(jìn)行熱處理，可使其部分石墨化、提高機(jī)械強(qiáng)度、除去少量有機(jī)雜質(zhì)，并可將活性炭的比表面積、孔容調(diào)節(jié)至要求的范圍內(nèi)。

      由上看出，活性炭的預(yù)處理是制備Pd/C催化劑的重要環(huán)節(jié)之一，通過(guò)預(yù)處理可以改變活性炭的表面性質(zhì)，有利于Pd金屬在活性炭上的分布，從而提高催化劑的活性及選擇性。③ 活性組分浸漬。在用浸漬法制備多相催化劑時(shí)，不能用活性組分本身制成的溶液進(jìn)行浸漬，而是用活性組分的易溶鹽配成浸漬溶液，所用的活性組分化合物必須易溶于水或某種溶劑，這樣在經(jīng)焙燒時(shí)易分解成所需的活性成分，或在還原后變成金屬活性組分。在PdC催化劑制備時(shí)，一般不直接將氯化鈀溶液浸漬在活性炭載體上，這是因?yàn)榛钚蕴勘砻娴倪€原基團(tuán)極易把離子鈀還原成金屬鈀，從而降低鈀的分散度而使催化劑活性下降。這時(shí)可采用調(diào)節(jié)鈀溶液 pH值的方法，使 Pd 均勻分布在活性炭的外表面。即加入堿金屬的碳酸鹽、碳酸氫鹽及*等調(diào)節(jié)溶液的pH值(如4.5~6.5)，使在適當(dāng) pH 值范圍內(nèi)形成 Pd0·H,0，有助于減緩 Pd晶粒度的增長(zhǎng)速度，有利于在活性炭表面呈均勻分布。

       此外，在鈀溶液中添加適量氧化劑(如過(guò)*、高氯酸、雙氧水等)也能防止浸漬吸附時(shí)，活性炭表面還原基對(duì) Pd離子的直接還原，阻止 Pd 晶粒度長(zhǎng)大，提高 Pd 的分散度:在浸漬液中添加適量表面活性劑，如十二烷基聚氧乙烯醚磷混合酯及其鹽的陰離子表面活性劑，可以起到調(diào)節(jié)Pd在活性炭表面的分布及分散性能的作用。一般認(rèn)為，Pd/C催化劑中pd 含量應(yīng)為 0.3%~2.0%，而 Pd在活性炭表面最好具有“蛋白"型分布，即 Pd最好分布在活性炭表面 20~400μm 的深度內(nèi)。使用碳酸鈉調(diào)節(jié)浸漬液的 pH 值，加入適量陰離子表面活性劑，可使12 左右的Pd分布在活性炭表面至深度為30μm 的表面，其余部分的Pd 分布在深度為 20~300pm 的內(nèi)層。

④催化劑還原。活性炭浸漬氯化鈀溶液后，需對(duì)其還原處理后催化劑才具有活性。氫氣、聯(lián)氨、羥胺等均可用作還原劑。用氫氣還原時(shí)，應(yīng)先對(duì)催化劑進(jìn)行洗滌及干燥處理，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下升溫至 200~250℃，再通氫氣還原2~3h后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻至室溫后出料;用聯(lián)氨還原時(shí)，無(wú)需對(duì)催化劑進(jìn)行洗滌及干燥，可直接用聯(lián)氨進(jìn)行還原，還原溫度 50~150℃，還原劑為鈀負(fù)載量的2~8倍，還原時(shí)間2~5h。還原后金屬鈀以高分散的微細(xì)顆粒均勻分散在活性炭表面，并呈現(xiàn)最佳的催化活性。還原后的催化劑經(jīng)洗滌洗去殘留的陰離子，再經(jīng)干燥處理即制得 Pd/C催化劑成品，對(duì)工業(yè)廢水具有良好的濕式催化氧化性能。

(3)光催化劑

       近年來(lái)，多相光催化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，它除了用于有機(jī)廢氣光催化分解及室內(nèi)空氣凈化外，也用于廢水有機(jī)污染物的光催化分解，其中T0,光催化劑具有穩(wěn)定無(wú)毒、催化效率高、無(wú)二次污染等特點(diǎn)，而且可以無(wú)條件地礦化各種有機(jī)污染物，越來(lái)越受到人們的重視。有人也采用環(huán)氧樹(shù)脂將TO,粉末黏附在木屑表面，制成漂浮于水面的 TiO,光催化劑來(lái)處理含油廢水。但粉末狀催化劑不僅存在著分離和回收困難等問(wèn)題，而且當(dāng)廢水中存在高價(jià)陽(yáng)離子，催化劑容易團(tuán)聚，也容易發(fā)中毒，實(shí)際應(yīng)用較少。因此，Ti0，固定化催化劑的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用受到關(guān)注。

       活性炭、活性炭纖維、膨脹石墨等輕質(zhì)碳材料都具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)、比表面積大及良好的選擇吸附性等特點(diǎn)，可以負(fù)載微細(xì)物質(zhì)。活性炭不僅可以富集目標(biāo)污染物，還可抑制水蒸氣和其他組分對(duì)光催化分解的影響。因此，活性炭是一種優(yōu)先采用的載體，將T0,光催化劑負(fù)載在活性炭載體上，制成一定形狀的復(fù)合光催化劑TO,/C，應(yīng)用于有機(jī)廢水的光催化分解處理。負(fù)載型 TO,/C可以有效地解決粉末狀T0,光催化劑的凝聚及分離回收難的問(wèn)題，但其前提是TO,在活性炭上應(yīng)有一定的負(fù)載強(qiáng)度，不易被廢水流動(dòng)及催化劑相互間的摩擦而剝落。

① TO,/C 光催化劑制法

a.活性炭預(yù)處理。選用100g椰殼制活性炭，先后用稀鹽酸及脫離子水洗滌、除油后于120℃恒溫脫水 10h，降溫后備用。

b. TO,溶膠制備。取 200m 乙醇，在不斷攪拌下加人 100mL Ti(OC, H,)，攪勻后再繼續(xù)加人乙酰丙酮 15mL，加完后繼續(xù)攪拌 20min 待用;另外取50mL乙醇、5mL 硝酸與 30mI脫離子水混合，在不斷攪拌下將此溶液慢慢加人上述T(0C,H,),溶液中，加完后繼續(xù)攪拌20~30min，即可制得黃色 Ti0,溶膠。

c.活性炭浸漬。在攪拌的條件下，將經(jīng)預(yù)處理的活性炭浸人由步驟b制得的 T0,溶膠中，浸漬時(shí)間為1~2h。然后取出在室溫下老化8~10h，再經(jīng) 80℃真空恒溫干燥 12~20h,根據(jù) T0,負(fù)載量的需要，干燥后的活性炭可按上述步驟進(jìn)行二次或多次浸漬，以得到不同

d. 焙燒。將干燥好的材料放人馬弗爐中于 400~500℃下焙燒 4h，即制得負(fù)載型 TiO,/C的 TiO,負(fù)載量。光催化劑。TO,具有銳鈦礦相的結(jié)構(gòu)。

T;O,/C 催化劑的大致制備過(guò)程如圖 12-13 所示。

圖12-13 TO,/C光催化劑的制備過(guò)程

② 廢水光催化試驗(yàn)。含酚廢水的光催化降解反應(yīng)在圓村形玻璃反應(yīng)器中進(jìn)行，使用 300W 中壓汞燈作光源。Pd/c催化劑用量為4g/L，苯酚溶液濃度為25mg/。光源距離液面15cm，反應(yīng)器下方有磁力攪拌，可使溶液濃度和溫度保持致，在連續(xù)光照3h的條件下進(jìn)行催化降解試驗(yàn)。結(jié)果表明當(dāng)T0，在活性炭上的負(fù)載量分別為106%、19.8%、28.9%、46.5%、61.2%、72.6%時(shí)，苯酚的降解率分別為20.1%、35.6%、59.9%、98.6%;87.8%、53.8%。可以看出，隨著活性炭上T0，的負(fù)載量增加，光降解率上升，當(dāng)T0,負(fù)載量達(dá)到46.5%時(shí)，光降解率最高，達(dá)到98.6%TO,負(fù)載量繼續(xù)增加時(shí)，光降解率反而呈下降趨勢(shì)，這是因?yàn)?TO,在起光催化作用的同時(shí)，也對(duì)光線產(chǎn)生遮蔽作用，使部分 TiO,失去催化作用從而影響光解效率。此外，也對(duì)未負(fù)載TO,的活性炭進(jìn)行同樣光照試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)純活性炭對(duì)苯酚有強(qiáng)吸附性及一定降解能力。

12-7-3 濕式催化氧化的工藝過(guò)程

       為了充分發(fā)揮濕式催化氧化處理工業(yè)廢水的作用，并使其在經(jīng)濟(jì)上可行，一般適用于處理高濃度有機(jī)廢水及廢液，如處理COD(重鉻酸鹽需氧量)為30~300g/L的高濃度有機(jī)廢水。在處理過(guò)程中，廢水中的S被氧化成S0?、氮被氧化成NO,，不會(huì)形成SO,和NO.，因此幾乎不會(huì)產(chǎn)生二次污染，是一種清潔的廢水處理工藝。圖12-14示出了使用非貴金屬或貴金屬的多相催化劑進(jìn)行廢水催化氧化處理的工藝流程。

圖12-14 濕式化氧化工藝流程

1一水儲(chǔ)罐;2、5-分離器;3-催化反應(yīng)器;4-再沸器;6一循環(huán)泵;7-透平泵;8-壓縮機(jī);9-熱交換器;10-加壓泵

       廢水用加壓泵送人熱交換器，與反應(yīng)后的高溫氧化水換熱，使廢水溫度到達(dá)接近于反應(yīng)溫度時(shí)進(jìn)入催化反應(yīng)器，同時(shí)用壓縮機(jī)將反應(yīng)所需的空氣(氧源)也送入催化反應(yīng)器中。在催化反應(yīng)器內(nèi)，廢水中的有機(jī)物在催化劑作用下與空氣中的氧發(fā)生氧化反應(yīng)，在高溫下將廢第 12 章 工業(yè)環(huán)境治理催化劑及其應(yīng)用,水中的有機(jī)物氧化成 CO,和 H,0，或氧化成低級(jí)有機(jī)酸等中間產(chǎn)物。反應(yīng)后的氣液混合物經(jīng)分離器分離，液相經(jīng)熱交換器預(yù)熱進(jìn)水以回收熱量。高溫尾氣先通過(guò)再沸器產(chǎn)生蒸汽或經(jīng)熱交換器預(yù)熱進(jìn)水，其冷凝水由第二分離器分離后通過(guò)循環(huán)泵再送入催化反應(yīng)器，分離后的高壓尾氣可用于產(chǎn)生機(jī)械能，以達(dá)到能量的逐級(jí)利用。

影響濕式催化氧化的主要因素有:

(1)反應(yīng)溫度

       溫度是濕式氧化工藝的重要因素，溫度升高有利于降低水的黏度，提高氧氣在水中的傳質(zhì)速率。因而，溫度越高，反應(yīng)速度越快，反應(yīng)進(jìn)行也更。但溫度過(guò)高會(huì)增加能耗，所以通過(guò)使用催化劑可以降低反應(yīng)溫度，一般將溫度控制在150~250℃。

(2)反應(yīng)壓力

       壓力不是氧化反應(yīng)的直接影響因素，但為了保持反應(yīng)在液相中進(jìn)行，反應(yīng)壓力必須與溫度相匹配，即要高于該溫度下的飽和蒸汽壓。此外，為保證液相中的高溶解濃度，氣相中的氧分壓也必須保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。一般將反應(yīng)壓力控制在2~9MPa。

(3)催化劑

       在濕式催化氧化反應(yīng)時(shí)，使用的催化劑不僅要求提高廢水COD成分的化率，而且在高溫高壓的熱水條件下，具有耐久性，即具有壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。催化劑的形狀，一般采用顆粒狀、球狀、環(huán)狀及蜂窩狀等。催化劑形狀的選擇，主要決定于廢水中的懸浮固體的多少，懸浮固體少的廢水采用球狀或圓柱狀的催化劑;對(duì)于懸浮固體多的廢水，采用蜂窩狀催化劑。蜂窩槽孔徑，一般為2~20mm 的細(xì)孔徑。

(4)廢水性質(zhì)

       廢水中有機(jī)物成分會(huì)直接影響濕式催化氧化工藝的進(jìn)行。有機(jī)物的氧化與其電荷特性和空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，有機(jī)物中氧所占的比例越少，其可氧化性也越大。即有機(jī)物中碳所占的比例越多，越容易被氧化。因此，脂肪族和鹵代脂肪族化合物、甲苯等芳烴、等容易被氧化，而氯苯和多氯聯(lián)苯等不含非鹵代基團(tuán)的鹵代芳香族化合物則難以被氧化。

產(chǎn)品展示

產(chǎn)品詳情：

      將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，并將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的催化反應(yīng)，光熱催化反應(yīng)。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換路徑以及熱能和電子激發(fā)起到催化反應(yīng)作用程度的不同，將光熱催化分類為光輔助熱催化，熱輔助光催化以及光熱協(xié)同催化。

      SSC-PTCR光致熱催化反應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了雙光源照射，提高了光致熱的能量輸出，加快光催化實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)催化劑溫度；配套的質(zhì)量流量PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種反應(yīng)氣體的任意匹配，更有利于實(shí)驗(yàn)的調(diào)整，配方的研發(fā)。

       SSC-PTCR光致熱催化反應(yīng)系統(tǒng)，配合控溫和磁力攪拌器，直接升級(jí)為釜式光熱催化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，多種體系下評(píng)價(jià)催化劑的活性。