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濕式氧化技術(shù)特點及發(fā)展
濕式氧化技術(shù)(Wet Air Oxidation,簡稱WAO):在高溫(125-320℃)和高壓(0.5-20MPa)條件下,以空氣中的O2為氧化劑(現(xiàn)在也有使用其它氧化劑的,如臭氧、g氧化氫等),在液相中將有機(jī)污染物氧化為CO2和水等無機(jī)物或小分子有機(jī)物的化學(xué)過程。濕式催化氧化法(CWO)處理難降解有機(jī)廢水濕式催化氧化法(CWO)處理技術(shù)是一種廢水的深度處理技術(shù)。
在常溫常壓下,水分子間因為存在大量的氫鍵,而具有高的介電常數(shù)。
當(dāng)水的溫度和壓力升高到臨界點(TC:374℃,PC:22Mpa)以上時,水的密度大大減小,水的氫鍵作用幾乎不存在,擴(kuò)散系數(shù)變大,傳質(zhì)速度劇增。
超臨界水的介電常數(shù)變小,接近非極性有機(jī)r劑。按相似相溶原理,不但有機(jī)物可以與超臨界水混溶,而且O2也可混溶在水中,此時水成了有機(jī)物和O2的良好溶劑。
高溫促使反應(yīng)速度劇增,使有機(jī)物可以在數(shù)秒鐘內(nèi)被氧化分解。
因此,在這種條件下,有機(jī)物的氧化實際上是在均相中進(jìn)行的,相間傳質(zhì)不會成為反應(yīng)的限制條件。因此在濕式氧化中創(chuàng)造適當(dāng)?shù)墓に嚄l件,確保一定的液相是有機(jī)物得以降解的必要條件。其冷凝水由第二分離器分離后通過循環(huán)泵再打入反應(yīng)器,分離后的高壓尾氣送入透平機(jī)產(chǎn)生機(jī)械能或電能。工程中常用的濕式氧化條件,雖然達(dá)不到超臨界點的溫度和壓力,也足以顯著地提高有機(jī)物的氧化降解速率。
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催化濕式氧化技術(shù)與CWAO的比較
催化濕式氧化技術(shù)與CWAO的比較
制備了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%(以下皆同)的載Cu催化劑,可以看出,在110min以后,CWAO對造紙廢水COD去除率才高于WAO,表明短時間內(nèi)反應(yīng)溫度高,氧氣分壓大,無催化劑的濕式氧化也具有較好的降解效果,但隨時間的延長,達(dá)到更高的廢水COD去除率,則CWAO所需時間比WAO少。當(dāng)WAO變?yōu)镃WAO后,更多的氧氣可以嵌入載體上的CuO晶格中,同時Cu的活性位又可以吸附氧,從而能截留住更多的氧氣。70年以后,WAO工藝得到迅速發(fā)展,應(yīng)用范圍從回收有用物和能量進(jìn)一步擴(kuò)展到有毒有害廢水的處理以及石油化工、宇航等行業(yè)的各種廢物的處理。
濕式氧化法脫硫工藝技術(shù)特點
濕式氧化法脫硫工藝技術(shù)特點:
H2S是一種酸性氣體,在溶液中可以電離出氫離子,H2S=H HS-;Na2CO3 H2S==NaHCO3 NaHS而HS-有較強(qiáng)的還原能力,易失去電子而被氧化HS- 1/2O2==S↓ OH-,這種性質(zhì)被巧妙地運(yùn)用于濕式氧化法脫硫工藝。濕式氧化法其實質(zhì)上就是一種伴有氧化反應(yīng)的濕式酸堿中和的過程,通過催化氧化,使負(fù)二價的硫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫分離出去。另外,反應(yīng)中須維持高溫高壓下進(jìn)行,所以僅適于小流量高濃度的廢水處理。其工藝技術(shù)有如下特點。
1、選擇脫硫催化劑至關(guān)重要:在濕式氧化法脫硫中,將H2S氧化成單質(zhì)硫是借助于脫硫液中的載氧體催化劑來實現(xiàn)的。催化劑在很大程度上決定著濕式氧化法的脫硫效率,單質(zhì)硫生產(chǎn)率、堿耗、再生效率,副反應(yīng)產(chǎn)率等一系列重要指標(biāo)。那么,同樣是由于各廠工況不同,管理水平不同,其物料消耗也是有差別的。因此,選擇一種催化劑作為氧化還原劑,就成為決定這種工藝操作的關(guān)鍵。
2、不管采用何種催化劑,其化學(xué)反應(yīng)過程的共同特點是要分三步走:第y步用氨水或純堿液吸收氣體中的H2S進(jìn)行中和反應(yīng)。第二步采用載氧體催化劑進(jìn)行催化氧化反應(yīng)把HS-、S-2氧化成單質(zhì)硫。第三步加入或噴射自吸空氣氧化失活的催化劑,使其得到再生,恢復(fù)活性、循環(huán)使用。同時將單質(zhì)硫浮選出來分離出去,熔煉硫磺。而且從工藝上看,第y步吸收反應(yīng)肯定在脫硫塔中進(jìn)x。氣液兩相逆流接觸,通過傳質(zhì)(填料)H2S從氣相介面向液相介面轉(zhuǎn)移,進(jìn)入液相主體。濕式催化氧化法(CWAO法)在各種有毒有害和難降解的高濃度有機(jī)廢水處理中非常有效,具有很高實用價值。酸堿中和反應(yīng),生成相應(yīng)的鹽轉(zhuǎn)化為富液。此過程中受氣膜控制屬擴(kuò)散式吸收。然而催化、氧化、析硫的第二步化學(xué)反應(yīng),也主要在脫硫塔內(nèi)進(jìn)行。因而,也形成了這種復(fù)雜相系共存格局。故此,傳質(zhì)面積、噴淋密度、液氣比、堿度、PH值、催化劑濃度、反應(yīng)溫度等都會影響吸收的選擇性及析硫再生和氣體凈化度。