Zn/Fe体系湿法催化氧化高效脱除沼气中H2S的研究

提出了Zn/Fe体系湿法催化氧化脱除沼气中H2S新工艺,阐述了反应机理、实验装置和工艺流程,考察了各单因素操作条件对H2S脱除效率的影响,在此基础上进行的综合条件实验,脱硫效率都维持在99.6%以上,净化后沼气中H2S含量低于国家标准。过程不消耗任何化工原料,不产生二次污染,体系无降解问题。     

H2S匀圆杂选择性催化氧化工艺及催化剂研究现状

论述了石油流化催化裂化烟气中H2S气体的选择性催化氧化处理工艺和工艺中所使用的各种类型选择性氧化催化剂.目前已发展并投入使用的选择性氧化工艺主要有:Superclaus工艺、Euroclaus工艺、Clinsulf-Do工艺、BSR/Hi-Activity工艺、Selectox工艺和Modop工艺等,各工艺具有不同的特点和应用范围.H2S选择氧化催化剂主要包括以下几种体系:碳体系、SiC载体体系、分子筛体系、氧化物体系和柱撑黏土体系等.其中碳体系和氧化物体系的研究开展的较早较多,关于分子筛体系的研究近期有所减少,SiC是研究人员认为非常有潜力的一个载体体系,其相关体系研究也一直在进行之中,柱撑黏土体系还处于初步研究阶段,离实际应用尚有距离.     

Cu/Al2O3低温催化氧化H2S研究

高效低成本的催化剂是低温催化氧化脱除硫化氢（H₂S）的研究重点,采用浸渍法研制了Cu/Al₂O₃催化剂,利用N₂物理吸附、XRD（X射线衍射分析）、XPS（光电子能谱）、FT-IR（傅里叶变换红外光谱）等表征手段了解催化剂的表面结构和物相结构,并开展不同温度、相对湿度、Cu负载量条件下的H₂S动态脱附以考察催化剂脱硫性能.结果表明:①催化剂是一种典型的介孔材料,且CuO和Cu₂O高度分散在催化剂表面.②FT-IR结果表明,催化剂在H₂S催化氧化过程中表面Cu_xO和表面结合水中的羟基均参与反应,且有SO₄2-的生成.③XRD、XPS结果表明,脱硫过程中有S单质和CuS的生成.④适宜的温度（50℃）和相对湿度（50%）会显著增强Cu基催化剂的脱硫性能.⑤负载量为3%的Cu基催化剂具有最佳的脱硫性能,穿透硫容量高达220.92 mg/g.研究显示,利用浸渍法可以合成低温催化氧化H₂S的高硫容Cu基催化剂.      

铈插层黏土负载铁催化剂在H2S选择性催化氧化过程中催化性能的研究

合成了铈插层的Laponite黏土材料(Ce-Lap),并以此材料为载体,分别负载质量分数为3%、5%、8%、10%的Fe制备Fe/Ce-Lap催化剂,通过XRD、氮气吸脱附曲线、XRF、TG、FT-IR、O2-TPD、H2-TPR、XPS等手段,对催化剂的物理化学性质进行了表征测试,并考察了催化剂在H2S选择性催化氧化反应过程中的活性.结果表明,5%的Fe/Ce-Lap在180℃时表现出最好的催化活性,能达到96%的硫产率,这归因于Fe与Ce之间的相互作用,改善了Fe3+的氧化还原能力.此外,较高的氧吸附能力及铁物种的高分散度促进了氧化反应的进行.     

Fe/Zn-TMS体系吸收去除催化裂化干气中H2S的性能

本研究采用FeCl3·6H2O、ZnCl2和环丁砜(TMS)复配形成的Fe/Zn-TMS体系脱除催化裂化(FCC)干气中的H2S,并用30%H2O2氧化再生Fe/Zn-TMS体系.同时,研究了各活性成分比例、吸收液体积浓度、吸收液pH值等对脱硫效率的影响,以及H2O2用量、吸收富液pH值对Fe2+氧化率的影响.结果表明,n(FeCl3·6H2O)∶n(ZnCl2)∶n(TMS)为0.45∶0.55∶1,吸收液pH为0.75,体积浓度(W)为50%的条件下能长时间高效脱硫,最高脱硫率达99.9%;在n(Fe2+)∶n(H2O2)为2∶1,吸收富液pH为0.65的条件下,Fe2+氧化率达96.7%.体系可循环使用3次,且能耗低、操作简单.     

催化剂Ru/ZrO2-CeO2催化湿式氧化苯酚

催化剂Ru/ZrO₂-CeO₂催化湿式氧化苯酚的过程表明,Ru/ZrO₂-CeO₂可以显著提高COD和苯酚去除效果,当反应温度为170℃,压力为3 MPa,反应120 min后,COD和苯酚的去除率分别达到了99％和100％.试验还考察了不同反应条件对苯酚溶液COD去除的影响,并获得了最优的反应条件：温度为170℃,压力为3 MPa,催化剂的投加量为5　g/Ｌ,搅拌速度为500 r/min.通过对中间产物的分析,本研究提出了催化湿式氧化苯酚的简单路径图,认为苯酚首先被氧化成小分子有机酸,接着小分子有机酸被氧化成二氧化碳和水.前一个过程是快速反应,后一个过程中的乙酸氧化是慢速过程,需要在高温下才能完成.乙酸的氧化主要是自由基攻击α碳上的C—H键,先生成甲酸,并最终生成二氧化碳和水.     

催化湿式氧化法降解水中的β-萘酚

采用催化湿式氧化法降解β-萘酚,制备了一系列MnOx/nano-TiO2催化剂,对其制备条件、反应条件及催化剂的稳定性进行了研究,同时对催化剂进行了X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及程序升温还原(TPR)等表征.结果表明,Mn负载量过高时,高分散的MnO2和Mn2O3聚集形成相应的晶相,导致了β-萘酚COD去除率的降低;焙烧温度过高时,可能是因为形成较多活性较差的Mn2O3,MnO2和Mn2O3之间的电子传递作用被削弱,造成COD去除率的降低;催化剂使用6次后COD去除率略微降低可能是和对应的衍射峰峰强度下降有关.当Mn负载量(质量分数)为4%、焙烧温度为450℃时所制备的MnOx/nano-TiO2催化剂活性较好,其在反应温度为110℃、反应总压力为0.5 MPa的条件下催化β-萘酚降解时COD去除率可达96.4%.该催化剂重复使用6次后β-萘酚COD去除率仍可达92.4%.采用原子吸收光谱(AAS)分别测定50、80、110及150℃时反应后溶液中Mn的溶出量,均低于9.3 mg·L-1,催化剂稳定性较好.根据文献对β-萘酚的降解路径进行了推测.     

催化湿式氧化法降解活性艳蓝的研究

以Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂的非均相催化氧化体系处理活性艳蓝KN-R。考察了反应时间、反应温度、pH和Fe2O3/γ-Al2O3投加量等因素对降解效果的影响。结果表明,染料初始浓度为200mg/L时,在温度150℃、压力0.5MPa、H2O233mg/L、pH=6,反应时间1h,Fe2O3/γ-Al2O3投加量为8g/L的最佳条件下,活性艳蓝KN-R色度几乎完全去除,TOC和COD去除率分别为95.6%和82.5%。     

活性炭脱硫研究 (Ⅰ)SO2-N2-O2体系中SO2的氧化反应动力学

通过测定不同时间活性炭上的ＳＯ３蓄积量，以Ｌｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ方法进行了动力学方程的推导，发现整个过程可分为具有不同反应机理的两个阶段，在ＳＯ３蓄积量小的情况下，ＳＯ３对ＳＯ２和氧的吸附不产生影响；在ＳＯ３蓄积量达到一定限度后，同晟为一种阻抑物质，同时还获得了吸附平衡常数和反应速率常数。     

UV/H2O2体系光降解邻苯二甲酸二丁酯研究

研究了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)在UV/H₂O₂体系中的光降解.结果表明:DBP在UV/H₂O₂体系中能很好地降解,且其光降解速率大于在单一UV辐照下的光降解速率;在pH为中性条件下DBP的光降解速率最快,而在强酸性或碱性条件下DBP的光降解速率均较低;在一定H₂O₂浓度范围内,DBP的光降解速率随c(H₂O₂)的升高而增大,但当c(H₂O₂)过高时,其对·OH自由基的清除作用使DBP的光降解速率减慢.DBP的光降解速率随其初始质量浓度的增大而降低;在实验质量浓度范围内,DBP的光降解速率常数近似与其初始质量浓度成负一级反应动力学关系.      

H_2O和SO_2对Cr-Ce/TiO_2催化氧化NO性能的影响

采用浸渍法在最佳制备条件下制备了新型Cr-Ce/TiO2催化剂,并对催化剂进行了BET和XRD表征.同时,考察了反应温度、H2O和SO2对该催化剂催化氧化NO性能的影响,并对中毒催化剂进行了FT-IR分析,讨论了中毒机理.结果表明,Cr-Ce/TiO2催化剂具有良好的NO氧化活性,在空速为10000h-1、O2体积分数8%(φ)、NO进口体积分数700×10-6条件下,反应温度250℃时NO转化率可达到59.7%,330℃时NO转化率可达到最大值80.7%.单独加入10%(φ)H2O或300×10-6(φ)SO2都可使催化剂活性降低,但在较高温度时影响较小.330℃下单独通入SO2和同时通入H2O与SO210h后,由于催化剂表面生成了少量硫酸盐和亚硫酸盐,活性下降并维持在62.4%左右,能够满足对NOx进行高效吸收的要求;停止通入H2O和SO2后,催化剂活性恢复到71.6%,加热处理后活性能进一步恢复到78.5%.该催化剂具有比文献中报道的其它NO氧化催化剂更强的抗H2O和SO2毒化能力.     

CeO2形貌结构对催化湿式空气氧化苯酚性能的影响

采用水热法、沉淀法和溶胶凝胶法制备了3种不同形貌的CeO₂催化材料,并将其用于湿式空气氧化苯酚水溶液过程中,探讨了CeO₂形貌结构对催化湿式氧化苯酚水溶液性能的影响.采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、程序升温还原（TPR）等手段对CeO₂催化材料进行了表征.结果表明,水热法制备的CeO₂催化材料表现出较好催化性能,主要原因是水热法合成的CeO₂呈现交错的纳米棒状结构,主要暴露（220）晶面,且沿着（220）晶向生长.在反应温度为200℃、空气压力为2MPa、苯酚初始浓度500mg/L的条件下,最终（240min）COD的去除率为95.5%.     

CeO2形貌结构对催化湿式空气氧化苯酚性能的影响

采用水热法、沉淀法和溶胶凝胶法制备了3种不同形貌的CeO₂催化材料,并将其用于湿式空气氧化苯酚水溶液过程中,探讨了CeO₂形貌结构对催化湿式氧化苯酚水溶液性能的影响.采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、程序升温还原（TPR）等手段对CeO₂催化材料进行了表征.结果表明,水热法制备的CeO₂催化材料表现出较好催化性能,主要原因是水热法合成的CeO₂呈现交错的纳米棒状结构,主要暴露（220）晶面,且沿着（220）晶向生长.在反应温度为200℃、空气压力为2MPa、苯酚初始浓度500mg/L的条件下,最终（240min）COD的去除率为95.5%.     

高浓度H2S、CS2废气综合治理技术

二硫化碳工业废气含有高浓度H₂S和CS₂．采用TF－C技术治理,废气先经TF脱硫液湿法选择吸收H₂S,再经活性炭于法脱除CS₂。在巧妙设计的工业装置运行结果,治理效果良好:削减废气中H₂S和CS₂排放量分别为99．9／和79％,达GBJ₄－73规定的工业废气排放标准,并副产CS₂和硫磺回用于生产。      

Mn/Ce复合催化剂湿式氧化降解高浓度吡虫啉农药废水的研究

通过共沉淀法制备了用于湿式氧化吡虫啉农药废水的Mn/Ce复合催化剂,利用BET比表面积测定和XRD对催化剂进行了表征,研究了焙烧温度对Mn/Ce催化剂活性及稳定性的影响,探讨了湿式催化氧化吡虫啉农药废水的适宜反应温度和氧分压.结果表明,Mn/Ce催化剂晶粒细小,晶粒尺寸小于15nm;适当降低焙烧温度,对减小催化剂晶粒、增加比表面积、提高活性有利,但会使金属溶出量增大、稳定性下降;提高反应温度,湿式催化氧化反应速率加快,而氧分压大于1.6MPa后,反应速率不受氧分压影响;使用该催化剂,在温度190℃、氧分压1.6MPa、进水pH为6.21的条件下经120min处理,COD去除率达93.1%;Mn/Ce复合催化剂对湿式氧化吡虫啉农药废水显示较好的活性和稳定性.     

Kinetics study on catalytic wet air oxidation of phenol by several metal oxide catalysts

Four metal oxide catalysts composed of copper (Cu), stannum (Sn), copper-stannum (Cu-Sn) and copper-cerium(Cu-Ce) respectively were prepared by the co-impregnation method, and γ-alumina(γ-Al2O3 ) is selected as support. A first-order kinetics model was established to study the catalytic wet air oxidation of phenol at different temperature when these catalysts were used. The model simulations are good agreement with present experimental data. Results showed that the reaction rate constants can be significantly increased when catalysts were used, and the catalyst of 6% Cu-10% Ce/γ-Al2 O3 showed the best catalytic activity. This is consistent witht he result of catalytic wet air oxidation of phenol and the COD removal can be arrived at 98.2% at temperature 210℃, oxygen partial pressure 3 MPa and reaction time 30 rain. The activation energies of each reaction with different catalysts are nearly equal, which is found to be about 42 kJ/mol and the reaction in this study is proved to be kinetics control.     

焙烧温度对催化剂Cu-Ni-Ce/SiO2性能的影响

采用浸渍法在不同焙烧温度下制备了用于湿式H202降解吡虫啉农药废水的Cu-Ni-Ce/SiO2催化剂,利用TG、BET、XRD和XPS等对其进行了表征,研究了焙烧温度对催化剂表面结构的影响以及催化剂表面结构与活性及稳定性之间的关系.结果表明:降低焙烧温度,cu、Ni、ce之间的相互作用使得催化剂晶粒尺寸减小,比表面积增加,Cu、Ni固溶体量和催化剂表面化学吸附氧量增加.湿式H,O,降解吡虫啉农药废水时,600℃下焙烧获得的Cu-Ni-Ce/Si02催化剂活性最高;在催化剂用量10 g·L-1、反应温度为110℃、双氧水用量为理论需用量、进水pH为9.0、反应时间为60 min的条件下,COD去除率为91.5%,活性组分溶出量较小.研究结果表明,焙烧温度对CuO、NiO、CeO,及Cu、Ni固溶体之间的相瓦作用有较大影响,从而影响了催化剂湿式降解吡虫啉农药废水的活性和稳定性.