[發(fā)明專利]一種纖維乙醇廢水處理催化劑及制備方法和廢水處理方法

有效

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• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號: CN103041810A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程明珠;王學(xué)海;劉忠生;劉淑鶴
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;C02F1/74
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種纖維乙醇廢水處理的催化劑及制備方法和應(yīng)用，特別纖維乙醇廢水催化濕式氧化處理催化劑及制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

纖維乙醇以秸稈、農(nóng)作物等纖維為原料，通過預(yù)處理發(fā)酵生產(chǎn)制得。由于纖維乙醇生產(chǎn)過程復(fù)雜，生產(chǎn)用水和排水量都很高，而且過程中產(chǎn)生的廢水是一種高濃度、高懸浮物、高鹽含量的有機(jī)廢水，一般呈酸性，是乙醇行業(yè)最主要的污染源。因此，纖維乙醇廢水的處理已經(jīng)成為限制纖維乙醇大規(guī)模生產(chǎn)的一個關(guān)鍵因素。

目前，有機(jī)廢水的處理方法主要有生物法，富集燃燒法和濕式氧化法。對于高濃度的纖維乙醇廢水，生物法普遍存在的問題是需要將廢水稀釋到一個較低的濃度才能進(jìn)行處理，活性污泥法要進(jìn)一步處理污泥，增加了成本投資，而厭氧法中的菌類對溫度等條件變化敏感，很難控制。

據(jù)分析，生產(chǎn)一噸乙醇將產(chǎn)生25噸左右的廢水，采用富集燃燒法消耗的燃料成本相當(dāng)驚人，而且燃燒的廢氣產(chǎn)生二次污染，需進(jìn)一步處理。在處理高濃度難降解有機(jī)廢水的技術(shù)中，較為先進(jìn)的是濕式氧化技術(shù)，該技術(shù)設(shè)備占地小，二次污染少，但是需要在較高的溫度和壓力下操作，近些年來研究人員通過向反應(yīng)體系中添加適量的催化劑，降低了反應(yīng)活化能，使催化濕式氧化工藝條件趨于溫和，加快了反應(yīng)速度，降低了投資成本。該技術(shù)的核心是高活性和穩(wěn)定性的催化劑的研制。

CN1292304A公開的“用于濕式氧化中的稀土基負(fù)載型催化劑及其制備方法”，提供一種用于催化濕式氧化的Ti-Ce-Bi非貴金屬催化劑及其制備方法，以降低催化劑成本，但是該催化劑要求的反應(yīng)溫度較高，在乙酸模型反應(yīng)230℃下一小時后乙酸去除率達(dá)到96%。

CN1358567A公開的“一種用于催化濕式氧化處理工業(yè)廢水的銅基催化劑及其制備方法”，提供一種適用于催化濕式氧化處理工業(yè)廢水的銅基催化劑，由Cu和Zn、Mg或Ni和Cr、Al或Fe及稀土金屬的氧化物組成，不含貴金屬，重點(diǎn)在于催化劑中重金屬銅不易流失，在針對某些廢水一定條件下反應(yīng)2小時后，Cu的流失濃度很低。但是該催化劑制備過程復(fù)雜，不利于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。

CN1498860A公開的“一種催化濕式氧化處理感光膠廢水用催化劑及其應(yīng)用”，采用具有極高催化活性的貴金屬及稀土金屬催化劑，應(yīng)用催化濕式氧化技術(shù)對感光膠廢水進(jìn)行處理。該催化劑的貴金屬含量高，催化劑成本高，選取的反應(yīng)溫度和壓力都比較高，溫度250~270℃，壓力5.0~7.0MPa，這樣大大提高了對反應(yīng)裝置的要求和投資成本。

CN1524613A公開的“以碳材料為載體的高活性濕式氧化催化劑及其制備方法”，提供一種活性高貴金屬含量低并以碳材料為載體的濕式氧化催化劑，貴金屬用量為0.25~0.5wt%，其余為碳。在反應(yīng)溫度為250~280℃，初始壓力4.3MPa時，COD去除率最高達(dá)到91.3%。但是反應(yīng)溫度和壓力較高，而且碳材料催化劑制備過程比較復(fù)雜，不利于催化劑的工業(yè)化應(yīng)用。

CN1669643A公開的“催化濕式氧化工藝中稀土復(fù)合氧化物催化劑及其制備方法”，提供了一種固體粉末狀的ZrO₂和CeO₂的復(fù)合氧化物催化劑及其制備方法，該催化劑對于含高濃度難降解的小分子有機(jī)廢水有良好的活性，金屬離子溶出量很小，但是該催化劑在230℃，總壓為5MPa時，COD去除率達(dá)到87%，反應(yīng)溫度和壓力較高，投資成本大，而且粉末狀催化劑不利于工業(yè)化應(yīng)用。

CN101185887A公開的“用于濕式氧化工藝的催化劑及其制備方法”，提出一種γ-Al₂O₃負(fù)載稀土金屬氧化物和過渡金屬元素的負(fù)載型濕式氧化催化劑，大大降低了催化劑成本。該催化劑對苯酚廢水有很好的處理效果，但是對纖維乙醇廢水沒有催化活性。

CN1672786A公開的“稀土二氧化鈰負(fù)載型濕式氧化催化劑及其制備方法”，提出一種處理難降解有機(jī)酸等有機(jī)物活性和穩(wěn)定性高的MO_x/CeO₂催化劑及其制備方法，該催化劑能夠降低濕式氧化反應(yīng)條件，提高轉(zhuǎn)化速率。但是其貴金屬負(fù)載量為1~3wt%，很難降低催化劑成本。