[發明專利]使用再循環的銅、釩或鐵催化劑的濕式空氣氧化方法

在審

• 申請號: 201480021708.3
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN105164063A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: C.L.費爾奇
• 申請（專利權）人: 西門子能源公司
• 主分類號: C02F11/08
• 分類號: C02F11/08;C02F1/72;C02F1/66
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周鐵;石克虎

相關申請

本申請根據35U.S.C.§120要求2009年7月21日提交的題為“使用再循環的催化劑的濕式空氣氧化方法”的根據35U.S.C.§371作為2008年1月22日提交的題為“使用再循環的催化劑的濕式空氣氧化方法”的PCT申請PCT/US2008/000784的進入國家階段的美國申請序列號12/523,962的權益，其根據35U.S.C.§119(e)要求2007年1月22日提交的題為“使用再循環的銅催化劑的濕式空氣氧化方法”的美國臨時申請序列號60/885,966的優先權，其中的每一個通過引用以其整體并入本文。

背景技術

1.公開領域

本公開內容總體上涉及工藝物料流的處理，并且更具體而言，涉及用于處理其中的不合意的成分的催化濕式氧化系統和方法。

2.相關技術的討論

濕式氧化是用于處理工藝物料流的公知技術，并且被廣泛使用，例如，用于破壞廢水中的污染物。該方法涉及不合意的成分在升高的溫度和壓力下通過氧化劑進行水相氧化，所述氧化劑通常為來自含氧氣體的分子氧。該過程可以將有機污染物轉化為二氧化碳、水和生物可降解的短鏈有機酸，例如乙酸。包括硫化物、硫醇鹽和氰化物的無機成分也可被氧化。作為焚化的替代者，濕式氧化可以被用在各種各樣的應用中來處理工藝物料流用于隨后的排放、工序內再循環或作為預處理步驟以供給傳統的生物處理工廠用于拋光。催化濕式氧化已經作為對傳統的非催化濕式氧化的有效增強出現。催化濕式氧化方法通常允許在較低的溫度和壓力下且由此在較低的資本成本下實現的更大的破壞。在升高的溫度和壓力下將待處理的含水物料流與氧化劑混合并與催化劑接觸。異相催化劑通常駐留在床上，所述含水混合物通過所述床的上方，或在氧化之前以固體顆粒物的形式與所述含水混合物共混。所述催化劑可以在濕式氧化單元的下游從氧化流出物過濾出用于再使用。

概述

根據一個或多個方面或實施方案，本公開內容涉及用于催化濕式氧化的方法和系統。根據一個方面，催化濕式氧化方法包括提供待處理的包含至少一種不合意的成分的含水混合物。所述含水混合物在升高的溫度和超大氣壓力下與催化劑和氧化劑接觸，以處理所述至少一種不合意的成分并形成經氧化的含水混合物。所述催化劑的至少一部分通過調節經氧化的含水混合物的pH水平來沉淀，以形成沉淀的催化劑。將所述沉淀的催化劑的至少一部分再循環以接觸所述含水混合物。

根據另一個方面，催化濕式氧化系統包括濕式氧化單元、與所述濕式氧化單元流體連接的包含至少一種不合意的成分的含水混合物源、與所述濕式氧化單元流體連接且位于所述含水混合物源和所述濕式氧化??單元之間的可溶于所述含水混合物中的催化劑源、經配置以檢測在所述濕式氧化單元下游的經氧化的含水混合物的pH水平的pH傳感器、與所述pH傳感器連通且經配置以響應指示在預定的針對催化劑的pH溶解度范圍內的pH水平的所述pH傳感器產生控制信號從而將經氧化的含水混合物的pH水平調節至預定的針對催化劑的pH溶解度范圍之外的pH控制器、經配置以沉淀所述催化劑的至少一部分且位于所述濕式氧化單元的下游并與其流體連通且位于所述pH控制器的下游的分離器、和與所述分離器的出口和所述催化劑源的至少一個的入口以及所述濕式氧化系統的入口流體連接的再循環管線。

根據另一個方面，促進在催化濕式氧化方法中使用的催化劑的再循環的方法包括提供具有與pH傳感器連通的控制器的pH監控系統，所述控制器經配置以響應指示在針對所使用的催化劑的預定的pH溶解度范圍內的pH水平的所述pH傳感器產生控制信號來調節含水混合物的pH水平。

根據另一個方面，催化濕式氧化方法包括在升高的溫度和超大氣壓力下、在第一范圍內的pH下使待處理的包含至少一種不合意的成分的含水混合物與催化劑和氧化劑接觸，以在濕式氧化反應器中處理所述至少一種不合意的成分并在所述濕式氧化反應器中形成經氧化的含水混合物，所述催化劑在所述第一范圍內的pH下是基本可溶的。所述方法進一步包括僅僅通過將所述經氧化的含水混合物的pH水平調節至在第二范圍內的pH來沉淀所述催化劑的至少一部分，以形成沉淀的催化劑，并將所述沉淀的催化劑的至少一部分再循環以接觸所述含水混合物。

在一些實施方案中，所述第一范圍的pH和所述第二范圍的pH是不重疊的。

在一些實施方案中，使所述含水混合物與所述催化劑接觸發生在將所述含水混合物帶至所述升高的溫度之前。

在一些實施方案中，使所述含水混合物與所述催化劑接觸發生在將所述含水混合物帶至所述超大氣壓力之前。