[發(fā)明專利]多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置及催化氧化方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202111268563.5 | 申請(qǐng)日： | 2021-10-29 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN113908777B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-12-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張瀟源;任騰飛;黃霞 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 清華大學(xué);北京協(xié)同創(chuàng)新研究院 |
| 主分類號(hào)： | B01J8/04 | 分類號(hào)： | B01J8/04;B01J23/745;B01J27/24;C02F1/72;C02F1/78;C02F7/00;C02F101/30 |
| 代理公司： | 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201 | 代理人： | 張娜 |
| 地址： | 10008*** | 國(guó)省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 多級(jí) 環(huán)流 臭氧 催化 氧化 反應(yīng) 裝置 方法 | ||
1.一種多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，包括：
氧氣源單元，所述氧氣源單元包括氧氣出口；
臭氧發(fā)生器，所述臭氧發(fā)生器包括氧氣進(jìn)口和臭氧出口，所述氧氣進(jìn)口與所述氧氣出口相連；
壓力溶氣罐，所述壓力溶氣罐包括臭氧進(jìn)口、加壓污水進(jìn)口和氣水混合物出口，所述臭氧進(jìn)口與所述臭氧出口相連；
多級(jí)環(huán)流反應(yīng)器，所述多級(jí)環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有至少兩級(jí)環(huán)流單元，所述環(huán)流單元為環(huán)流填充柱，所述環(huán)流填充柱內(nèi)填充臭氧催化劑，所述至少兩級(jí)環(huán)流單元中的外圈環(huán)流單元內(nèi)填充有臭氧催化劑，所述多級(jí)環(huán)流反應(yīng)器還包括氣水混合物進(jìn)口、出水口和尾氣出口，所述氣水混合物進(jìn)口與所述氣水混合物出口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述至少兩級(jí)環(huán)流單元內(nèi)均填充有臭氧催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述至少兩級(jí)環(huán)流單元的內(nèi)圈環(huán)流單元為膜組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述膜組件為陣列陶瓷平板膜或管式陶瓷膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述膜組件上負(fù)載有過(guò)渡金屬催化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述過(guò)渡金屬催化劑選自錳、鐵、銅、鈷和鈰中的至少之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述多級(jí)環(huán)流反應(yīng)器還包括：臭氧剪切單元，所述臭氧剪切單元設(shè)在所述多級(jí)環(huán)流反應(yīng)器的非填充區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述多級(jí)環(huán)流反應(yīng)器還包括：曝氣單元，所述曝氣單元設(shè)在所述至少兩級(jí)環(huán)流單元的底部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，還包括臭氧濃度檢測(cè)儀，所述臭氧濃度檢測(cè)儀設(shè)在所述臭氧發(fā)生器和所述壓力溶氣罐之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，還包括尾氣破壞器，所述尾氣破壞器與所述尾氣出口相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述臭氧催化劑為鐵基雙載體催化劑，所述鐵基雙載體催化劑選自鐵摻雜碳-氧化鋁骨架催化劑、鐵氮共摻雜碳-氧化鋁骨架催化劑和鐵氮硫共摻雜碳-氧化鋁骨架催化劑中的至少之一。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，所述鐵基雙載體催化劑的制備方法包括：
（a）將碳源、鐵源、任選的氮源、任選的氮硫源和溶劑混合，以便形成混合液；
（b）將γ-Al2O3浸漬于所述混合液中，干燥；
（c）將步驟（b）得到的干燥產(chǎn)物在550-800℃下進(jìn)行無(wú)氧熱解，以便得到鐵基雙載體催化劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，在步驟（a）中，所述碳源與所述溶劑的質(zhì)量比為(0.1-1):1，所述鐵源與所述溶劑的質(zhì)量比為(0.01-0.5):1，所述任選的氮源或任選的氮硫源與所述溶劑的質(zhì)量比為(0.01-0.5):1。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多級(jí)環(huán)流臭氧催化氧化反應(yīng)裝置，其特征在于，在步驟（b）中，所述γ-Al2O3與所述溶劑的質(zhì)量比為(0.1-10):1。
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