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《滴流床催化湿式氧化苯酚的动力学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第25卷第3期环 境 科 学Vol.25,No.32004年5月May,2004ENVIRONMENTALSCIENCE滴流床催化湿式氧化苯酚的动力学李光明,赵建夫,王华,赵修华,周仰原(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海 200092)摘要:通过自行设计制作的滴流床反应器,研究了苯酚在以CuO/γ2Al2O3为催化剂的催化湿式氧化反应.结果表明,在相对温-1-1和的操作条件(温度180℃,压力3MPa,液相流量11668L·h,气相流量160L·h)下,苯酚的去除率均达到90%以上.苯酚的降解曲线与自催化反应的S型曲线类似,符合自由基链反应机理.所建立的活塞流拟均相
2、反应器模型能很好地拟合苯酚催化湿式氧化反应过程.还研究了苯酚初始浓度、苯酚水溶液流量及反应温度对反应结果的影响.关键词:滴流床反应器;催化湿式氧化;苯酚;动力学中图分类号:X783文献标识码:A文章编号:025023301(2004)0320053204KineticsofCatalyticWetAirOxidationofPhenolinTrickleBedReactorLIGuang2ming,ZHAOJian2fu,WANGHua,ZHAOXiu2hua,ZHOUYang2yuan(StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourceReu
3、se,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Byusingatricklebedreactorwhichwasdesignedbytheauthors,thecatalyticwetairoxidationreactionofphenolonCuO/γ2Al2O3catalystwasstudied.Theresultsshowedthatinmildoperationconditions(attemperatureof180℃,pressureof3-1-1MPa,liquidfeedrateof1.668L·handoxygen
4、feedrateof160L·h),theremovalofphenolcanbeover90%.Thecurveofphenolconversionissimilarto“S”likeautocatalyticreaction,andisaccordancewithchainreactionoffreeradical.Thekineticmodelofpseudohomogenousreactorfitsthecatalyticwetairoxidationreactionofphenol.Theeffectsofinitialconcentrationofphenol,liq2uid
5、feedrateandtemperatureforreactionalsowereinvestigated.Keywords:tricklebedreactor;catalyticwetairoxidation;phenol;kinetics-1 含酚废水是典型的有机废水,许多研究表明,应式中,(-rPhOH)为苯酚反应速率[mol·(L·min)],[1]用催化湿式氧化法处理含酚废水,可将其中的酚k′为速率常数,f[p(O2)]为与氧分压有关的函数,类化合物转化成CO-12等一些无害物质,且过程的温cPhOH苯酚浓度(mol·L),cPhOH(0)苯酚初浓度度和压力较低,是一种有前途
6、的处理技术[2,3].De2-1(mol·L).在氧气过量的情况下,f(p(O2))可近[4]vlin等研究了苯酚降解机理,指出反应涉及20多似为常数.于是(1)式简化为[5]种物质和41步不同的反应.Jogekar等指出苯酚(-rPhOH)=kcPhOH[111cPhOH(0)-cPhOH]的湿式氧化是自由基反应,并给出了与苯酚浓度和(2)O2的浓度都呈1级的反应动力学模型,但模型与实式中,k为表观速率常数[L·(mol·min)-1].验值有一定的差异.Pinter等[6]进一步提出了苯酚[7]采用拟均相处理方法,假设滴流床反应器非均相催化湿式氧化的降解反应历程,并认为苯酚中:①流动
7、为活塞流,无轴向返混,径向流动速度分在催化剂表面与O2作用生成乙酸和乙醛的同时,布均匀;②无催化剂床层的内外扩散影响,液体在各还发生聚合的自由基链反应.本文在此基础上,采用点与气相呈饱和状态;③持液量与反应器高度无关;滴流床实验反应器研究苯酚的催化湿式氧化反应动④气相和液相的轴向流速恒定不变;⑤反应过程等力学.温;⑥催化剂全部润湿,无蒸发或冷凝发生.对反应器微元体积进行物料衡算得:1 动力学模型的建立dcPhOH(-rPhOH)-=
