[发明专利]以活性炭为载体的多相催化湿式氧化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及活性炭为载体用于多相催化湿式氧化处理工业废水。

背景技术

湿式氧化是上世纪50年代发展起来的一种在高压高温的条件下，采用单质--氧处理有毒、有害、高浓度有机废水的方法。20世纪70年代，在湿式氧化的基础上开发催化湿式氧化，提高废水处理效率，降低反应条件。催化湿式氧化技术可以单独处理废水，也可以作为生化处理的预处理，通过湿式氧化，降低废水的COD，去除对生化细菌有毒有害的物质，提高废水的可生化性。另一方面，随着节能降耗的压力不断加大，环境保护控制越来越严格，有机物浓度较高的废水采用焚烧炉焚烧处理会给装置造成能耗和环保双重压力，催化湿式氧化技术可以很大程度代替废水焚烧炉，降低能耗，使装置废水处理符合环保要求。

早期的催化湿式氧化剂的研究主要集中在均相催化剂上，均相催化剂具有活性高、反应速度快等优点但由于催化剂溶于废中,造成二次污染，需要后续处理，提高了废水处理的成本。近年来多相催化水剂成为研究热点，多相催化剂主要有贵金属和金属氧化物两大类，其中贵金属负载型催化剂具有较高的催化活性和稳定性，目前此类催化剂大多以TiO₂、ZrO₂、CeO₂或它们的复合氧化物为载体，将Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、Au负载在上述载体上，不过贵金属自身价格高造成此类催化剂成本较高。所以有必要对现有技术进行改进。

对于贵金属催化湿式氧化技术专利公开如下：

CN1084496A公开了一种含高浓度有机物及氨工业污水湿式氧化净化催化剂，由贵金属组分（Ru、Rh、Pd、Ir、Pt之一）及稀土元素担载于TiO₂上组成，采用双活性组分共浸渍或分浸渍的制备技术。CN1121322A公开了一种废水处理用催化剂、其制造方法及使用该催化剂的废水处理方法，催化剂含有锰的氧化物和／或复合氧化物以及从铁、钛与锆组成的这一组中选择的至少一种金属的氧化物和／或复合氧化物、必要时还含有贵金属。

以上专利中催化剂成本高,且催化活性与稳定性均不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中多相催化湿式氧化反应COD去除率低的问题，提供一种新的以活性炭为载体的多相催化湿式氧化催化剂。该催化剂用于多相催化湿式氧化反应后具有COD去除率高的优点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一所用的催化剂相应的制备方法。本发明所要解决的技术问题之三是提供一种将解决技术问题之一所用的催化剂用于处理工业废水的方法。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种以活性炭为载体的多相催化湿式氧化催化剂，以重量份数计包括以下组分:

A）97.5~99.7份活性炭；和载于其上的

B）0.3~2.5份选自Ru、Pd、Pt、Rh中的至少一种贵金属。

上述技术方案中，以重量份数计，活性炭的用量优选为98.0~99.2份；选自Ru、Pd、Pt、Au中的至少一种贵金属的用量优选为0.8～2.0份，所述贵金属更优选为选自Ru、Pd、Pt中的至少一种，用量为0.7～1.0份。

为解决上述技术问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种以活性炭为载体的多相催化湿式氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤:

a) 将选自Ru、Pd、Pt、Rh中的至少一种盐配成溶液                                                ；

b) 采用浸渍法将溶液中的有效组分负载于活性炭载体之上，干燥，之后在400~600℃焙烧2~4小时制得催化剂前驱体；

c) 将催化剂前驱体在350~650℃下用氢气还原2~5小时得到催化剂成品。

为解决上述技术问题之三，本发明采用的技术方案如下：一种以活性炭为载体的多相催化湿式氧化催化剂用于处理工业废水的方法，工业废水与氧气混合后通过装有催化剂的湿式氧化反应器；所述反应器中的反应温度为200～320℃，压力为5.0～12.0MPa，氧气与工业废水的体积比为50～400；所述催化剂以重量份数计包括以下组分:

A）97.5~99.7份活性炭；和载于其上的

B）0.3~2.5份选自Ru、Pd、Pt、Rh中的至少一种贵金属。

上述技术方案中，反应器中的反应温度优选为220～300℃，压力优选为6.0～9.5MPa，氧气与工业废水的体积比优选为100～300。