催化湿式氧化技术是一种处理高浓度难降解有机废水的绿色低碳技术，随着我国环保要求的日益严格，该技术的研究和开发已经成为环境工程领域研究的热点。本书根据国内外最新研究进展，并结合作者二十几年的研究成果及工业化放大经验，全面系统地介绍了催化湿式氧化技术的原理及工程应用。本书具有较强的实用性、可操作性及应用价值。
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序
前言
第1章 技术简介 1
1.1 引言 1
1.2 技术背景 2
1.3 技术特点 3
1.4 反应设备 4
1.4.1 间歇式反应器 5
1.4.2 连续式反应器 6
1.4.3 反应器材质 7
1.5 工艺和应用 7
1.5.1 典型 WAO工艺 7
1.5.2 典型 CWAO工艺 11
1.5.3 处理典型废水 15
1.6 CWAO强化技术 18
1.6.1 SCWO技术 19
1.6.2 微波辅助 CWAO技术 20
1.6.3 电场协同 CWAO技术 22
参考文献 23
第2章 技术原理 26
2.1 引言 26
2.2 WAO反应机理 26
2.3 CWAO反应机理 27
2.4 污染物降解历程 29
2.5 动力学影响因素 32
2.5.1 温度 32
2.5.2 有机物性质 32
2.5.3 废水 pH 33
2.5.4 催化剂 33
2.5.5 压力 34
2.5.6 反应时间 34
2.6 反应动力学模型 35
参考文献 36
第3章 非贵金属催化剂 39
3.1 引言 39
3.2 均相非贵金属催化剂 40
3.2.1 均相过渡金属催化剂 40
3.2.2 基于亚硝酸盐的均相 CWAO反应 41
3.2.3 均相共氧化技术 42
3.3 多相非贵金属催化剂 43
3.3.1 铜基催化剂 43
3.3.2 铈基催化剂 46
3.3.3 铁基催化剂 48
3.3.4 钼基催化剂 50
3.3.5 镍基催化剂 52
3.3.6 钴基催化剂 52
3.4 非贵金属催化剂的失活 53
3.4.1 CWAO催化剂失活现象 53
3.4.2 CWAO催化剂失活机理 54
3.4.3 活性组分流失的影响因素 55
参考文献 59
第4章 贵金属催化剂 64
4.1 引言 64
4.2 负载 Ru催化剂 66
4.2.1 以碳材料为载体 66
4.2.2 以 Al2O3为载体 67
4.2.3 以 CeO2为载体 68
4.2.4 以 TiO2为载体 70
4.2.5 以 ZrO2为载体 72
4.3 负载 Pt催化剂 73
4.4 负载 Pd催化剂 75
4.5 负载 Au催化剂 76
4.6 负载 Ir催化剂 77
4.7 负载 Rh催化剂 77
4.8 负载 Ag催化剂 78
4.9 负载双金属组分催化剂 78
4.10 DICP-CWAO催化剂 79
4.10.1 大表面 ZrO2负载 Ru催化剂 80
4.10.2 壳层分布型 Ru/TiO2催化剂 85
4.10.3 贵金属-稀土金属双组分催化剂 86
参考文献 87
第5章 非金属催化剂 91
5.1 活性炭 91
5.2 碳纳米管 94
5.3 碳凝胶 97
5.4 氧化石墨烯 98
5.5 C60 99
5.6 其他碳材料 100
参考文献 100
第6章 DICP-CWAO催化剂 103
6.1 催化剂制备 103
6.1.1 技术背景 103
6.1.2 制备方法 114
6.1.3 技术优点 116
6.2 基本性能 116
6.3 性能测定 119
6.3.1 强度测试 119
6.3.2 抗腐蚀测试 132
6.4 使用注意事项 135
6.5 催化剂回收 135
6.5.1 技术背景 135
6.5.2 钌回收工艺 136
6.6 专利保护 138
参考文献 138
第7章 CWAO材质筛选 144
7.1 腐蚀方案 144
7.1.1 静态腐蚀 144
7.1.2 动态腐蚀 145
7.2 腐蚀实验 145
7.2.1 材料及设备 145
7.2.2 分析方法 146
7.3 研究结果 147
7.3.1 一次静态腐蚀 147
7.3.2 二次静态腐蚀 154
7.3.3 动态腐蚀 164
7.4 结论 168
7.4.1 一次静态腐蚀 168
7.4.2 二次静态腐蚀 169
7.4.3 动态腐蚀 170
参考文献 171
第8章 CWAO工艺研究 172
8.1 小试研究 172
8.1.1 间歇反应装置 172
8.1.2 连续反应装置 176
8.1.3 反应流程判据 181
8.2 DICP-CWAO工艺条件 182
8.2.1 进水水质要求 182
8.2.2 反应器进出口温度 182
8.2.3 反应温度 186
8.2.4 反应压力 189
8.2.5 液时空速 190
8.2.6 空气需求量 191
8.2.7 催化剂填充量 191
8.2.8 出水水质 192
8.3 DICP-CWAO工艺流程 193
8.3.1 操作单元简介 193
8.3.2 工艺流程描述 195
8.4 DICP-CWAO设计特点 196
8.4.1 反应器设计 196
8.4.2 安全措施 196
8.4.3 尾气吸收装置 196
8.5 DICP-CWAO工艺特点 196
8.6 装置设计规范 197
8.6.1 设计依据的主要标准、规范、规定 197
8.6.2 施工、安装及验收依据的主要标准、规范 197
8.7 配管原则 198
8.7.1 管道布置 198
8.7.2 阀门布置 198
8.8 平面布置原则 200
8.9 Aspen Plus模拟 200
8.9.1 模型建立 201
8.9.2 模型验证 203
8.9.3 参数估值 205
8.9.4 结论 206
参考文献 207
第9章 CWAO技术工程化 208
9.1 DICP-CWAO工艺主要设备 208
9.1.1 计量泵 208
9.1.2 空压机 209
9.1.3 反应器 211
9.1.4 废水换热器 212
9.1.5 导热油系统 217
9.1.6 自动控制系统 223
9.2 工艺卡片 229
9.3 设备卡片 230
9.4 催化剂工业化生产 231
9.5 催化剂到货现场保管方式 232
9.6 催化剂装填方案 233
9.7 DCS控制方案 234
9.7.1 控制对象 234
9.7.2 控制方案描述 234
9.8 开车操作 236
9.8.1 试运开车前的准备工作 236
9.8.2 开车前的设备检查 238
9.9 试压方案 240
9.9.1 水压试验 240
9.9.2 气密试验 242
9.9.3 气水混合冷试 243
9.9.4 气水混合热试 244
9.10 开车方案 245
9.11 停车操作 248
9.11.1 停车注意事项 248
9.11.2 停车步骤 248
9.12 操作与管理 249
9.12.1 计量泵操作管理 249
9.12.2 导热油系统操作管理 258
9.12.3 空压机操作管理 260
9.12.4 反应器操作管理 269
9.13 事故处理 270
9.13.1 事故处理的基本原则 270
9.13.2 设备、管线泄漏 270
9.13.3 高温导热油泄漏 271
9.14 采样及分析 271
9.15 投资概算及运行费用 271
9.15.1 投资概算 271
9.15.2 运行费用 276
参考文献 276
第10章 分析方法 277
10.1 催化剂分析项目及方法 277
10.1.1 催化剂密度 277
10.1.2 比表面积及孔径分布 277
10.1.3 机械强度 278
10.1.4 X射线荧光光谱 278
10.1.5 X射线衍射 279
10.1.6 热分析 281
10.1.7 程序升温还原 282
10.1.8 CO化学吸附 283
10.1.9 X射线光电子能谱仪 283
10.1.10 电子显微镜 284
10.1.11 傅里叶变换红外光谱仪 285
10.1.12 Zeta电位 285
10.2 废水分析指标及方法 285
10.2.1 化学需氧量 285
10.2.2 总有机碳 288
10.2.3 总氮 291
10.2.4 氨氮 292
10.2.5 总磷 293
10.2.6 盐度 293
10.2.7 生化需氧量 294
10.2.8 pH的测定 295
10.2.9 阴离子 296
10.2.10 金属元素 297
10.2.11 有机污染物 299
10.2.12 甲醇 305
10.3 质量控制 305
10.4 CWAO出水分析 306
参考文献 306
第11章 安全与环保 308
11.1 安全风险分析 308
11.1.1 概述 308
11.1.2 评估方法 308
11.1.3 CWAO系统 309
11.2 安全与卫生 314
11.2.1 设计原则 314
11.2.2 主要措施 314
11.3 环境保护 315
11.3.1 法规及标准 315
11.3.2 三废排放 316
参考文献 317
第12章 工程案例 318
12.1 深圳 CWAO 319
12.1.1 简介 319
12.1.2 设计规模及装置能力 320
12.1.3 设计指导思想 321
12.1.4 设计范围与设计分工 321
12.1.5 主要设备选型说明 321
12.1.6 设备布置原则 324
12.1.7 自动控制 324
12.1.8 系统供电功率 324
12.1.9 土建 324
12.1.10 供排水 324
12.1.11 劳动安全卫生 325
12.1.12 装置投资 325
12.2 烟台 CWAO 326
12.2.1 简介 326
12.2.2 项目背景 327
12.2.3 工程建设 328
12.2.4 CWAO装置试车 334
12.2.5 技改后开车 335
12.2.6 项目验收 339
12.2.7 查新报告 339
12.2.8 科技成果鉴定 350
12.2.9 小结 351
12.3 天津 CWAO 351
12.3.1 简介 351
12.3.2 项目背景 352
12.3.3 项目建设的意义和必要性 354
12.3.4 小试研究 354
12.3.5 设计依据 359
12.3.6 设计指导思想 359
12.3.7 设计内容 360
12.3.8 处理规模确定的依据 360
12.3.9 处理规模 361
12.3.10 主要工艺参数 361
12.4 北京 CWAO 361
12.4.1 简介 361
12.4.2 项目背景 362
12.4.3 工艺流程 364
12.4.4 主要工艺参数 364
12.5 宁波 CWAO 366
12.5.1 项目背景 366
12.5.2 研发历程 367
12.5.3 工业装置运行 368
参考文献 369
第13章 发展方向 370
13.1 QSPR模型 370
13.1.1 研究意义 370
13.1.2 研究内容 374
13.1.3 研究方案 376
13.2 抗盐催化剂 377
13.2.1 研究意义 377
13.2.2 研究内容 382
13.2.3 研究方法 383
13.3 反应工艺 385
参考文献 387
京公网安备 11010102004214号