本發明專利技術涉及一種纖維乙醇廢水處理催化劑及制備方法和廢水處理方法，纖維乙醇廢水處理催化劑以納米二氧化鈦為載體，催化劑活性組分為貴金屬元素Pt、Pd、Ru、Rh中的一種或幾種，助劑為稀土金屬元素La、Ce、Pr、Nd中的一種或幾種，各組分以元素計的質量分數為：貴金屬元素0.35%~0.8%，稀土金屬元素為1%~10%，稀土金屬元素與貴金屬元素的質量比為3～15。本發明專利技術催化劑用于纖維乙醇廢水催化濕式氧化處理過程，具有催化活性高，反應溫低等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種纖維乙醇廢水處理的催化劑及制備方法和應用，特別纖維乙醇廢水催化濕式氧化處理催化劑及制備方法和應用。
技術介紹
纖維乙醇以秸桿、農作物等纖維為原料，通過預處理發酵生產制得。由于纖維乙醇生產過程復雜，生產用水和排水量都很高，而且過程中產生的廢水是一種高濃度、高懸浮物、高鹽含量的有機廢水，一般呈酸性，是乙醇行業最主要的污染源。因此，纖維乙醇廢水的處理已經成為限制纖維乙醇大規模生產的一個關鍵因素。目前，有機廢水的處理方法主要有生物法，富集燃燒法和濕式氧化法。對于高濃度的纖維乙醇廢水，生物法普遍存在的問題是需要將廢水稀釋到一個較低的濃度才能進行處理，活性污泥法要進一步處理污泥，增加了成本投資，而厭氧法中的菌類對溫度等條件變化敏感，很難控制。據分析，生產一噸乙醇將產生25噸左右的廢水，采用富集燃燒法消耗的燃料成本相當驚人，而且燃燒的廢氣產生二次污染，需進一步處理。在處理高濃度難降解有機廢水的技術中，較為先進的是濕式氧化技術，該技術設備占地小，二次污染少，但是需要在較高的溫度和壓力下操作，近些年來研究人員通過向反應體系中添加適量的催化劑，降低了反應活化能，使催化濕式氧化工藝條件趨于溫和，加快了反應速度，降低了投資成本。該技術的核心是高活性和穩定性的催化劑的研制。CN1292304A公開的“用于濕式氧化中的稀土基負載型催化劑及其制備方法”，提供一種用于催化濕式氧化的T1-Ce-Bi非貴金屬催化劑及其制備方法，以降低催化劑成本，但是該催化劑要求的反應溫度較高，在乙酸模型反應230°C下一小時后乙酸去除率達到96%。 CN1358567A公開的“一種用于催化濕式氧化處理工業廢水的銅基催化劑及其制備方法”，提供一種適用于催化濕式氧化處理工業廢水的銅基催化劑，由Cu和Zn、Mg或Ni和Cr、Al或Fe及稀土金屬的氧化物組成，不含貴金屬，重點在于催化劑中重金屬銅不易流失，在針對某些廢水一定條件下反應2小時后，Cu的流失濃度很低。但是該催化劑制備過程復雜，不利于大規模工業應用。CN1498860A公開的“一種催化濕式氧化處理感光膠廢水用催化劑及其應用”，采用具有極高催化活性的貴金屬及稀土金屬催化劑，應用催化濕式氧化技術對感光膠廢水進行處理。該催化劑的貴金屬含量高，催化劑成本高，選取的反應溫度和壓力都比較高，溫度25(T270°C，壓力5. (Γ7. OMPa，這樣大大提高了對反應裝置的要求和投資成本。CN1524613A公開的“以碳材料為載體的高活性濕式氧化催化劑及其制備方法”，提供一種活性高貴金屬含量低并以碳材料為載體的濕式氧化催化劑，貴金屬用量為O.25 0. 5wt%，其余為碳。在反應溫度為25(T280°C，初始壓力4. 3MPa時，COD去除率最高達到91. 3%。但是反應溫度和壓力較高，而且碳材料催化劑制備過程比較復雜，不利于催化劑的工業化應用。CN1669643A公開的“催化濕式氧化工藝中稀土復合氧化物催化劑及其制備方法”，提供了ー種固體粉末狀的ZrO2和CeO2的復合氧化物催化劑及其制備方法，該催化劑對于含高濃度難降解的小分子有機廢水有良好的活性，金屬離子溶出量很小，但是該催化劑在2300C，總壓為5MPa吋，COD去除率達到87%，反應溫度和壓カ較高，投資成本大，而且粉末狀催化劑不利于エ業化應用。CN101185887A公開的“用于濕式氧化工藝的催化劑及其制備方法”，提出ー種Y-Al2O3負載稀土金屬氧化物和過渡金屬元素的負載型濕式氧化催化劑，大大降低了催化劑成本。該催化劑對苯酚廢水有很好的處理效果，但是對纖維こ醇廢水沒有催化活性。CN1672786A公開的“稀土ニ氧化鈰負載型濕式氧化催化劑及其制備方法”，提出一種處理難降解有機酸等有機物活性和穩定性高的M0x/Ce02催化劑及其制備方法，該催化劑能夠降低濕式氧化反應條件，提高轉化速率。但是其貴金屬負載量為f 3wt%，很難降低催化劑成本。CN102039128A公開的“廢水濕式氧化處理催化劑及其制備方法”，主要解決含硫廢水處理時生物抑制、COD去除率不高和エ藝復雜的問題或含氰廢水處理時存在的不能同時處理廢水中其它有機污染物和二次污染的問題。通過采用一種廢水濕式氧化處理催化劑，以重量份數計包括90 99. 9份選自Ti02、Al2O3, SiO2或ZrO2中的至少ー種氧化物載體；和載于其上的0.1 10份選自Pt、Pd、Ru、Ir或Rh中的至少ー種金屬或氧化物和0. 01 5份選自B1、Ba、Mg、B、V、Mo或稀土中至少ー種氧化物的技術方案較好地解決了該問題,可用于エ業有機廢水的エ業處理中。該催化劑的貴金屬含量高，催化劑成本高，并且對纖維こ醇生產廢水的處理效果并不理想。CN1084496公開的“含高濃度有機物及氨的エ業污水濕式氧化凈化”，提供催化劑是由貴金屬組分(Pt, Pd, Ru, Ir, Rh之一)及稀土元素擔載于TIO2上組成,本專利技術采用雙活性組分共浸潰或分浸潰的制備技木。制成的催化劑比單貴金屬催化劑氧化活性高，貴金屬含量低(0.3 1%重量百分比)，能在較高處理空速(2. 0時’下使用，可使CODcr的去除率達98. 5%以上，NH3-N去除率達99. 6%以上，因此可提高污水凈化效率和降低凈化費用。但該催化劑用纖維こ醇廢水處 理時的處理效果并不理想，說明其催化劑組成并不適宜于處理纖維こ醇生產廢水。纖維こ醇生產廢水具有組分復雜，固溶物高，鹽含量高等特點，使用現有的濕式氧化催化劑時，或者效果并不理想，或者反應條件較為苛刻，或者需使用貴金屬含量較高的貴金屬催化劑，成本提高。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提供一種纖維こ醇廢水處理催化劑及制備方法和應用，本專利技術催化劑具有貴金屬含量低，纖維こ醇凈化效率高，催化劑成本低等優點。本專利技術纖維こ醇廢水處理催化劑，以納米ニ氧化鈦為載體，催化劑活性組分為貴金屬兀素Pt、Pd、Ru、Rh中的一種或幾種,助劑為稀土金屬兀素La、Ce、Pr、Nd中的一種或幾種，各組分以元素計的質量分數為貴金屬元素0. 359T0. 8%,稀土金屬元素為1°/Tl0%,稀土金屬元素與貴金屬元素的質量比為3 15。最佳組成為貴金屬元素為0. 5°/T0. 65%,稀土金屬元素為6°/T8%,稀土金屬元素與貴金屬元素的質量比為4 10。本專利技術纖維乙醇廢水處理催化劑中，納米二氧化鈦為銳鈦礦結構，平均顆粒直徑為10 80nm，可以使用市售商品，或按本領域常規方法制備。本專利技術纖維乙醇廢水處理催化劑的制備方法包括將納米二氧化鈦成型為載體，然后采用浸潰法負載貴金屬元素和稀土金屬元素。纖維乙醇生產廢水的處理方法，采用催化濕式氧化方法，使用本專利技術的纖維乙醇廢水處理催化劑，反應溫度為15(T260°C，反應總壓力為O. 3 6. OMPa，攪拌速度(T300r/min，反應時間為O. 5 3h，以空氣或富氧空氣為氧化介質，其中氧氣的引入量為廢水完全氧化所需理論需要量的I 3倍，優選為1.1 1. 8倍。優選的操作條件為溫度180-200°C，壓力1.5 3. 5MPa，反應時間l 2h。可以采用連續操作式反應器，也可以采用間歇操作式反應器。采用連續操作式反應器時，可以采用固定床反應器，也可以采用流化床反應器。采用間歇操作式反應器本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種纖維乙醇廢水處理催化劑，其特征在于：纖維乙醇廢水處理催化劑以納米二氧化鈦為載體，催化劑活性組分為貴金屬元素Pt、Pd、Ru、Rh中的一種或幾種，助劑為稀土金屬元素La、Ce、Pr、Nd中的一種或幾種，各組分以元素計的質量分數為：貴金屬元素0.35%~0.8%，稀土金屬元素為1%~10%，稀土金屬元素與貴金屬元素的質量比為3～15。
【技術特征摘要】
1.一種纖維乙醇廢水處理催化劑，其特征在于纖維乙醇廢水處理催化劑以納米二氧化鈦為載體，催化劑活性組分為貴金屬元素Pt、Pd、Ru、Rh中的一種或幾種，助劑為稀土金屬元素La、Ce、Pr、Nd中的一種或幾種，各組分以元素計的質量分數為貴金屬元素O.35°/Γθ. 8%,稀土金屬元素為1°/Tl0%,稀土金屬元素與貴金屬元素的質量比為3 15。2.按照權利要求1所述的催化劑，其特征在于各組分以元素計的質量分數為貴金屬元素為O. 5°/Γθ. 65%,稀土金屬元素為6°/Γ8%,稀土金屬元素與貴金屬元素的質量比為4 10。3.按照權利要求1所述的催化劑，其特征在于納米二氧化鈦為銳鈦礦結構，平均顆粒直徑為10 80nm。4.一種纖維乙醇生產廢水的處理方法，采用催化濕式氧化方法，其特征在于使用權利要求1至3任一權利要求所述的催化劑，反應溫度為15(T260°C，反應總壓力為0.3飛.OMPa，反應時間為O. 5^3h,以空氣或富氧空氣為氧化介質，其中氧氣的引入量為廢水完全氧化所需理論需要量的I 3倍。5.按照權利要求4所述的方法，其特征在于反應溫度為180-20(TC，反應總壓力為1.5^3. 5MPa，反應時間為l 2h，氧氣的引入量為廢水...
【專利技術屬性】
技術研發人員：程明珠，王學海，劉忠生，劉淑鶴，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院，
類型：發明
國別省市：
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