臭氧催化劑的設計規(guī)范
臭氧對有機污染物的降解主要通過間接氧化作用,它可以處理大部分的有機物,是非選擇性的。在間接氧化過程中,臭氧首先被分解成為·OH,·OH具有極強的氧化性,可氧化降解水中多種有機物。非均相臭氧氧化過程是指利用臭氧催化劑使臭氧在反應過程中產(chǎn)生的具有強氧化性的·OH作為氧化劑來氧化分解和礦化水中有機物的水處理方法。
1.物料選擇
臭氧催化劑應選用品質(zhì)良好、穩(wěn)定性強、反應劑使用量少的貴金屬催化劑。常規(guī)的貴金屬催化劑主要有鉑、鈀、銠等多種選擇。使用不同的催化劑會對臭氧的反應速度和反應效果產(chǎn)生不同的影響。
2.催化劑載體
催化劑的載體直接影響著催化劑的反應效果和使用壽命。的催化劑載體應具備以下特點:
(1)高比表面積,增加催化劑活性反應的可能性;
(2)孔道分布均勻,有利于催化反應物的分布和傳輸;
(3)耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、抗震動,確保催化劑的長期穩(wěn)定性和運轉(zhuǎn)安全性。
目前市場上主流的催化劑載體材料有a-A1203、Zr02、Ti02等。同時,催化劑的分散度和均勻度也是影響催化劑反應效果的關鍵因素之一。
3.催化層數(shù)和厚度
催化層數(shù)和厚度的設置會影響催化劑的反應性能和催化劑層的穩(wěn)定性在確定催化層的數(shù)量、厚度之前,需考慮以下因素:
(1)催化層數(shù)的增加,會導致催化劑的使用壽命和穩(wěn)定性降低;
(2)催化劑層厚度的增加,可提高催化劑的反應效果,但增加了系統(tǒng)的壓力和成本,同時也會降低催化劑的使用壽命和穩(wěn)定性;
(3)催化層數(shù)和厚度的設置應根據(jù)催化反應劑、空氣流通速度、氧濃度、催化層的分散度等參數(shù)進行綜合評價。
4.空氣流通速度
空氣流通速度對催化反應劑的傳輸和分散度具有顯著影響。實際應用中,應根據(jù)催化反應劑、催化劑載體、氧濃度等因素,設置合理的空氣流通速度。
5. 氧濃度
氧濃度的設置對于臭氧催化劑反應效果具有重要意義。低濃度會降低臭氧催化劑的反應效果,過高的氧濃度則會降低催化反應的選擇性。因此,在催化劑的運轉(zhuǎn)過程中,應保持合適的氧濃度。
6.催化劑層的保護
催化劑層的保護是催化劑長期穩(wěn)定性的關鍵因素之一。應考慮催化劑層是否易受腐蝕、是否容易產(chǎn)生積灰等因素,選擇合適的催化劑層保護措施。一般而言,常用的保護措施有:防腐涂層、隔熱材料、清灰裝置等。