催化湿式氧化评价报告

催化湿式氧化

一、中科院大连化学物理研究所介绍

中国科学院大连化学物理研究所自1989年以来一直致力于CWAO技术的研发和推广，至今所得成果为：

1992 年，研制的贵金属－稀土双组分催化剂通过中科院沈阳分院鉴定；

“九五”期间，承担并完成了国家“九五”攻关项目“新型高效湿式催化氧化技术处理高浓度难降解废水的研究”的各项指标；

2001 年，成功研制出车载型催化湿式氧化处理废水装置（最大处理量：0.5t/d），已被列入国家“十五”期间环保重点攻关项目的新产品；

2002 年，获得国家机械工业科技进步二等奖；

“十五”期间，承担并完成了国家“863”重大专项“水污染控制与治理工程”中的“湿式氧化催化剂及反应器研制与应用”课题；

2013年10月，承担的国家“863”重大专项“强化催化氧化集成技术与装备”通过“863计划资源环境技术领域办公室”组织的课题技术验收。

至今，大连化物所在催化湿式氧化方面共发表中文文章21 篇及SCI文章13 篇，并且申请专利10 篇。

2013年11月29日，完成的“高浓有机废水催化湿式氧化处理技术”成果通过“中国石油和化学工业联合会”鉴定。

二、催化湿式氧化介绍（CWAO）

CWAO反应机理为：在高温（200～280℃）和高压（2～7.5MPa）条件下，空气中的氧气在催化剂表面生成强氧化性的·OH自由基，·OH将有机污染物及含N、S等的毒物直接氧化为CO2、H2O及N2、SO42-等无害物排放；在此过程中没有NO x、SO2和HCl等有害气体产生，通常不需要尾气净化系统。因而在现有的有机废水处理工艺中，CWAO对大气造成的污染最低。传统的湿式氧化法对于高浓度、有毒有害、难生物降解的有机废水的处理是比较有效的，但是其实际推广应用仍受到限制：（1）一般要在高温高压的条件下进行，对设备材料要求耐高温高压、耐腐蚀，所以设备系统的一次性投资大。另外，反应中须维持高温高压下进行，所以仅适于小流量高浓度废水处理；对于低浓度的废水，则不是非常经济。（2）即使在很高的温度下，对某些有机物如多氯联苯、小分子羧酸的去除效果也不理想，难以做到完全氧化。（3）湿式氧化过程中可能会产生某些毒性更强的中间产物。

湿式催化氧化法是在传统的湿式氧化法处理工艺中，加入适宜的催化剂以降低反应所需的温度与压力，提高氧化分解能力，缩短反应时间，防止设备腐蚀和降低成本。应用催化剂能加快反应速度，主要从两个方面来解释：一是降低了反应的活化能；二是改变了反应历程。由于氧化催化有选择性，有机化合物的种类和结构不同，因此要对催化剂进行筛选评价。适于氧化反应的催化剂大多为过渡金属氧化物，因此过渡金属氧化物晶格中的氧元素容易被引入或去除。目前应用于湿式氧化法的催化剂主要包括过渡金属及其氧化物，复合氧化物和盐类。已有多种过渡金属氧化物被认为具有湿式氧化催化活性，其中贵

金属系列（如以Pt、Pd为活性成分）的催化剂活性高、寿命长、适应性强，但价格昂贵，应用受到限制。

三、湿式氧化法在实际推广应用方面仍存在着一定的局限性：

①式氧化一般要求在高温高压的条件下进行，其中间产物往往为有机酸，故对设备材料的要求较高，需要耐高温、高压，并耐腐蚀，因此设备费用大，系统的一次性投资高；

②由于湿式氧化反应中需维持在高温高压的条件下进行，故仅适于小流量高浓度的废水处理，对于低浓度大水量的废水则很不经济；

③即使在很高的温度下，对某些有机物如多氯联苯、小分子羧酸的去除效果也不理想，难以做到完全氧化；

④湿式氧化过程中可能会产生毒性题解强的中间产物。

与常规方法相比，具有适用范围广，处理效率高，极少有二次污染，氧化速率快，可回收能量及有用物科等。