Πόσα γνωρίζετε για τον καταλύτη όζοντος;

Η τεχνολογία καταλυτικής οξείδωσης του όζοντος είναι μια προηγμένη τεχνολογία οξείδωσης που χρησιμοποιεί καταλύτες για τη δημιουργία ελεύθερων υδροξυλομάδων για την ενίσχυση της αποδόμησης της πυρίμαχης οργανικής ύλης στο νερό. Οι δυνατότητες μείωσης του άνθρακα και αποχρωματισμού του είναι σημαντικά υψηλότερες από αυτές της απλής οξείδωσης του όζοντος. Έχει τα χαρακτηριστικά υψηλής απόδοσης υποβάθμισης και φιλικότητας προς το περιβάλλον και το κόστος του είναι επίσης χαμηλότερο από την απλή οξείδωση του όζοντος που σταδιακά προσέλκυσε την προσοχή και έγινε ένα από τα ερευνητικά hotspot και έχει καλές προοπτικές εφαρμογής στον τομέα της προηγμένης επεξεργασίας βιομηχανικών λυμάτων.

Η τεχνολογία καταλυτικού οζονισμού μπορεί να χωριστεί σε ομοιογενή καταλυτική οξείδωση του όζοντος χρησιμοποιώντας ιόντα μετάλλων και υπεροξείδιο του υδρογόνου ως καταλύτες και χρησιμοποιώντας στερεό μέταλλο, οξείδιο μετάλλου ή οξείδιο μετάλλου ή μετάλλου φορτωμένο σε φορέα σύμφωνα με τις διαφορετικές καταστάσεις φάσης των χρησιμοποιούμενων καταλυτών. Καταλυτική ετερογενής καταλυτική οξείδωση του όζοντος. Οι ομογενείς καταλύτες όζοντος έχουν ομοιόμορφη κατανομή και υψηλή καταλυτική δραστηριότητα, αλλά είναι δύσκολο να ανακυκλωθούν και προκαλούν εύκολα δευτερογενή ρύπανση. Ως εκ τούτου, οι περισσότεροι ερευνητές έχουν δώσει μεγαλύτερη προσοχή στους ετερογενείς καταλύτες όζοντος που είναι ανακυκλώσιμοι, οικονομικοί και φιλικοί προς το περιβάλλον. Στην ετερογενή καταλυτική οξείδωση του όζοντος, ο καταλύτης υπάρχει σε στερεή κατάσταση και λαμβάνεται με φόρτωση ενεργών συστατικών με καταλυτική ικανότητα σε έναν φορέα καταλύτη. Το δραστικό συστατικό έχει καταλυτικό αποτέλεσμα και ο φορέας καταλύτη έχει αποτέλεσμα προσρόφησης. Τα ενεργά συστατικά χωρίζονται κυρίως σε τρεις κατηγορίες: στοιχεία από πολύτιμα μέταλλα, φθηνά μεταλλικά στοιχεία μετάπτωσης (Mn, Fe, Cu κ.λπ.) και άφθονα στοιχεία σπάνιων γαιών (Ce, La κ.λπ.). Η εφαρμογή πολύτιμων μετάλλων είναι περιορισμένη λόγω της υψηλής τιμής τους. Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται κυρίως φθηνά. Μεταβατικά μέταλλα και τα οξείδια τους.

Η μέθοδος παραγωγής ετερογενών καταλυτών όζοντος που χρησιμοποιούνται σήμερα για την επεξεργασία πυρίμαχων λυμάτων υιοθετεί γενικά τη μέθοδο μηχανικής ανάμειξης, τη μέθοδο εμποτισμού, τη μέθοδο καθίζησης και τη μέθοδο θερμής τήξης. Μεταξύ αυτών, η μέθοδος μηχανικής ανάμιξης με χρήση στερεού οξειδίου μετάλλου έχει τα πλεονεκτήματα της απλής λειτουργίας και της κατάλληλης για μεγάλης κλίμακας παραγωγή παρτίδων. Δεδομένου ότι οι ετερογενείς καταλύτες όζοντος γενικά υποστηρίζουν μέταλλα μετάπτωσης και μέταλλα σπάνιων γαιών ως καταλυτικά ενεργά συστατικά σε έναν φορέα, το περιεχόμενο των καταλυτικά ενεργών συστατικών του και ο αριθμός των ενεργών θέσεων είναι το κλειδί για τον προσδιορισμό της καταλυτικής του απόδοσης.

Επί του παρόντος, υπάρχουν πολλοί τύποι ετερογενών καταλυτών, αλλά τα καταλυτικά αποτελέσματα είναι άνιση σε πρακτικές εφαρμογές. Οι περισσότεροι από τους καταλύτες όζοντος στην αγορά υπάρχουν με τη μορφή σκόνης και κόκκων, που μπορεί να προκαλέσουν αυξημένη αντίσταση κλίνης, χειρότερη μεταφορά θερμότητας, απώλειες μεταφοράς καταλύτη, υψηλό κόστος επεξεργασίας καταλύτη, δυσκολία στην ανακύκλωση και δευτερογενή ρύπανση, που περιορίζει τη χρήση τους. Εφαρμογές στον τομέα της προηγμένης επεξεργασίας σε μονάδες επεξεργασίας λυμάτων και άμεσες εφαρμογές στη βιομηχανία. Μόνο με τη διαμόρφωση της σκόνης του καταλύτη ώστε να έχει ορισμένο σχήμα, αντοχή σε θλίψη και αντοχή στη φθορά μπορεί να χρησιμοποιηθεί καλύτερα στην πραγματική βιομηχανία. Στη διαδικασία της ετερογενούς καταλυτικής οξείδωσης του όζοντος των λυμάτων, οι σημερινοί βιομηχανικοί ετερογενείς καταλύτες όζοντος είναι ως επί το πλείστον σφαιρικά στερεά σωματίδια 2 έως 5 mm και η πυκνότητα του καταλύτη είναι πολύ μεγαλύτερη από το νερό. Προκειμένου να βελτιωθεί η μεταφορά μάζας μεταξύ των φάσεων αερίου, υγρού και στερεού, απαιτείται αναγκαστική κυκλοφορία του υγρού Η ρευστοποίηση των σωματιδίων του καταλύτη καταναλώνει ενέργεια και αυξάνει το λειτουργικό κόστος της τεχνολογίας του όζοντος. Εάν μπορεί να αναπτυχθεί ένας καταλύτης όζοντος με πυκνότητα κοντά σε αυτή του νερού, ο στερεός καταλύτης μπορεί να ρευστοποιηθεί παρέχοντας λιγότερη ισχύ, γεγονός που θα μειώσει σημαντικά το κόστος λειτουργίας των λυμάτων.

Η ομάδα Έρευνας και Ανάπτυξης επιστήμης και τεχνολογίας συνδύασε σχετική έρευνα για να αναπτύξει έναν μηχανισμό καταλυτικού όζοντος χρησιμοποιώντας διάφορες αλκαλικές ομάδες στην επιφάνεια του ενεργού άνθρακα ως ενεργές θέσεις. Ο ενεργός άνθρακας επωφελείται από τη μεγάλη ειδική επιφάνεια και τις άφθονες λειτουργικές ομάδες στην επιφάνειά του. Αυτές οι ομάδες όχι μόνο δρουν ως εκκινητές ·ΟΗ στον μηχανισμό της αλυσιδωτής αντίδρασης, αλλά χρησιμεύουν επίσης ως θέσεις προσρόφησης για οργανική ύλη για να επιταχύνουν τη διαδικασία μεταφοράς μάζας. Ο οργανικός συνδυασμός του φορτωμένου μετάλλου και του φορέα άνθρακα αυξάνει τη φυσική αντοχή, μειώνει τη φθορά του καταλύτη κατά τη διαδικασία τριβής αερίου/υγρού και σύγκρουσης σωματιδίων και διατηρεί τη δομική ακεραιότητα στο μέγιστο βαθμό. Επομένως, αυτός ο τύπος καταλύτη έχει μεγάλη αξία προώθησης.