Page 185 - 《精细化工》2020年 第10期

第 10 期 马建超，等: 湿式催化氧化降解焦化废水 ·2115·

活性 [10] 。 220、230、240、260 ℃下，反应 60 min 时，COD
2.2 工艺优化 的去除率分别为 11.0%、34.4%、60.0%、83.7%、
在处理喹啉废水过程中，温度和压力是重要的 94.8%、和 94.9%；经过 120 min 反应，COD 的去除
影响因素。压力会随温度发生变化。实验中 O 2 分压 率分别为 25.2%、57.9%、76.0%、85.2%、94.8%和
加上该反应温度下的水饱和蒸气压即为反应总压。 95.6%。由此可知，升高温度可提高废水中喹啉和
不同温度对应的水饱和蒸气压（p 0 ）、O 2 分压（p 1 ）、 COD 的去除率。当反应温度从 240 ℃升高至 260 ℃
总压（p）如表 1 所示。 时，反应总压（O 2 分压）从 3.88（0.53）MPa 升至
5.25（0.55）MPa，COD 去除率仅提高 0.8%。过高
表 1 温度压力对照表 的反应压力和温度对反应容器的设计和安全性构成
Table 1 Comparison table of temperature and pressure
了挑战。综合考虑，选择 CWAO 降解喹啉的反应温
θ/℃
度为 240 ℃，反应时间为 60 min，此时反应总压（O 2
180 200 220 230 240 260
分压）为 3.88（0.53）MPa。
p 0/MPa 1.00 1.55 2.32 2.80 3.35 4.70
在确定 CWAO 降解喹啉反应温度后，配制质量
p 1/MPa 0.47 0.49 0.51 0.52 0.53 0.55
浓度为 0.1、0.2、0.3、0.4 g/L 催化剂，考察催化剂质
p/MPa 1.47 2.04 2.83 3.32 3.88 5.25
量浓度对废水中喹啉和 COD 的去除率的影响，结果
在喹啉初始质量浓度为 1000 mg/L，催化剂质 见图 5。
量浓度为 0.2 g/L，反应时间为 120 min，搅拌速度
为 500 r/min 的条件下，考察了反应温度（180、200、
220、230、240、260 ℃）对 CWAO 降解喹啉的影
响，结果见图 4。

图 5 催化剂质量浓度对喹啉（a）和 COD（b）去除率的
影响
Fig. 5 Effects of catalyst mass concentration on the removal
rates quinoline (a) and COD (b)

图 4 反应温度对喹啉（a）和 COD（b）去除率的影响 从图 5a 可以看出，随着催化剂质量浓度增加，
Fig. 4 Effects of reaction temperature on the removal rates 喹啉去除率增大；在催化剂质量浓度为 0.1 g/L，反应
of quinoline (a) and COD (b)
40 min 时，喹啉基本降解完毕；催化剂质量浓度为 0.2、
从图 4a 可看出，在 180、200 和 220 ℃时，反 0.3 和 0.4 g/L，反应 30 min 时，喹啉去除率接近
应 120 min 后喹啉去除率分别为 31.0%、63.7%和 100.0%。从图 5b 也可以看出，当催化剂质量浓度为
92.4%；在其他 3 个温度下，喹啉在 60 min 时基本 0.1 g/L，反应 60 min 时，COD 去除率可达 93.8%，但
已全部去除。从图 4b 可知，喹啉废水在 180、200、 在反应 10 min 时，COD 去除率仅为 40.2%。在催化剂