實現均相催化濕式空氣氧化的pH控制制造技術

提供了用于處理工藝流的系統和方法。催化劑介導在升高的溫度和壓力下的用于處理含水混合物中的至少一種不合意的成分的濕式氧化方法。可根據其在該含水混合物的檢出的pH值下的可溶性來選擇催化劑?；蛘撸梢哉{節該含水混合物的pH值以使所選的催化劑溶解和/或使所選的催化劑保持可溶形式。與pH傳感器通訊的控制器可以構造成響應于記錄所選催化劑的預定pH可溶范圍外的pH值的pH傳感器而生成控制信號以調節該含水混合物的pH值。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利說明】實現均相催化濕式空氣氧化的pH控制 對相關申請的交叉引用 本申請是 2011 年 4 月 6 日提交的名為 CATALYTIC WET OXIDATION SYSTEMS AND METHODS的美國申請序號13/081，259的部分繼續申請案，后者是2006年10月3日提交的 名為 CATALYTIC WET OXIDATION SYSTEMS AND METHODS 的美國申請序號 11/542, 675(現為 美國專利7, 993, 588)的繼續申請案，其每個出于各種目的通過引用以其整體并入本文。 專利技術背景 1.專利
本專利技術大體上涉及工藝流的處理，并且更特別涉及用于處理其中不合意的成分的催化 濕式氧化系統和方法。 2.相關技術描述 濕式氧化是用于處理工藝流的公知技術并廣泛用于例如破壞廢水中的污染物。該方 法涉及不合意的成分在升高的溫度和壓力下通過氧化劑，通常來自含氧氣體的分子氧的水 相氧化。該方法可以將有機污染物轉化成二氧化碳、水和可生物降解的短鏈有機酸，例如乙 酸。也可以氧化無機成分，包括硫化物、硫醇鹽和氰化物。作為對焚燒的替代，濕式氧化可 用于多種多樣的應用中以處理工藝流以便隨后排放、在工藝內循環、或作為預處理步驟以 供給用于深度處理（polishing)的傳統生物處理設備。催化濕式氧化已成為對傳統非催化 濕式氧化的有效增進。催化濕式氧化方法通常能在更低溫度和壓力和因此更低的資本成本 下實現更大的破壞。將待處理的含水流與氧化劑混合并在升高的溫度和壓力下與催化劑接 觸。非均相催化劑通常位于床上(含水混合物在其上通過）或是固體微粒的形式(其在氧化 前與含水混合物摻合)?？梢栽跐袷窖趸瘑卧掠螐难趸鞒鑫镏羞^濾出所述催化劑以再 利用。 專利技術概述 根據一個或多個實施方案，提供了催化濕式氧化方法。該方法可包含提供含有至少一 種待處理的不合意的成分的含水混合物；檢測含有至少一種待處理的不合意的成分的含水 混合物的pH值；選擇在該含水混合物的檢出的pH值下可溶的催化劑，其中該催化劑和檢 出的pH值選自：銅在大約4或更低的pH值下、銅在高于大約13的pH值下、f凡在高于大約 4. 5的pH值下和鐵在低于大約4的pH值下；使含有至少一種待處理的不合意的成分的含 水混合物與在檢出的pH值下可溶的所選催化劑和氧化劑在升高的溫度和超計大氣壓下接 觸，以處理所述至少一種不合意的成分；監測該含水混合物的pH值；和在該催化濕式氧化 方法的過程中保持該含水混合物的pH值，以使所述催化劑保持可溶形式。 根據一個或多個實施方案，該催化濕式氧化方法包括提供含有至少一種待處理的 不合意的成分的含水混合物；選擇催化劑；檢測含有至少一種待處理的不合意的成分的含 水混合物的pH值；調節含有至少一種待處理的不合意的成分的含水混合物的pH值，以溶解 所選催化劑，所述pH值選自：當催化劑包含銅時大約4或更低、當催化劑包含銅時高于大 約13、當催化劑包含釩時高于大約4. 5和當催化劑包含鐵時低于大約4 ;使該含水混合物與 所選催化劑和氧化劑在升高的溫度和超計大氣壓下接觸，以處理所述至少一種不合意的成 分；監測該含水混合物的pH值；和在該催化濕式氧化方法的過程中保持該含水混合物的pH值，以使所選催化劑保持可溶形式。在一個或多個實施方案中，選擇催化劑包括選擇存在于 該含水混合物中的催化劑。根據某些實施方案，調節pH值包括使用堿金屬氫氧化物。 根據一個或多個實施方案，在加熱前使所述含水混合物與所選催化劑接觸。在各 種實施方案中，在加壓前使該含水混合物與所選催化劑接觸。在某些實施方案中，在連續方 法中氧化該含水混合物。在至少一個方面中，該方法進一步包括補充所述催化劑。在某些 方面中，使所述含水混合物與氧化劑接觸包括使該含水混合物與含氧氣體接觸。在某些方 面中，該方法進一步包括回收所述催化劑。根據某些方面，回收所述催化劑涉及使該催化劑 沉淀。在各種實施方案中，使所述含水混合物氧化足以處理該至少一種不合意的成分的時 間。在某些實施方案中，超計大氣壓為大約30個大氣壓至大約275個大氣壓。根據某些方 面，升高的溫度為大約240°C至大約水的臨界溫度。在另一些方面中，升高的溫度高于水的 臨界溫度。 附圖簡述 附圖無意于按比例繪制。在附圖中，各圖中所示的各相同或幾乎相同的組件用類似的 數字表示。為清楚起見，可以并非在每一附圖中都標出每一組件。參照附圖描述本專利技術的 優選的非限制性實施方案，其中： 圖1是根據本專利技術的濕式氧化系統的一個實施方案的系統圖；且 圖2-4是本文中分別對銅、釩和鐵所引用的甫爾拜圖。 專利技術詳述 本專利技術在其應用中不限于如下列說明中闡述或如附圖中圖解的組件的構造和布置的 細節。本專利技術能夠具體化并能以本文中舉例說明的方式以外的各種方式實施或進行。 根據一個或多個實施方案，本專利技術涉及一種或多種用于處理工藝流的系統和方 法。在典型操作中，所公開的系統可以從社區、工業或住宅來源處接收工藝流。例如，在該 系統處理廢水的實施方案中，該工藝流可以來自城市廢水污泥或其它大規模污水系統。工 藝流還可源自例如食品加工廠、化學加工設施、氣化工程或紙漿和造紙廠。可以通過該系統 上游或下游的操作使工藝流經過該系統。 本文所用的術語"工藝流"是指可送往該系統以供處理的含水混合物。在處理后， 可以將該工藝流送回上游工藝或可作為廢物離開該系統。該含水混合物通常包括至少一種 能被氧化的不合意的成分。該不合意的成分可以是例如出于公眾健康、工藝設計和/或審 美考慮而旨在從該含水混合物中除去的任何材料或化合物。在某些實施方案中，能被氧化 的不合意的成分是有機化合物。某些無機成分，例如硫化物、硫醇鹽和氰化物也可被氧化。 待通過該系統處理的含水混合物例如淤漿的來源可表現為來自工廠或保持容器的直接管 道形式。 根據本專利技術的一個或多個實施方案，希望破壞不合意的成分或其(一種或多種）降 解產物中的一種或多種特定化學鍵。氧化反應是能將可氧化的有機污染物轉化成二氧化 碳、水和可生物降解的短鏈有機酸，例如乙酸的破壞技術。本專利技術的一個方面涉及用于含有 一種或多種不合意的成分的含水混合物的氧化處理的系統和方法。 在一個實施方案中，將包含至少一種不合意的成分的含水混合物濕式氧化。該含 水混合物在升高的溫度和超計大氣壓下用氧化劑氧化足以處理該至少一種不合意的成分 的時間段。該氧化反應可基本上破壞不合意的成分中的一種或多種化學鍵的完整性。本文 所用的術語"基本上破壞"被定義為至少大約95%的破壞。本專利技術的方法通常適用于處理 能被氧化的任何不合意的成分。 所公開的濕式氧化方法可以在適合于待氧化的化合物的任何已知的間歇式或連 續式的濕式氧化單元中進行。通常，在如圖1中示例性顯示的連續流濕式氧化系統中進行 水相氧化?？梢允褂萌魏窝趸瘎Ｔ撗趸瘎┩ǔＪ呛鯕怏w，例如空氣、富氧空氣或基本純 氧。本文所用的術語"富氧空氣"被定義當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
催化濕式氧化方法，其包括：提供含有至少一種待處理的不合意的成分的含水混合物；檢測含有至少一種待處理的不合意的成分的含水混合物的pH值；選擇在所述含水混合物的檢出的pH值下可溶的催化劑，其中所述催化劑和所述檢出的pH值選自：銅在大約4或更低的pH值下、銅在高于大約13的pH值下、釩在高于大約4.5的pH值下和鐵在低于大約4的pH值下；使含有至少一種待處理的不合意的成分的含水混合物與在檢出的pH值下可溶的所選催化劑和氧化劑在升高的溫度和超計大氣壓下接觸，以處理所述至少一種不合意的成分；監測所述含水混合物的pH值；和在所述催化濕式氧化方法的過程中保持所述含水混合物的pH值，以使所述催化劑保持可溶形式。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：CL費爾奇，BJ庫姆費爾，
申請(專利權)人：西門子能源公司，
類型：發明
國別省市：美國;US