Очистка сточных вод от фенола электрохимическим окислением (стр. 4 из 4)
Степень очистки на аноде из платины незначительно выше, чем на аноде из графита. Это объясняется тем что, несмотря на высокую пористость графита и низкую истинную плотность тока на электроде, скорость восстановления кислорода и образования активных кислородсодержащих частиц гораздо ниже, чем при использовании электрода из платины.
С повышением давления кислорода степень очистки фенолсодержащих вод увеличивается при использовании и платинового, и графитового анодов. Под давлением кислорода фенол окисляется в объеме раствора образующимся при восстановлении кислорода пероксидом водорода на катоде и на аноде.
Можно предположить, что при окислении фенола протекают следующие реакции:
По мере роста избыточного давления кислорода наблюдается снижение напряжения на электролизере (рис. 1).
Из экспериментальных данных видно, что с увеличением давления до 0,8 МПа напряжение заметно снижается, дальнейший его рост незначительно влияет на напряжение на электролизере.
Энергетические затраты на очистку фенолсодержащих вод приведены в табл. 2.
При проведении электролиза под давлением кислорода затраты электроэнергии снижаются за счет окисления фенола на обоих электродах и частично в объеме электролизера.
Для проведения электролиза можно использовать установку, представленную на рис. 2.
Сточные воды поступают в усреднитель, затем — в автоклав-электролизер, где происходит электрохимическое окисление. Начальное давление кислорода создается при подаче из баллона высокого давления, затем давление поддерживается выделяющимися при электролизе газами. Процесс проводят при плотности тока 100 — 200А/м2 с использованием анодов из графита или платины под давлением кислорода 0,8 — 1,0 МПа. Расход электроэнергии составляет 0,015 - 0,018 кВтч/г.
Литература
1. Гейтс Б.К. Химия каталитических процессов. М., 1981
2. Боресков Г.К. Катализ. Вопросы теории и практики. Новосибирск, 1987.
3. Ганкин В.Ю., Ганкин Ю.В. Новая общая теория катализа. Л., 1991
4. Токабе К. Катализаторы и каталитические процессы. М., 1993.
5. Матрос Ю.Ш., Носков А.С., Чумаченко В.А. Каталитическое обезвреживание отходящих газов промышленных производств. Новосибирск: Наука, 1991.
6. Исмагилов З.Р., Хайрулин СР., Керженцев М.А. н др. Реактор с кипящим слоем катализатора для процесса прямого окисления сероводорода в элементарную серу. Создание опытно-промыптленной установки на Бавли-нской УСО // Катализ в промышленности. 2004, специальный выпуск.
7. Кленов О.П., Гогин ЛЛ., Носков А.С. Каталитический метод производства тешюэнергии из низкоконцентрированных газов. Теплоэнергетика. 2000. № 1.
8. Овчинникова Б.В., Чумаченко В.А., Пирютко Л.В. и др. Двухстадийная каталитическая очистка нитрозных газов в производстве адипиновой кислоты // Катализ в промышленности. 2008 (в печати).
9. Dobrynkin N.M., Batygina M.V., Noskov A.S. Solid Catalysts for Wet Oxidation of Nitrogen-Containing Organic Compounds // Catalysis Today. 1998. V. 45. №. 1 - 4.