隨著工業(yè)的發(fā)展，各種工業(yè)生產(chǎn)過程對設(shè)備的性能和效率提出了更高的要求。在這些過程中，芬頓流化床是一種廣泛使用的設(shè)備，它具有高效率、高產(chǎn)能、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此在化工、石油、制藥等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。芬頓流化床作為一種新型的流化床反應(yīng)器，在許多方面都具有突出的優(yōu)勢。
一、芬頓流化床概述
芬頓流化床反應(yīng)器又叫做芬頓氧化塔，芬頓反應(yīng)器，芬頓流化床，芬頓設(shè)備等。流化床芬頓氧化塔采用的是流化床技術(shù)，利用流體化床的方式使芬頓法所產(chǎn)生的大部份三價(jià)鐵以結(jié)晶或沉淀附著在專有填料表面，是一項(xiàng)結(jié)合了同相化學(xué)氧化(芬頓法)、異相化學(xué)氧化(H2O2/FeOOH)、流體化床結(jié)晶及FeOOH的還原溶解等功能的新技術(shù)。
這項(xiàng)技術(shù)將傳統(tǒng)的芬頓氧化法作了大幅度的改良，可減少加藥量、減少污泥產(chǎn)量，同時(shí)在填料表面形成的鐵氧化物具有異相催化的效果，而芬頓氧化塔內(nèi)流化狀態(tài)亦促進(jìn)了化學(xué)氧化反應(yīng)及質(zhì)傳效率，使COD去除率提升。流化床芬頓氧化塔技術(shù)可廣泛利用于各行業(yè)污水的預(yù)處理及深度處理工段。
二、芬頓流化床原理
芬頓流化床原理，過氧化氫(H2O2) 與二價(jià)鐵離子Fe2+的混合溶液將很多已知的有機(jī)化合物氧化為無機(jī)態(tài)。反應(yīng)具有去除難降解有機(jī)污染物的能力。
Fe2++H2O2→Fe3++ OH–+ ·OH ①
H2O2+Fe3+→ Fe2++O2+ 2H+②
O2+Fe2+→ Fe3++O2– ③
根據(jù)反應(yīng)化學(xué)方程式看，過氧化氫(H2O2)與二價(jià)鐵離子Fe2+在酸性環(huán)境下產(chǎn)生羥基自由基OH，Fenton反應(yīng)通過H2O2和Fe2+作用產(chǎn)生OH，可以看出芬頓試劑中除了產(chǎn)生1摩爾的OH自由基外，還伴隨著生成1摩爾的過氧自由基O2·，但是過氧自由基的氧化電勢只有1.3 V左右，所以在芬頓試劑中起主要氧化作用的是OH自由基。H2O2和Fe2+之間的反應(yīng)很快，因而Fenton反應(yīng)可氧化水中的大多數(shù)有機(jī)物。
三、芬頓流化床優(yōu)勢
芬頓流化床反應(yīng)器是一種將催化劑或反應(yīng)物懸浮在高速氣流中并進(jìn)行反應(yīng)的設(shè)備。在芬頓流化床中，催化劑或反應(yīng)物被氣流帶入反應(yīng)器內(nèi)，形成顆粒和氣體之間的混合物。這種混合物被稱為“流化床”，因?yàn)榇呋瘎┗蚍磻?yīng)物顆粒在床層內(nèi)自由流動，形成類似液體一樣的床層。
1、與傳統(tǒng)芬頓相比，減少了鐵鹽和H2O2的加藥量，大大降低了運(yùn)行成本。
2、與傳統(tǒng)芬頓相比，污泥產(chǎn)量較少，污泥量一般比傳統(tǒng)芬頓少70%。
3、與傳統(tǒng)芬頓相比，罐內(nèi)有專用填料，可根據(jù)污水種類改變填料物質(zhì)配比，使用范圍更廣、效果更好。
4、與傳統(tǒng)芬頓相比，反應(yīng)時(shí)間更短，設(shè)備體積小，大大節(jié)省了占地面積。
5、流化床芬頓氧化塔罐體材質(zhì)選用碳鋼或者玻璃鋼，不銹鋼，使用壽命長，基本無需檢修維護(hù)。
在芬頓流化床中，催化劑或反應(yīng)物顆粒的尺寸和密度可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。這些顆粒在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行高效率的攪拌和混合，使得反應(yīng)物能夠快速地接觸和反應(yīng)。同時(shí)，通過控制氣流的速度和流量，可以實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)過程的精確控制。
四、應(yīng)用范圍
1、高難度處理廢水的預(yù)處理：如用在造紙、石化、農(nóng)化、化工、制藥、皮革、紡織業(yè)等高難度處理廢水預(yù)處理工段，大大降低廢水有機(jī)物污染，提高廢水的可生化性。
2、深度處理，用于出水把關(guān)：可用在各類廢水處理設(shè)施末端，作為深度處理設(shè)施為出水把關(guān)。
3、脫色處理：可利用流化床芬頓氧化塔對廢水進(jìn)行脫色處理，如利用在造紙、染整等廢水末段對出水進(jìn)行脫色、將COD保證出水達(dá)標(biāo)排放。
五、芬頓流化床的作用
芬頓流化床作為一種高效的工業(yè)反應(yīng)器，具有以下作用：
1. 提高反應(yīng)速度和產(chǎn)能：在芬頓流化床中，催化劑或反應(yīng)物顆粒得到充分的攪拌和混合，使得反應(yīng)物分子能夠更快地接觸和反應(yīng)。這有助于提高反應(yīng)速度和產(chǎn)能，從而提高整個(gè)工業(yè)過程的效率和產(chǎn)量。
2. 優(yōu)化反應(yīng)條件：通過控制氣流的速度、流量以及催化劑或反應(yīng)物顆粒的尺寸和密度等參數(shù)，可以優(yōu)化反應(yīng)條件，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程的精確控制。這有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量和收率，降低能源消耗和環(huán)境污染。
3. 強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì)：在芬頓流化床中，催化劑或反應(yīng)物顆粒與氣體之間存在強(qiáng)烈的交互作用，這有助于強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì)過程。通過優(yōu)化流化床的反應(yīng)條件，可以提高傳熱和傳質(zhì)的效率，從而降低能耗并提高產(chǎn)品的純度和收率。
4. 降低設(shè)備投資和運(yùn)行成本：芬頓流化床具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，因此可以降低設(shè)備投資成本。同時(shí)，由于其具有高效率、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，可以降低運(yùn)行成本并延長設(shè)備使用壽命。
5. 適應(yīng)多種工藝和產(chǎn)品：芬頓流化床具有靈活的工藝操作特點(diǎn)，可以適應(yīng)多種不同的工藝和產(chǎn)品需求。例如，它可以應(yīng)用于氧化、還原、聚合、裂解等不同類型的過程中，并能夠根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化。
總之，芬頓流化床反應(yīng)器是一種重要的工業(yè)反應(yīng)器，在化工、石油、制藥等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。通過使用芬頓流化床，可以提高工業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低能源消耗和環(huán)境污染。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，芬頓流化床在未來的應(yīng)用前景將更加廣闊。
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