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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:劉育瑞
論文名稱:利用低溫低壓空氣脫除及催化氧化製程以去除化工廠廢水中之揮發性有機物質
論文名稱(外文):Low Temperature and Low Pressure Air Stripping Catalytic Oxidation Process for the Removal of VOC-containing Wastewater from Chemical Industry.
指導教授:張 仁 瑞
指導教授(外文):Chuang, K. T.
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:化學工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2000
畢業學年度:88
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:疏水性Pt/SDB觸媒Pt/Zeolite觸媒穩定性和再生性
外文關鍵詞:Hydrophobic catalystsPt/SDBPt/Zeolite catalyststability and regenerability
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中文摘要
加拿大莊子棠教授所開發的疏水性Pt/SDB觸媒對VOC廢水很好的處理效果,Pt/SDB觸媒反應後結果顯示對低濃度的VOC廢水有極高的去除效果,但對高濃度的VOC廢水的去除效果則不佳,主要是因為熱移除的問題,氧化反應所生成的高熱會導致觸媒快速老化和破碎的現象產生。而台灣的化工廠所排放的廢水濃度通常高於10000 ppm,這種濃度已超過於Pt/SDB觸媒所可容許的量。高矽鋁比的Pt/Zeolite觸媒也有疏水的特性和可容忍許比Pt/SDB觸媒更高的溫度,我們則選擇此種觸媒在處理高濃度的VOC廢水。我們期待Pt/Zeolite觸媒有高的轉化率和良好的穩定度,因為Pt/Zeolite觸媒有高的穩定性和再生性,Pt/Zeolite觸媒將會有希望運用在商業上,也將測試其可能性,而實驗的結果顯示出醛類比醇類更易去除,在相同的functional group下分子量的愈大愈不易去除。為了要符合最低的操作成本,能使反應產生的熱維持之後反應的溫度,所以進料在液相下反應是比較符合的。
Abstract
Hydrophobic catalysts, Pt/SDB (Styrene Divinylbenzene Copolymer), patented by Dr. Chuang (Alberta University, Canada) have been used for the destruction of volatile organic compounds (VOC) in wastewater. The test reactions indicated that the catalysts present excellent performance at low concentration but poor in high VOC concentration. Because of the heat removal problem, oxidative reaction would be happen within the catalyst leading to rapid aging and crumbling. For the petrochemical industry in Taiwan, the rather high VOC containing in wastewater (usually higher than 10,000 ppm) limit the application of Pd/SDB catalysts. Since Pt/Zeolite of high silica to alumina ratio also has the hydrophobic characteristic and endures much higher temperature than Pd/SDB do, they are chosen for the treatment of wastewater containing high VOC. As expected, the catalysts present not only high conversion but also good stability maintenance. Because of their high stability and regenerability, the catalysts were regarded to be promising for industrial application and the feed reactivity then was tested. The experimental results indicated that the reaction rate is inversely proportional to the molecular weight for the compounds with same functional group and aldehyde is easier to be destructed than alcohol. To minimize the energy consumption, liquid phase reaction was preferred since the heat of reaction could maintain the reaction temperature.
目 錄
中文摘要 I
Abstract II
目錄 III
表目錄 V
圖目錄 VI
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 預期目標 3
第二章 文獻探討 5
2.1 處理程序規劃 5
2.2 原廢水與觸媒製備之相關性 6
2.3 研究設計與操作 8
2.3.1 觸媒評估與改進 8
2.3.2 加速老化測試 9
第三章 研究方法 14
3.1 研究架構 14
3.1.1 藥品及氣體 14
3.1.2 Pt/SDB觸媒的製備 14
3.1.3 Pt/Zeolite觸媒的製備 14
3.1.4 Pt/Active Carbon觸媒的製備 15
3.1.5反應設備與觸媒填裝 15
3.1.6 觸媒性能測試 16
3.1.7 產物分析 17
3.2 觸媒特性分析 17
3.2.1 快速傅立葉轉換-紅外線光譜分析(FFT-IR) 18
3.2.2 一氧化碳化學吸附分析(CO Chemisorption) 18
3.2.3 程溫還原分析(Temperature Programmed Reduction ,
TPR) 19
3.2.4 延伸X光譜吸收細微結構(Extended X-Ray Absorption
Fine Structure , EXAFS)光譜分析 19
3.2.5 原子吸收光譜分析(AA) 20
第四章 實驗結果與討論 26
4.1 前言 26
4.2 Pt/SDB觸媒反應後的探討 26
4.3 對Pt/SDB觸媒的結論 28
4.4 Pt/Zolite觸媒在常壓下反應後的探討 30
4.5 Pt/Zolite觸媒在中壓下反應後的探討 32
4.6 Pt/Zolite觸媒對溫度變化的探討 36
4.7 Pt/Active Carbon觸媒在中壓下反應後的探討 37
第五章 結論與未來展望 68
5.1 結論 68
5.2未來展望 70
第六章 參考文獻 71
自述 73
第六章 參考文獻
1. 行政院環保署,”石油化學工業空氣污染管制規範研訂計畫”,1992.
2. Ivanovich E,Antov G,Kazakova B. Liver changes under combined effect of working environmental factors. International Archives of Occupational & environmental health 48:41-7, 1981.
3. Inoue O,Seijik,Watanabe T, et al: Mutual metabolic suppression between benzene, and toluene in man. Int. Archo, Bccup, Environ Health 60:15-20,1988.
4. “污染防治技術開發與推廣專案研究揮發性有機空氣污染物處理效果暨成本研究”行政院環保署 EPA-86-FA11-09-94,1997.
5. 周明顯,“路化廢水處理場惡臭及揮發性有機物防制技術路發(1/2)”,八十八年度空氣污染防制基金科技計畫,1999.
6. Thomas, J. M.;Thomas, W. T. Principle and Practice of Heterogeneous Catalysis; VCH Publishers Inc.: New York,1997,p268.
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