其中，乙酸乙酯廢水的COD值為CODEA(mgO2×m-3)，反響后冷凝液的COD值為CODout(mgO2×m-3)，乙酸乙酯廢水氣化后的氣相中有機(jī)物的耗氧量為CEA(mgO2×m-3)，反響后的冷凝液對(duì)應(yīng)的氣相中有機(jī)物的耗氧量為COUT(mgO2×m-3)，反響后尾氣中有機(jī)物的耗氧量為CVOC(mgO2×m-3)，乙酸乙酯廢水的進(jìn)料體積流率為VEA(m3×h-1)，進(jìn)入反響器總的氣相體積流率為V總(m3×h-1)，CEA用(1)，COUT用(2)實(shí)行計(jì)算，乙酸乙酯廢水中有機(jī)雜質(zhì)轉(zhuǎn)化率X計(jì)算式為式(3)。

　　三、結(jié)果與討論

　　3.1 乙酸乙酯廢水催化氧化反響工藝調(diào)查

　　影響乙酸乙酯催化氧化反響工藝的要素主要有氣體空速、反響溫度和氧氣濃度，本文調(diào)查了上述3個(gè)要素對(duì)乙酸乙酯廢水催化氧化效果的影響，結(jié)果如圖3及4所示。選取原料為w=1%乙酸乙酯和w=0.5%乙醇的混合溶液為處置對(duì)象，混合液汽化后與空氣混合，混合氣中氧氣濃度為j=6%，在常壓條件下實(shí)行反響，調(diào)查了不同反響溫度下，催化劑空速(GHSV)和溫度對(duì)乙酸乙酯廢水催化氧化效果的影響，總氣體體積空速在5000~17000h-1，結(jié)果如圖3所示，其中圖3的縱坐標(biāo)為乙酸乙酯廢水中有機(jī)雜質(zhì)的轉(zhuǎn)化率。

　　從圖3中能夠看出，隨著體積空速的增加，相同溫度下的乙酸乙酯廢水中有機(jī)雜質(zhì)轉(zhuǎn)化率不時(shí)地降低，乙酸乙酯廢水凈化效果越來(lái)越差，這是由于隨著空速增加，廢水汽化后的廢氣中污染物在催化劑床層中的停留時(shí)間變短，造成廢水凈化效果變差。而在較低空速下，由于污染物在催化劑床層中停留時(shí)間較長(zhǎng)，廢水凈化效果較好，但較低空速會(huì)造成催化劑用量增加，以及單位時(shí)間內(nèi)廢水處置量降低，最終會(huì)使企業(yè)設(shè)備本錢上升。

　　為了調(diào)查氧氣濃度對(duì)乙酸乙酯廢水凈化效果的影響，選取原料為w=1%乙酸乙酯和w=0.5%乙醇的混合溶液，汽化后在空速為8802h-1，常壓下，不同溫度下實(shí)行反響，結(jié)果如圖4所示，其中縱坐標(biāo)為乙酸乙酯廢水中有機(jī)雜質(zhì)的轉(zhuǎn)化率。從圖4中能夠看出，隨著溫度從350進(jìn)步到450℃，在氧氣濃度由j=2%進(jìn)步到j=6%時(shí)，乙酸乙酯廢水中有機(jī)雜質(zhì)的轉(zhuǎn)化率增加顯著；而當(dāng)氧氣濃度大于j=6%時(shí)，氧氣濃度對(duì)乙酸乙酯廢水中有機(jī)雜質(zhì)的轉(zhuǎn)化率影響已不明顯。從圖4中能夠看出，在體積空速為8802h-1時(shí)，隨著溫度進(jìn)步，乙酸乙酯廢水凈化效果越來(lái)越好，但過(guò)高反響溫度對(duì)催化劑長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)是不利的。因而在實(shí)踐操作中以出口吻體中VOCs濃度到達(dá)國(guó)度排放規(guī)范的最高空速和最適宜溫度作為最優(yōu)選擇。當(dāng)反響溫度為450℃，氧氣濃度為j=6%時(shí)，固定床反響器出口冷凝液中COD為48mgO2×L-1，已到達(dá)雨排水規(guī)范(《地表水環(huán)境質(zhì)量規(guī)范GB3838-2002》)，出口吻相各組分VOCs也契合(《大氣污染物綜合排放規(guī)范GB16297-1996》)，因而選擇體積空速為8802h-1，溫度450℃，氧氣濃度為j=6%作為最優(yōu)的工藝參數(shù)。

　　3.2 乙酸乙酯廢水催化氧化反響動(dòng)力學(xué)研討

　　3.2.1 外擴(kuò)散影響的消弭

　　由于本實(shí)驗(yàn)研討包括內(nèi)擴(kuò)散影響在內(nèi)的宏觀反響動(dòng)力學(xué)，因而只需消弭催化劑外擴(kuò)散影響即可。關(guān)于非均相反響，能夠經(jīng)過(guò)設(shè)定恰當(dāng)?shù)馁|(zhì)量空時(shí)條件來(lái)消弭外擴(kuò)散的影響。分別選取催化劑1.0g和0.8g，在反響溫度為410℃，進(jìn)料中乙酸乙酯和乙醇含量為w=1.5%(其中w=1%乙酸乙酯和w=0.5%乙醇)的條件下實(shí)行反響。

　　圖5為催化劑質(zhì)量空時(shí)(即催化劑質(zhì)量W與乙酸乙酯廢水進(jìn)料耗氧速率F之比)對(duì)乙酸乙酯廢水中有機(jī)雜質(zhì)的轉(zhuǎn)化率的影響之間的關(guān)系，其中，W單位是g，F的單位是gO2×h-1，由圖可見(jiàn)W/F在小于9.1g/gO2×h-1時(shí)，0.8g催化劑與1g催化劑的轉(zhuǎn)化率隨質(zhì)量空時(shí)的變化曲線簡(jiǎn)直重合，這標(biāo)明當(dāng)W/F在小于9.1g/gO2×h-1(即體積空速大于4220h-1)時(shí)，外擴(kuò)散的影響已消弭。

　　3.2.2 反響動(dòng)力學(xué)模型樹立

　　乙酸乙酯廢水催化氧化反響過(guò)程中，由于水蒸汽大大過(guò)量，故水蒸汽分壓的變化對(duì)反響的影響能夠疏忽不計(jì)。本文樹立了以耗氧量為變量的宏觀反響動(dòng)力學(xué)模型，如式(4)所示。式(4)中，F為乙酸乙酯廢水氣化后對(duì)應(yīng)的氣相有機(jī)物的耗氧速率，gO2×h-1；W為催化劑質(zhì)量，g；CEA為廢水氣化后的對(duì)應(yīng)于氣相中有機(jī)物的耗氧量，mgO2×m-3；PCE是有機(jī)物耗氧量對(duì)應(yīng)的氧氣分壓，MPa；X為乙酸乙酯廢水中有機(jī)雜質(zhì)耗氧量的轉(zhuǎn)化率；n為有機(jī)物總理論需氧量對(duì)應(yīng)的氧氣過(guò)量倍數(shù)。

　　3.2.3 動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)求解

　　在反響溫度為290~410℃，氧氣濃度為j=4%下，測(cè)定了乙酸乙酯廢水催化氧化宏觀反響動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，依據(jù)上述的宏觀動(dòng)力學(xué)模型，采用龍格-庫(kù)塔法解微分方程，并以最小二乘法為優(yōu)化辦法實(shí)行估值，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到反響動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)，其中，依據(jù)阿倫尼烏斯方程k=k0exp(-Ea/RT)求出該反響的活化能。表1為擬合后得到的動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)的擬合結(jié)果。圖6為乙酸乙酯廢水催化氧化的動(dòng)力學(xué)模型的擬合效果圖。

　　3.2.4 動(dòng)力學(xué)模型適定性檢驗(yàn)

　　將動(dòng)力學(xué)模型擬合計(jì)算的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的丈量值實(shí)行比擬，從圖7中能夠看出，動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)丈量值能較好地吻合，由圖8能夠看出模型的計(jì)算值與實(shí)踐丈量值的偏向在±4%以內(nèi)，從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度闡明此模型能精確地描繪乙酸乙酯廢水中有機(jī)雜質(zhì)的催化氧化動(dòng)力學(xué)行為。

　　為了進(jìn)一步闡明該模型的精確性，應(yīng)用復(fù)相關(guān)系數(shù)，F統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)估值模型的顯著性和可信度，復(fù)相關(guān)系數(shù)的計(jì)算式如公式(5)，F統(tǒng)計(jì)量計(jì)算式如式(6)，其中，N為參數(shù)量，M為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)量，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。由表2能夠看出復(fù)相關(guān)系數(shù)R2=0.994>0.9，F統(tǒng)計(jì)量F(23,4)=16528.1>10F0.01(23,4)，F統(tǒng)計(jì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10F0.01(置信域=99.0%)，因而該模型是顯著可信的。

　　四、結(jié)論

　　(1)調(diào)查了不同溫度，不同空速和不同氧氣濃度對(duì)乙酸乙酯廢水凈化效果的影響及規(guī)律，結(jié)果標(biāo)明，最佳的工藝條件為：反響溫度450℃，氧氣含量j=6%，總體積空速8802h-1。

　　(2)在自制的鈰銅復(fù)合氧化物催化劑上，在消弭催化劑外擴(kuò)散的條件下，研討了乙酸乙酯廢水催化氧化宏觀反響動(dòng)力學(xué)，樹立以耗氧速率為變量的宏觀反響動(dòng)力學(xué)模型，擬合得出該催化劑上乙酸乙酯廢水催化氧化反響的活化能為50.17kJ×mol-1。