[实用新型]利用多金属氧族催化剂降解偏二甲肼的专用设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种催化剂的专用设备，尤其涉及一种利用多金属氧族催化剂降解偏二甲肼的专用设备，属于难降解工业废水处理领域。

背景技术

偏二甲肼(CH₃)₂NNH₂，UDMH)作为推进剂主体燃料，具有许多优越性能，同时其对水体的污染也一直倍受重视。随着我国航天事业的迅速发展，偏二甲肼的使用量也在不断增加，偏二甲肼废水主要来源于以下两种途径：一是偏二甲肼贮罐和管道的冲洗，二是火箭发射过程及试车过程中，偏二甲肼和四氧化二氮燃烧产物，通过消防冷水进入导流槽，而产生的偏二甲肼废水。偏二甲肼废水的成分比较复杂，除了主体成分偏二甲肼以外，还含有N-亚硝基二甲胺、甲醛及氨氮等物质。其中N-亚硝基二甲胺毒性比偏二甲肼还要强，对人体的中枢神经系统、肝脏、肾脏等造成严重损害，因此对偏二甲肼废水处理的技术开发迫在眉睫。

现行偏二甲肼废水处理技术存在着安全系数低、二次污染物种类多、毒性大，以及能耗高与运行成本高等缺点。比如已开发的物理法，一种醇类燃料燃烧脱除偏二甲肼废气的方法及设备，以燃料醇为燃料，点燃该燃烧器，通入体积百分比浓度为1–30％的偏二甲肼废气一同燃烧，生成水和二氧化碳和氮气。不言而喻，焚烧法能耗大，造成雾霾空气污染。

采用活性炭或者离子交换树脂吸附，而交换法与吸附法，再生产物造成二次污染问题，安全系数低。

微生物降解偏二甲肼的优点是成本较低，缺点是偏二甲肼毒性大，可生化性较差，处理量小，处理时间长。

偏二甲肼废水的化学处理方法主要包括①臭氧氧化法，在使用该方法时，偏二甲肼通过与自由基反应，最终分解氧化为甲醛等产物。但由于该方法还需要配备特定的制造臭氧的设备，从投入到运行，投资大运行成本高、且存在二次污染，因此该方法在实际应用中也有很大的局限性。

②氯化法，偏二甲肼与次氯酸盐反应中产生亚硝胺和氯代烃，这些物质毒性较大，排入水体会引起二次污染，且水体中过量的次氯酸对生态也有影响的。

③Fenton试剂，Fenton试剂具有很强的氧化能力，具有较好处理水中有机物的效果。其实质是二价铁离子(Fe²⁺)和H₂O₂之间的链式反应生成OH·。体系中大量的Fe²⁺存在，使得H₂O₂的利用率并不是很高，有机物降解也不完全。

④Ni-Fe或Ni-Al合金，由于金属催化剂与偏二甲肼反应时放出大量的热量，并且生成可燃性气体氢气，因此该法不适合大规模处理高浓度偏二甲肼污水。

⑤ZnO复合Cu²⁺或者Cu/TiO₂光催化氧化法，优势在于光降解催化剂Cu/TiO₂在较低温度时，有较好的光催化降解效率，但也存在紫外光子不能被充分用于反应，高浓度偏二甲肼降解不充分的问题。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种利用该催化剂催化降解偏二甲肼的专用设备。

技术方案：本实用新型所述的利用多金属氧族催化剂降解偏二甲肼的专用设备，包括储料罐，其依次连接换热器和控制器，该控制器顶部分别连接双氧水罐和酸碱罐，其底部连接反应床一端，该反应床另一端依次连接换热器和在线分析系统，同时，该换热器通过三通阀与储料罐和回收罐连通。

其中，所述控制器中设有用于控制酸碱度的pH计和用于控制温度的温度检测探头。

上述用于偏二甲肼降解的多金属氧族催化剂，该催化剂用通式MO–MnO_x–Y表示，其中，M代表过渡金属和/或稀土金属中的至少两种金属，Y代表天然多孔载体，MO与Y的重量比为0.5-5：100，MnO_x与Y的重量比为2-4：100，X为1-2。

其中，所述金属为铜镍铈、铜锌锆、镍锆、锌镧或铜镍。所述天然多孔载体为沸石粉、分子筛原粉、硅藻土、蒙脱石或高岭土。

用于偏二甲肼降解的多金属氧族催化剂的制备方法，包括如下步骤：以过渡金属和/或稀土金属中的至少两种金属作活性成分，加入碱性沉淀助剂，调节pH值和温度后负载到天然多孔载体上，经氧化剂氧化、焙烧制得多金属氧族催化剂，其中，控制所述金属的氧化物与天然多孔载体的重量比为0.5-5：100，氧化剂与天然多孔载体的重量比为2-4：100。

其中，所述金属为铜镍铈、铜锌锆、镍锆、锌镧或铜镍。