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对氯苯酚超临界水脱氯的反应动力学及机理分析
  • ISSN号:2095-2783
  • 期刊名称:《中国科技论文》
  • 时间:0
  • 分类:X131.2[环境科学与工程—环境科学]
  • 作者机构:[1]华南理工大学环境科学与工程学院,广州510006
  • 相关基金:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20090172110028); 国家自然科学基金资助项目(20777018); “十一五”国家科技支撑计划重点资助项目(2008BAC32B06-1)
中文摘要:

在反应温度400~460℃、压力24MPa、停留时间30~200s,过氧量100%~500%的条件下,分析了对氯苯酚(4-CP)在等温立式柱塞流反应器中的超临界水氧化脱氯反应动力学及机理。首先得出温度为440℃、压力为24MPa、过氧量375%时,4-CP脱氯率可以达到80%的反应效果;过程显示,随着停留时间增大、温度提高,4-CP脱氯率提高,4-CP初始质量浓度和过氧量变化对过程无显著影响;动力学研究发现,4-CP的超临界水氧化技术(SCWO)反应动力学过程符合幂指数方程,通过参数拟合,求得4-CP反应级数为1,H2O2的反应级数为零,反应活化能为92.978KJ·mol-1,指前因子为104.6302,动力学方程能较好地预测实验结果;最后,通过GC/MS方法定性分析的反应中间产物为对苯二酚、邻苯二酚和对苯醌等,推测反应过程中伴随自由基参加的偶合反应占主导。研究结果证明了4-CP的超临界水氧化脱氯过程可行与高效,可望成为工艺应用的基础。

英文摘要:

The supercritical water oxidation(SCWO) dechlorination kinetics and mechanism of p-chlorophenol(4-CP) was studied in an isothermal and vertical plug-flow reactor at 400-460 ℃,24 MPa,residence time of 30-200 s,and excess oxygen of 100%-500%.The results showed that the dechlorination rate of 4-CP could reached 80% at 440 ℃,24 MPa and excess H2O2 375%.The dechlorination rate increased with the increase in the temperature and residence time,while it did not obviously change by the initial concentration of 4-CP and excess H2O2.It was found that kinetics for dechlorination of 4-CP was described by a rate law involving first order reaction of 4-CP,zero order reaction of H2O2,92.978 KJ·mol-1 of activation energy,and 104.6302 of Arrhensius pre-exponential factors.The experimental results were forecasted well by the kinetics equation through repeated experiments.The results of GC/MS analysis showed that hydroquinone,catechol and benzene hydroquinone were the major intermediates and the reaction process included the coupling of free radicals.The research revealed the dechlorination process and mechanism of 4-CP in supercritical water and was expected to provide the basis for the engineering application of SCWO technology.

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期刊信息
  • 《中国科技论文》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:教育部科技发展中心
  • 主编:李志民
  • 地址:北京市海淀区中关村大街35号教育部科技发展中心
  • 邮编:100080
  • 邮箱:tougao@cutech.edu.cn
  • 电话:010-62514339
  • 国际标准刊号:ISSN:2095-2783
  • 国内统一刊号:ISSN:10-1033/N
  • 邮发代号:2-366
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,美国乌利希期刊指南,美国剑桥科学文摘,中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:1297