結(jié)合FCC廢催資源化利用的高效臭氧催化劑
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流化裂化催化劑(FCC)是煉化行業(yè)應(yīng)用廣泛的多孔分子催化劑,活性組分一般是Y型沸石分子篩,結(jié)構(gòu)規(guī)則,孔徑大小均勻,會(huì)根據(jù)分子大小控制進(jìn)入孔道。但隨著反應(yīng)進(jìn)行逐漸失活而卸出的廢催化劑,因其含有鎳、釩等重金屬,已被國家列入《國家危險(xiǎn)廢物名錄》HW50系列,屬于毒性廢催化劑,嚴(yán)禁非法排放、傾倒、處置,因此FCC廢催化劑必須進(jìn)行無害化處理,而如何固定廢催化劑上的重金屬和資源化利用成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
科力邇公司注意到了FCC廢催化劑的潛在價(jià)值,例如分子篩結(jié)構(gòu)具有較大的比表面積和良好的吸附性能,負(fù)載具有臭氧催化性能的稀土、鎳、釩等重金屬,結(jié)合自身專利的臭氧催化氧化技術(shù),以FCC廢催化劑為主要原材料研發(fā)出一種高效的非均相臭氧催化劑。
這種非均相臭氧催化劑是采用多種過渡金屬(含貴金屬)為催化組分,通過大量實(shí)驗(yàn)一會(huì)工程驗(yàn)證,優(yōu)化化各組分配比,開發(fā)出具有高適應(yīng)性和催化活性的催化劑;制備過程中采用多段精準(zhǔn)溫控?zé)Y(jié)技術(shù),在保證活性的同時(shí),提高催化劑的穩(wěn)定性,有效減少使用過程中的流失率,防止二次污染。采用特殊造孔技術(shù),形成高比表面積,機(jī)械強(qiáng)度大,使用壽命長;催化劑載體具有超親水性,催化劑不易污染、結(jié)垢和堵塞,可長周期運(yùn)行??杉铀俪粞踉谒械淖苑纸?,增加水中產(chǎn)生的·OH濃度,從而提高臭氧氧化效果,氧化效率比單純臭氧氧化提高2~5倍。

科力邇公司自主研發(fā)的非均相臭氧催化劑,其催化表層具有吸附臭氧分子的作用,臭氧和催化表層的羥基產(chǎn)生弱鍵,該作用推動(dòng)了臭氧的分解。催化劑的臭氧和有機(jī)物的反應(yīng)存在下列三個(gè)情況:
(1)有機(jī)物被吸附在催化劑表層,被臭氧或者其它活性成分分解;
(2)臭氧與有機(jī)物附著于催化劑表面,在催化劑表面相互作用產(chǎn)生絡(luò)合物,通過氧化反應(yīng)生成中間產(chǎn)物,脫附于溶液內(nèi),被臭氧或活性氧氧化;
(3)催化劑先對(duì)臭氧進(jìn)行吸附,通過分解產(chǎn)生活性氧,在水溶液中或催化劑表面對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解。
單獨(dú)的臭氧催化水處理工藝雖然具有流程簡便、無二次污染的優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也存在臭氧利用率低的難題。與傳統(tǒng)的臭氧氧化工藝相比,科力邇使用創(chuàng)新型的臭氧催化劑的工藝具有更高的催化效率,降低污水處理成本,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了FCC廢催化劑的資源化利用,在難降解工業(yè)廢水的處理中具有廣闊的前景。