結合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,結構規(guī)則,孔徑大小均勻,會根據(jù)分子大小控制進入孔道。但隨著反應進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《國家危險廢物名錄》HW50系列,屬于毒性廢催化劑,嚴禁非法排放、傾倒、處置,因此FCC廢催化劑必須進行無害化處理,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注的焦點。
科力邇公司注意到了FCC廢催化劑的潛在價值,例如分子篩結構具有較大的比表面積和良好的吸附性能,負載具有臭氧催化性能的稀土、鎳、釩等重金屬,結合自身專利的臭氧催化氧化技術,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,通過大量實驗一會工程驗證,優(yōu)化化各組分配比,開發(fā)出具有高適應性和催化活性的催化劑;制備過程中采用多段精準溫控燒結技術,在保證活性的同時,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,形成高比表面積,機械強度大,使用壽命長;催化劑載體具有超親水性,催化劑不易污染、結垢和堵塞,可長周期運行??杉铀俪粞踉谒械淖苑纸猓黾铀挟a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生弱鍵,該作用推動了臭氧的分解。催化劑的臭氧和有機物的反應存在下列三個情況:
(1)有機物被吸附在催化劑表層,被臭氧或者其它活性成分分解;
(2)臭氧與有機物附著于催化劑表面,在催化劑表面相互作用產生絡合物,通過氧化反應生成中間產物,脫附于溶液內,被臭氧或活性氧氧化;
(3)催化劑先對臭氧進行吸附,通過分解產生活性氧,在水溶液中或催化劑表面對有機物進行分解。
單獨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,但同時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,同時實現(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。