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废催化剂处理的替代方案
发布时间:2022/06/18 浏览次数:762次

催化剂在现代工业中继续发挥着越来越重要的作用,执行一系列原本不可能的过程,通过高效加工、减少有毒排放等促进更可持续的工业。 

随着催化剂使用量的增加,产生的废催化剂废物量也在增加。结合其他挑战,使用催化剂的行业面临着越来越大的压力,需要寻找一种更可持续的废催化剂废物管理方法,该方法历来以处置为中心。幸运的是,有几种选择,其中许多涉及使用回转窑

为什么废弃催化剂的处理是个问题

催化剂的大量使用会产生大量废催化剂,因此任何使用它们的人都需要制定战略性废物管理计划。由于多种原因,这是有问题的。

首先,作为废物管理的主要方法,任何类型的“废物”的处置通常都不再受欢迎。纵观各行各业,生产商面临着越来越大的压力,需要寻找更可持续的处置替代方案,而这一运动当然也不能幸免催化剂。

其他驱动因素也有助于推动更好地管理废催化剂:

不断增长的市场

最近的一份市场报告预测,催化剂市场在 2020 年至 2027 年期间的复合年增长率将达到 4.4%。随着催化剂在社会中发挥越来越重要的作用,对废催化剂进行环保管理正成为行业和行业关注的重点。环保主义者。

 

石油和天然气行业受到的影响尤其严重,因为该行业近年来不仅生产了大量的废催化剂,而且还因为重质原油的趋势正在缩短催化剂的寿命,这相当于更频繁地更换催化剂。

不仅仅是浪费

与大多数工业废物流一样,废催化剂开始作为一种潜在资源获得认可。许多催化剂含有可以回收和再利用的有价值的成分。这不仅可以帮助抵消催化剂更换成本,还可以减少生产或提取原始资源的需求——这是一个潜在的重大环境效益。

环境风险

根据使用它们的应用,用过的催化剂可能含有从金属到碳氢化合物的任何物质,如果管理不当,其中许多物质会构成潜在的环境威胁。

最广为人知的例子之一来自石油和天然气行业,其中废催化剂被 EPA 指定为危险废物。因此,该领域的废催化剂受到严格的监管和昂贵的废物管理协议的约束。

除了使处置更加复杂和昂贵之外,含有潜在有害成分的废催化剂也对公司构成了长期责任。

废催化剂管理的更好选择

近年来,与处置相关的许多问题继续推动行业寻找更可持续的废催化剂管理方案。这里解释了这些选项。

再生

再生或催化剂的再活化对于大多数加工商来说是最有吸引力的方法,因为它不仅减轻了废物管理的负担,而且还减少了购买新的替代催化剂的需要——这是一项昂贵的投资。

再生基本上使催化活性重新活化,从而可以再次使用催化剂。存在许多再生途径,热解吸是一种常见的方法。

然而,由于催化活性不能通过再生恢复 100%,因此每次再生的催化活性都比前一次稍低,最终需要更换催化剂。

贵重部件的回收(循环利用)

当再生不是一种选择时,催化剂回收提供了另一种价值回收途径。

如前所述,催化剂可以包含一系列有价值的成分,或者作为沉积材料,或者作为催化剂载体。这通常包括氧化铝和各种金属,如钴 (Co)、镍 (Ni)、钒 (V) 等——如果回收,所有这些金属都具有价值。

存在多种回收方法,分为湿法冶金或火法冶金类别。回转窑已经是一种被广泛接受的金属回收方法,正被用于从废催化剂中回收金属,因为它们可以挥发有机成分,留下金属。

有益的重用

一些废催化剂可能在另一个过程中作为原材料具有价值,或者在制备新催化剂时具有价值,从而使加工商也可以通过这种方式从废物中回收一些价值。

根据催化剂的性质,这可能包括熔融氧化铝、研磨材料、吸附剂、钙长石玻璃陶瓷等。¹

在加氢处理中,一种用于从催化剂中提取最大价值的技术被称为级联——在连续较低需求的应用中重复使用再生催化剂的做法。例如,将催化剂从瓦斯油加氢装置转移到煤油加氢装置,最后再转移到石脑油加氢装置。²

在其他情况下,废催化剂可能有资格用于建筑行业。

开发更好的催化剂

虽然不一定是直接的选择,但要考虑的一个重要方法是开发更好的催化剂。

研究人员和科学家继续致力于通过提高特异性和寿命来改进催化剂。寿命更长的催化剂不一定会消除废物管理问题,但会减轻一些压力。

开发废催化剂再利用或回收过程

重要的是要认识到任何给定生产商可用的选项可能会有所不同,具体取决于其特定的催化剂及其使用后的成分。此外,加工商可能会发现他们可以通过组合方法来提取最大价值,例如,再生催化剂直到它不再有用,然后回收任何有价值的成分。

通过在FEECO 创新中心使用批量和中试规模的试验窑,可以评估预期工艺以评估可行性,然后确定达到预期结果所需的具体工艺参数。

还可以评估可用于在其他行业重复使用催化剂的其他加工技术,包括干燥、混合/调节和附聚/造粒。

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