用膜分离技术回收分子筛微粒*
金珊 孙杰
摘 要 在催化剂生产中许多细小的分子筛产品被排放到污水中,造成了产品流失和排放液超标,采用微孔滤膜分离技术处理分子筛滤洗排放液,能回收其中有用的分子筛催化剂产品。通过对膜材料、孔径、压力、浓缩倍数的考察试验,得出选用孔径1 μm的PS或PAN有机膜能较好的处理分子筛滤洗液,分子筛颗粒的平均回收率达到90%以上,并能实现废液的达标排放。 关键词 分子筛催化剂; 微孔滤膜; 废水处理 中图分类号 X703
Membranous Separation Technique Applied in Recovering Molecular Sieve Small Particles in Catalyst Filter Liquor
Jin Shan Sun Jie (Fushun Petroleum Institute, Liaoning Fushun 113001)
Abstract A certain amount of fine molecular sieve products in catalyst production is drained into the sewage. The treatment of molecular sieve filter drainage with the filter membrane of tiny holes separation technique can recover the useful molecular sieve catalyst products. By inspecting with membrane material, aperture, pressure, enriched multiplication factor, it has been found that using PS or PAS organic membranes of 1 μm aperture to treat the molecular sieve filtered drainage is effective, the mean recovery of the molecular sieve particles is up 90%, and the waste liquid drained can reach its standard. Keywords Molecular sieve catalyst; Filter membrane of tiny holes; Waste water processing
在我国石油化工生产中使用的催化剂品种日渐增多,催化剂生产规模较大。一个中型催化剂厂每年排放工艺废水达上百万吨。在目前的催化剂生产工艺过程中,分子筛过滤、洗涤形成的滤洗液中有许多分子筛因颗粒太小而无法回收,被排放到污水中。使分子筛成品大量随滤洗液流失掉,给工厂生产造成了很大的损失,既给污水处理带来了困难,又使催化剂生产成本居高不下。因此,如何降低催化剂的生产成本,减少催化剂厂污水排放中悬浮物的浓度是当前的一个重要课题。 到目前为止,国内催化剂生产废水还没有得到有效的处理,对废水中SS(随工艺排放流失的催化剂原料或半成品)的脱出回收还没有一种经济合理的工艺过程。目前正在研究和应用的处理方法主要有絮凝沉降法、离心分离法、微孔过滤法,这些方法都可以有效地脱除废水中的SS,但以离心分离和微孔过滤效果为佳。根据对上述3种方法的试验结果得出: (1) 絮凝沉降方法在应用中有许多不足之处,首先要加入无机或有机絮凝剂,成本较高;其次要求滤洗液的水质单一,pH值稳定,否则会影响絮凝效果。另外,还存在需要一定的絮凝沉降时间及絮凝沉降后的物料是否符合返回原生产工序的技术指标等问题; (2) 分子筛是不同于氧化铝担体的另一种催化剂担体,不同品种的分子筛晶体大小不同。分子筛的晶体颗粒普遍小于氧化铝担体颗粒,用最小孔径为5 μm的精密微孔过滤管来过滤分子筛滤洗液是无效的。 目前微孔滤膜技术在生物制药和电子工业中制备超纯水方面已经应用[1,2]。用该技术处理回收催化剂生产工艺排水中的微粒-催化剂物料,目前在我国还是一项技术空白,需要进一步研究。用微孔滤膜技术处理催化剂滤洗液从理论上讲是最合适的,该技术处理分子筛滤洗液的特点为:处理为纯粹物理过程,不必在滤洗液中加入其它试剂;对滤洗液的水质也没有特殊要求;设备费用及操作费用低,工艺操作简单,工作性能稳定;回收效率高,回收后的分子筛晶体与原来的完全一样,没有任何污染和结构性能上的改变,处理后的污水中悬浮物含量完全可以达到环保要求。但是,精密微孔滤膜处理方法有两个问题需要进一步研究和考察,其一是微滤组件的使用寿命(即膜的清洗和SS的回收方法),其二是各种孔径滤膜和不同压差下的透液速率。
1 试验部分
1.1 料液 料液为某催化剂厂的催化剂滤洗液,其悬浮物含量的范围为200~9 800 mg/L,平均值为2 038 mg/L。 1.2 悬浮物粒度测试 采用日本SKC-2000型光透式粒度分析仪测定其粒度,颗粒粒径大于10 μm的占7.5%,5~10 μm的占23.5%,2~5 μm的占38.3%,1~2 μm的占22.2%,小于1 μm的占8.5%。 1.3 实验装置 实验温度为常温,实验装置见图1。
Fig 1 Experimental set-up 图书馆 实验装置
2 结果与讨论
2.1 膜材料与孔径的选择 试验采用耐碱性的聚砜或尼龙(孔径为1、2 μm)微孔滤膜[3]来过滤分子筛生产排水中流失的物料,其结果见表1。
表1 不同孔径过滤膜性能比较 Table 1 The comparison between the porformance of the membranes of different aperture |