FCC廢催化劑制備免燒磚重金屬浸出規(guī)律及風險評估研究
發(fā)布時間:2021-07-28 05:04
石油煉制工業(yè)快速發(fā)展,石油煉制廢催化劑產量也隨之迅猛增加,使得城市工業(yè)固體廢物的處理處置形勢更為嚴峻。流化催化裂化(Fluid Catalytic Cracking,以下簡稱FCC)廢催化劑來源自石油煉制工業(yè)中FCC裝置卸出的失活廢催化劑。2016年生態(tài)環(huán)境部新修訂的《國家危險廢物名錄》將FCC廢催化劑列為危險廢物,使得城市內企業(yè)對FCC廢催化劑的無害化處理處置壓力增大。利用FCC廢催化劑的成分與建筑材料相似,且生產建材工藝操作簡單、成本低廉這些特點,將FCC廢催化劑生產建材這一資源化利用途徑,相比傳統(tǒng)危廢填埋的處置方式,在保證環(huán)境安全的前提下,FCC廢催化劑建材資源化利用具有更廣泛的前景。本文以FCC廢催化劑及其制備的免燒磚為研究對象,通過對FCC廢催化劑基本理化特征、金屬污染物的識別和浸出特性進行研究,以及對FCC廢催化劑制備的免燒磚模擬路面場景中重金屬的浸出特性、釋放規(guī)律和機理的探討,并進行免燒磚用于暴露場景下對地下水及人體健康存在的環(huán)境風險評估,主要得出以下結論:(1)FCC廢催化劑基本呈弱酸性或中性,不存在強腐蝕性;FCC廢催化劑顏色深淺與燒失率的大小沒有相關關系;FCC廢催...
【文章來源】:重慶交通大學重慶市
【文章頁數】:72 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
催化裂化裝置工藝流程簡圖
11圖1-3建材(塊狀)主要釋放機理及影響因素針對固廢生產建材中重金屬浸出機理及模型國內外也有許多學者進行研究。法國Tiruta-BarnaL[63]等開發(fā)了采用水硬性粘合劑制備的多孔材料在不同動態(tài)浸出測試的主要傳輸現象的物理化學模型來描述其浸出行為,研究發(fā)現,控制污染物釋放的物理化學機制是相同的,但它們在浸出時間尺度和不同情景中表現出不同的相對強度。浸出行為的實際影響模擬必須考慮到有關化學物質和材料的物理化學特性,還要考慮主要傳質/傳輸機制的準確場景描述和時間依賴性等級。在四種浸出試驗中提出4類動力學過程,即擴散、表面溶解、晚期溶解與對流;其中擴散被認為是飽和多孔材料內的傳質機制和滲濾液中的分散對流。SlootHA[64]采用CEN/TS14429和CEN/TS14405方法進行浸出試驗,為評估廢物的長期釋放規(guī)律,繪制污染物中浸出時間及浸出量的對數圖,并使用圖中曲線趨勢來判斷材料的浸出機理,可得出廢物中重金屬組分受擴散控制為主的釋放機理,且根據圖中曲線的斜率趨近1時,判斷其主要是受表面溶解作用;還有一種浸出機理則表現為表面沖刷作用。EngelsenCJ[65]等測定不同再生混凝土骨料樣品中重金屬鎘、鉻、錳、鎳、鉛等的釋放,采用不同pH浸出液對磨至細粉狀的骨料進行快速試驗法,測定其重金屬濃度,并對其進行地球化學形態(tài)模擬以預測鉻、銅、鎳等重金屬特定的釋放機制,通過建立的模型發(fā)現,實際試驗數據與模擬的最大釋放量數值具有較好的吻合度。張霞[66]等人參照荷蘭標準NEN7375,模擬混凝土路面場景,對混凝土樣品進行模擬浸出實驗,評價混凝土中重金屬釋放潛能,并通過選擇FICK第二定律中一維擴散模型估算重金屬的長期積累浸出量以構建路面場景下重金屬的釋放模型。研究發(fā)現,重金屬鉻、鎳和鎘表現為擴散控制?
13圖1-4美國EPA采用的環(huán)境風險評價程序目前,我國采用的環(huán)境風險評價起步較晚,大多借鑒國外的風險評價模型,還需進一步研究在特定暴露場景與途徑下特定污染物的環(huán)境風險評價的規(guī)范和準則。我國生態(tài)環(huán)境部于2019年3月1日正式實施新修訂的《建設項目環(huán)境風險評價技術導則》(HJ169-2018)替代原HJ/T169-2004,該導則將環(huán)境風險評價內容調整為風險調查、環(huán)境風險潛勢初判、風險識別、風險事故情形分析、風險預測與評價、環(huán)境風險管理、評價結論與意見[73]。該導則的調整與修訂對我國環(huán)境風險評價這一領域的發(fā)展起到推進作用。為保護生態(tài)環(huán)境及人類健康,我國制定了污染場地人體健康風險評估,其評估程序如圖1-5所示。圖1-5我國污染場地風險評估程序
【參考文獻】:
期刊論文
[1]2017年《中國生態(tài)環(huán)境狀況公報》(摘錄一)[J]. 環(huán)境保護. 2018(11)
[2]廢FCC催化劑及煙氣脫硫廢渣的處理研究進展及應用[J]. 崔軍娥,王云,楊軍文,晏小平,劉丹. 廣州化工. 2017(14)
[3]催化裂化工藝技術的應用與進展[J]. 容元偉,張彪. 化工管理. 2017(21)
[4]催化裂化廢催化劑上鎳形態(tài)的XRD研究[J]. 任飛,沙昊,朱玉霞. 石油煉制與化工. 2017(07)
[5]全球煉油催化劑需求到2020年將達到47億美元[J]. 張偉清. 石油煉制與化工. 2017(05)
[6]FCC廢催化劑的綜合回收利用[J]. 趙曉敏. 煉油技術與工程. 2017(04)
[7]催化裂化廢催化劑綜合利用技術[J]. 張宏哲. 化工進展. 2016(S2)
[8]廢FCC催化劑的形態(tài)、成分分析及環(huán)境風險評價[J]. 劉騰,邱兆富,楊驥,梅雪冰,曹禮梅,張巍. 無機鹽工業(yè). 2016(11)
[9]煉油催化劑技術的新進展[J]. 趙檀,趙野. 黑龍江科技信息. 2016(30)
[10]廢FCC催化劑復活再生及結構變化研究[J]. 盧國儉,劉培,朱英杰,鄒翔. 稀有金屬. 2016(12)
碩士論文
[1]固廢生產建材中重金屬浸出方法研究[D]. 王希尹.重慶交通大學 2018
[2]FCC廢催化劑的無害化及水處理應用研究[D]. 李丹丹.北京化工大學 2016
[3]FCC催化劑中鑭和鈰的浸取與分離技術[D]. 鄭文芳.西北師范大學 2014
[4]燒結磚中重金屬釋放機理研究[D]. 田夢瑩.西北農林科技大學 2014
[5]FCC廢催化劑細粉合成超細Y型分子篩[D]. 李亮.中國石油大學 2011
[6]含重金屬廢棄物的水泥固化性能及作用機理[D]. 于竹青.武漢理工大學 2009
[7]危險廢物中毒性組分浸出特性和浸出方法研究[D]. 周德杰.山東大學 2006
本文編號:3307274
【文章來源】:重慶交通大學重慶市
【文章頁數】:72 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
催化裂化裝置工藝流程簡圖
11圖1-3建材(塊狀)主要釋放機理及影響因素針對固廢生產建材中重金屬浸出機理及模型國內外也有許多學者進行研究。法國Tiruta-BarnaL[63]等開發(fā)了采用水硬性粘合劑制備的多孔材料在不同動態(tài)浸出測試的主要傳輸現象的物理化學模型來描述其浸出行為,研究發(fā)現,控制污染物釋放的物理化學機制是相同的,但它們在浸出時間尺度和不同情景中表現出不同的相對強度。浸出行為的實際影響模擬必須考慮到有關化學物質和材料的物理化學特性,還要考慮主要傳質/傳輸機制的準確場景描述和時間依賴性等級。在四種浸出試驗中提出4類動力學過程,即擴散、表面溶解、晚期溶解與對流;其中擴散被認為是飽和多孔材料內的傳質機制和滲濾液中的分散對流。SlootHA[64]采用CEN/TS14429和CEN/TS14405方法進行浸出試驗,為評估廢物的長期釋放規(guī)律,繪制污染物中浸出時間及浸出量的對數圖,并使用圖中曲線趨勢來判斷材料的浸出機理,可得出廢物中重金屬組分受擴散控制為主的釋放機理,且根據圖中曲線的斜率趨近1時,判斷其主要是受表面溶解作用;還有一種浸出機理則表現為表面沖刷作用。EngelsenCJ[65]等測定不同再生混凝土骨料樣品中重金屬鎘、鉻、錳、鎳、鉛等的釋放,采用不同pH浸出液對磨至細粉狀的骨料進行快速試驗法,測定其重金屬濃度,并對其進行地球化學形態(tài)模擬以預測鉻、銅、鎳等重金屬特定的釋放機制,通過建立的模型發(fā)現,實際試驗數據與模擬的最大釋放量數值具有較好的吻合度。張霞[66]等人參照荷蘭標準NEN7375,模擬混凝土路面場景,對混凝土樣品進行模擬浸出實驗,評價混凝土中重金屬釋放潛能,并通過選擇FICK第二定律中一維擴散模型估算重金屬的長期積累浸出量以構建路面場景下重金屬的釋放模型。研究發(fā)現,重金屬鉻、鎳和鎘表現為擴散控制?
13圖1-4美國EPA采用的環(huán)境風險評價程序目前,我國采用的環(huán)境風險評價起步較晚,大多借鑒國外的風險評價模型,還需進一步研究在特定暴露場景與途徑下特定污染物的環(huán)境風險評價的規(guī)范和準則。我國生態(tài)環(huán)境部于2019年3月1日正式實施新修訂的《建設項目環(huán)境風險評價技術導則》(HJ169-2018)替代原HJ/T169-2004,該導則將環(huán)境風險評價內容調整為風險調查、環(huán)境風險潛勢初判、風險識別、風險事故情形分析、風險預測與評價、環(huán)境風險管理、評價結論與意見[73]。該導則的調整與修訂對我國環(huán)境風險評價這一領域的發(fā)展起到推進作用。為保護生態(tài)環(huán)境及人類健康,我國制定了污染場地人體健康風險評估,其評估程序如圖1-5所示。圖1-5我國污染場地風險評估程序
【參考文獻】:
期刊論文
[1]2017年《中國生態(tài)環(huán)境狀況公報》(摘錄一)[J]. 環(huán)境保護. 2018(11)
[2]廢FCC催化劑及煙氣脫硫廢渣的處理研究進展及應用[J]. 崔軍娥,王云,楊軍文,晏小平,劉丹. 廣州化工. 2017(14)
[3]催化裂化工藝技術的應用與進展[J]. 容元偉,張彪. 化工管理. 2017(21)
[4]催化裂化廢催化劑上鎳形態(tài)的XRD研究[J]. 任飛,沙昊,朱玉霞. 石油煉制與化工. 2017(07)
[5]全球煉油催化劑需求到2020年將達到47億美元[J]. 張偉清. 石油煉制與化工. 2017(05)
[6]FCC廢催化劑的綜合回收利用[J]. 趙曉敏. 煉油技術與工程. 2017(04)
[7]催化裂化廢催化劑綜合利用技術[J]. 張宏哲. 化工進展. 2016(S2)
[8]廢FCC催化劑的形態(tài)、成分分析及環(huán)境風險評價[J]. 劉騰,邱兆富,楊驥,梅雪冰,曹禮梅,張巍. 無機鹽工業(yè). 2016(11)
[9]煉油催化劑技術的新進展[J]. 趙檀,趙野. 黑龍江科技信息. 2016(30)
[10]廢FCC催化劑復活再生及結構變化研究[J]. 盧國儉,劉培,朱英杰,鄒翔. 稀有金屬. 2016(12)
碩士論文
[1]固廢生產建材中重金屬浸出方法研究[D]. 王希尹.重慶交通大學 2018
[2]FCC廢催化劑的無害化及水處理應用研究[D]. 李丹丹.北京化工大學 2016
[3]FCC催化劑中鑭和鈰的浸取與分離技術[D]. 鄭文芳.西北師范大學 2014
[4]燒結磚中重金屬釋放機理研究[D]. 田夢瑩.西北農林科技大學 2014
[5]FCC廢催化劑細粉合成超細Y型分子篩[D]. 李亮.中國石油大學 2011
[6]含重金屬廢棄物的水泥固化性能及作用機理[D]. 于竹青.武漢理工大學 2009
[7]危險廢物中毒性組分浸出特性和浸出方法研究[D]. 周德杰.山東大學 2006
本文編號:3307274
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