随着国民经济的快速发展,废旧橡胶轮胎、废旧塑料、废旧纤维素以及污泥等固体废弃物的量迅猛增加,固体废弃物的处理和资源化已迫在眉睫。在固体废弃物的处理及资源化过程中,微波技术具有加热速率快、加热均匀和固体废弃物有价值资源的选择性好等优点。采用微波技术处理废旧橡胶轮胎时,产物中的液体有机物选择性比较高,对炭黑和钢丝等物料的回收也比较简单,国外已有日均处理(6 000~7 000)条废旧轮胎的工业化生产线,可以实现废旧轮胎100%资源化再利用;在废旧塑料聚丙烯中添加石墨等微波吸收物质,然后进行微波技术处理,烯烃类组分的液体产物可以达到48.16%;废旧纤维素及其制品可以在较低温度下进行微波处理,废纸在200 ℃进行微波裂解可以获得15%的裂解气、42%的裂解油和43%的炭黑;含油污泥进行微波技术处理不但可获得液体有机物,还能够实现污泥的油水分离。因此,采用微波技术处理固体废弃物是一个废物的减量化、无害化和资源化过程,具有很好的应用前景。对近年来采用微波技术处理这些固体废弃物及其资源化的研究进展进行总结和评述,以期对我国固体废弃物处理和资源化的发展提供参考。
大量副产氯化氢已成为制约众多涉氯行业发展的共性难题。催化氧化氯化氢制氯气,即Deacon过程,是一种实现工业副产氯化氢循环利用的可持续发展途径。钌基Deacon催化剂具有高活性和高稳定性的优异特点,并且已成功应用到工业过程。根据催化剂种类的不同将氯化氢氧化机理分为两种:以铜基催化剂为代表的种类为Mars van Krevelen机理,以钌基催化剂为代表的种类遵循Langmuir-Hinshelwood机理。分析和总结出钌基Deacon催化剂是以RuO2和金红石晶型的氧化物载体为基本组成,其结构是由RuO2呈二维薄膜形态包覆在金红石晶型载体表面形成的核壳结构。详述改进型钌基催化剂在降低贵金属负载量和提高稳定性两个方面的研究进展,并展望未来降低Deacon催化剂成本的发展方向。
采用吸附-沉淀法制备负载Ru质量分数为1.0%的Ru/Al2O3催化剂, 以马来酸二甲酯催化加氢合成丁二酸二甲酯为探针反应,详细考察预处理条件对Ru/Al2O3催化剂加氢性能的影响,并对其进行XRD、TEM和H2-TPR表征。结果表明,焙烧温度越高,催化剂催化活性越低;直接还原活化所得催化剂活性高于空气中焙烧后还原活化所得催化剂。以甲醇为溶剂,在70 ℃和1.0 MPa条件下,直接还原活化所得Ru/Al2O3催化剂上马来酸二甲酯转化率达100%,丁二酸二甲酯选择性约100%。相同时间内,空气焙烧后还原活化所得Ru/Al2O3催化剂上马来酸二甲酯转化率接近25%,继续延长反应时间,马来酸二甲酯转化率几乎不变。经高温焙烧还原后,活性组分Ru烧结;直接还原活化后,活性组分Ru高度分散。
采用比表面积分别为101.86 m2·g-1 (A)、86.37 m2·g-1 (B)和 7.78(C) m2·g-1 (C) 的TiO2载体, 通过分步浸渍法制备V2O5-MoO3/TiO2(A,B,C) 选择性催化还原脱硝催化剂。在空速为10 000 h-1和氨氮体积比1.0条件下,以TiO2(A)与TiO2(B)为载体制备的催化剂脱硝活性在反应温度窗口(350~450) ℃超过90%,且具有良好的高温抗硫中毒性能和相对较小的氨气氧化率。而以TiO2(C)为载体制备的脱硝催化剂活性温度窗口窄,在350 ℃时获得的最高脱硝活性仅为73%,且对NH3的氧化作用较强。利用X射线衍射、低温N2吸附-脱附、紫外-可见漫反射光谱、H2程序升温还原和NH3程序升温脱附等对载体和催化剂进行表征。结果表明,活性组分V2O5 在载体TiO2(A)上分散性良好,主要以孤立态钒氧物种形式存在,因此,以TiO2(A)为载体制备的催化剂比表面积、氧化还原性和表面酸性等性能更优。
阳离子交换树脂作为绿色环保型催化剂广泛应用于有机化合物的合成,通过催化反应,以葑醇和草酸为原料,合成草酸葑醇酯。考察催化剂类型、催化剂用量、反应温度、反应时间以及原料物质的量比对葑醇酯化反应的影响,通过单因素实验确定了酯化反应的最佳条件:催化剂为阳离子交换树脂NKC-9,催化剂用量为葑醇质量的50%,反应温度55 ℃,反应时间96 h,n(草酸)∶n(葑醇)=4∶1。在该条件下,葑醇平均转化率为92.06%,草酸葑醇酯平均选择性为93.51%,平均收率为86.07%。催化剂重复使用7次后,葑醇转化率为87.15%,草酸葑醇酯选择性为89.44%,收率为77.95%。NKC-9催化剂可以取代酰氯法合成草酸葑醇酯,具有环保和经济等优点。
Using chlorobenzene as the raw material,the effects of reaction temperatures, reaction pressure,reaction time and solvent types on the performance of Pd/C catalyst for chlorobenzene hydrodechlorination were investigated. The results showed that chlorobenzene conversion over Pd/C catalyst was more than 50% under the optimum synthesis condition as follows: reaction temperature 70 ℃,reaction pressure 0.8 MPa, reaction time 100 min and methanol solution with methanol/water mass ratio of 1:1 as the solvent. The catalytic hydrogenation by using methanol solution with methanol/water mass ratio of 1∶1 as the solvent had more advantages with respect to reducing waste water and production cost.
为降低催化裂化烟气中SO2和NOx排放量,中国石化济南分公司800 kt·a-1的FDFCC-Ⅲ重油催化裂化装置试用了FP-DSN三效助剂。工业应用结果表明,首先按反再系统催化剂藏量的2%加入三效助剂,然后每天按催化剂单耗的2%加入FP-DSN三效助剂,可使再生烟气SO2脱除率达到75.5%,NOx脱除率达到65.5%,同时具有较好的助燃效果,可停止加入铂基助燃剂。加入FP-DSN三效助剂后,液化气中丙烷和丙烯体积分数分别升高0.52个百分点和0.97个百分点,丁烷和丁烯体积分数分别下降1.11个百分点和0.35个百分点;干气、汽油和柴油等产品质量没有明显变化,同时FP-DSN三效助剂对产品分布无不良影响。