[发明专利]一种焦化废水热解催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金化工技术领域，具体涉及一种焦化废水热解催化剂及其制备方法。

背景技术

焦化废水是煤在高温干馏过程、煤气净化和化学产品精制过程中形成的废水，含有酚、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等几十种污染物。其成分复杂、色度高、毒性大、性质稳定，是一种难降解的高浓度有机废水。

目前，我国焦化厂每年会产生数千吨高浓度有机废水，采用普通生化处理技术来处理焦化废水，该技术对废水中的挥发酚、氰等少数污染物有一定的去处效果，而对氨氮等污染物的降解效果极差，致使水中的氨氮和COD严重超标，对受纳水体造成严重的污染。此外，生化法对进水污染物的含量有严格要求，废水的pH值、温度、溶解氧含量、有毒物质浓度和进水有机物浓度等多种因素都影响细菌生长和出水水质，因而也对操作管理提出了较高的要求。另一方面，生化法的稀释用水量以及处理设施规模较大，处理时间太长等缺点，寻求一种高效环保的处理技术已成为当务之急，尤其是一种提高有机物的氧化去除率、降低COD、氨氮指标的催化剂的研制。

基于上述原因，将焦化废水作为转炉除尘系统中高温烟气(850℃～1000℃)的冷却水，利用高温烟气的温度和催化剂的作用，降解有机污染物，达到高效处理焦化废水的目的，同时节约高温烟气冷却水用量。因此，寻找一种对焦化废水热解具有良好催化作用的催化剂是非常关键的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焦化废水热解催化剂及其制备方法，该催化剂能够耐高温、催化降解有机污染物、降低焦化废水COD、氨氮的指标。

为了达到上述目的，本发明焦化废水热解催化剂，由芳香醇、硅烷化试剂、MCM-41分子筛催化剂以及有机醇溶剂反应得到的；且芳香醇占芳香醇、硅烷化试剂以及MCM-41分子筛催化剂总质量的5～10％，硅烷化试剂占芳香醇、硅烷化试剂以及MCM-41分子筛催化剂总质量的5～10％，MCM-41分子筛催化剂占芳香醇、硅烷化试剂以及MCM-41分子筛催化剂总质量的80～90％；有机醇溶剂占芳香醇、硅烷化试剂以及MCM-41分子筛催化剂总质量的40～50％。

所述的芳香醇为苯甲醇或苯乙醇。

所述的硅烷化试剂为甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷或六甲基二氯乙硅烷。

所述的有机醇溶剂为甲醇、丙醇、乙二醇中的一种或一种以上任意比例的混合物。

一种制备焦化废水热解催化剂的方法，向反应器中加入有机醇溶剂，然后升温至90-100℃，保温加入芳香醇，接着搅拌升温至第一回流状态，恒温回流反应4-5h，再加入硅烷化试剂，搅拌升温至第二回流状态，保温加入MCM-41分子筛催化剂后恒温回流反应6-8h，反应结束后，将得到的反应液抽滤，滤饼干燥，最后将干燥后的滤饼在马弗炉中于450-500℃焙烧活化6-8h，即得到焦化废水热解催化剂。

所述的第一回流状态的温度为120℃，第二回流状态的温度为150℃。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明焦化废水热解催化剂成分新颖环保，原料易得。

2、本发明焦化废水热解催化剂利用转炉烟气的高温对焦化废水进行热解催化，降低焦化废水中的有机污染物、COD和氨氮指标，解决了目前焦化废水难处理且处理后各项指标难以达标的问题。

3、本发明的焦化废水热解催化剂热稳定性好，高温下催化活性高。

4、本发明焦化废水热解催化剂中是一种双重修饰过的分子筛催化剂，其羟基和B酸位的数量较少，表面的疏水性强，催化活性大大提高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

实施例1：

本实施例焦化废水热解催化剂由苯甲醇、甲基氯硅烷、MCM-41分子筛催化剂以及由体积比为1:2的甲醇和丙醇混合而成的有机醇溶剂反应得到的；且苯甲醇占苯甲醇、甲基氯硅烷以及MCM-41分子筛催化剂总质量的10％，甲基氯硅烷占苯甲醇、甲基氯硅烷以及MCM-41分子筛催化剂总质量的10％，MCM-41分子筛催化剂占苯甲醇、甲基氯硅烷以及MCM-41分子筛催化剂总质量的80％；有机醇溶剂占苯甲醇、甲基氯硅烷以及MCM-41分子筛催化剂总质量的50％。

本实施例制备焦化废水热解催化剂的方法为：