[发明专利]一种用于制备多孔材料的NaY晶化母液和/或滤液的回用系统

说明书

本发明涉及废水回用领域，具体地，涉及一种用于制备多孔材料的NaY晶化母液和/或滤液的回用系统。该回用系统包括NaY晶化母液的收集罐和/或滤液的收集罐以及多孔材料成胶装置，并且之间相互连通，并且NaY晶化母液和/或滤液作为硅源被输送到多孔材料成胶装置中以制备多孔材料；多孔材料的无水化学表达式为：(0～0.3)Na₂O·(10～50)SiO₂·(50～90)Al₂O₃，平均孔径为8～15nm，总比表面积250～600m²/g，具有拟薄水铝石晶相结构，同时存在FAU晶相结构，微孔比表面积占总比表面积的比例≯8％。本发明的回用系统的工艺简单，流程短，使用设备少，大幅降低了生产成本以及后处理成本，减少资源浪费以及环境污染。

技术领域

本发明涉及废水回用领域，具体地，涉及一种用于制备多孔材料的NaY晶化母液和/或滤液的回用系统。

背景技术

Y型分子筛是一种典型的微孔分子筛，广泛应用于石油炼制加工过程中，特别是催化裂化过程及加氢裂化过程，用量非常大，目前我国Y型分子筛的年产量已达5万吨以上。NaY分子筛的合成通常是以水玻璃、硫酸铝和偏铝酸钠为基础合成原料，将三者按一定的比例及一定的顺序混合成胶，并加入一定比例的导向剂，在导向剂的诱导作用下晶化生成FAU晶相结构的Y型分子筛。由于在NaY分子筛合成过程中投料硅铝比远高于产品的硅铝比，硅的利用率相对较低，一般只有60％～70％，剩下的硅源存在于晶化母液或水洗滤液中，这部分的硅源若未经回用处理直接排放势必会造成硅的严重流失，并产生工业垃圾，既造成环境污染，又造成巨大浪费增加了制备成本。为了提高硅的利用率，现有的硅回用技术是将母液或滤液与硫酸铝接触反应，先制备成硅铝凝胶，再作为部分硅源和铝源用于NaY分子筛的合成，从而实现硅的循环利用，同时减少含硅废水的排放及对环境造成的污染。

由于工艺及装置等的差异，母液及滤液的获得也稍有不同。由于NaY分子筛的合成采用静态晶化法，晶化合格后分子筛会逐渐沉降，上层则会有部分清液存在，这部分清液是由较高浓度的氧化硅(大约为40～50g/L)和氧化钠组成，不含氧化铝，而且悬浮物含量较低，可以作为较好的硅源来使用，因此可以先将上层清液切出回用，这部分称为晶化母液；然后再将下层同时含有分子筛和部分剩余母液的浆液进行液-固分离获得不同硅含量、不同悬浮物浓度的NaY分子筛各级滤液，分离过程如图1所示。由于上述切出母液的过程需要单独的装置来操作，因此为了简化流程，部分工艺(如图2所示)则选择了不单独分离上层清液的步骤，而是直接将晶化合格的NaY分子筛浆液进行液-固分离获得不同硅含量、不同悬浮物浓度的NaY分子筛各级滤液。经过第一级液固分离后，形成了第一级含硅滤液，其中的氧化硅浓度仍然较高，可以达到40g/L左右，单独使用一个罐收集、沉降(如图2所示流程图中的“罐2”和“罐4”)，并汇合切除的晶化母液，回用制备硅铝胶，再将其回用至NaY合成系统。但由于NaY母液和一级滤液的浓度较稀，若全部制备成硅铝胶回用至NaY分子筛合成过程存在一定的难度和经济性不足，则晶化母液和一级滤液的回用比例也是有限的。经理论计算在晶化母液和一级滤液的混合液中仍有10％～13％的氧化硅无法得到有效回用，只能进入罐5和酸发生中和反应，经过沉淀、过滤，形成滤渣，然后至滤渣厂进行填埋。该过程在一定程度上造成了硅源的浪费，同时增加了废渣的量，增加了后处理的成本。

经过后续第二、三、四级的洗涤过滤，形成了各级含硅滤液，统称为二级滤液，由于洗涤级数的增加，水洗量增大，滤液中的氧化硅浓度明显降低，较低时甚至达到10g/L以下，且悬浮物有所增加，通常将各级洗涤滤液汇集存储于罐3中。由于这部分二级滤液的氧化硅浓度过低，量大，回用较为困难，现有工艺中大多是将二级滤液沉降后，将滤液导入罐5，和上述多余的母液、一级滤液一起混合进行处理直至滤渣厂填埋。

上述过程主要涉及沉降后的上层滤液的处理工艺，而由罐4沉降后的滤渣以及罐3沉降后的滤渣则会集中收集于罐6中，并回用至带滤机用以回收残留的NaY分子筛，提高分子筛的收率。因此可以看出，现有的方法对NaY晶化母液和滤液的收集、回用工序较长，且通常对悬浮物有苛刻的要求(通常要求≤500mg/l)。