[发明专利]降解六氯苯的方法

说明书

本发明公开了一种降解六氯苯的方法，包括：在无氧气氛下，将催化剂CaO‑Casubgt;2/subgt;SiOsubgt;4/subgt;与六氯苯混合后进行加热，其中，所述催化剂CaO‑Casubgt;2/subgt;SiOsubgt;4/subgt;中CaO负载在Casubgt;2/subgt;SiOsubgt;4/subgt;介孔结构中。该催化剂CaO‑Casubgt;2/subgt;SiOsubgt;4/subgt;对六氯苯有较高的降解率，从而为飞灰中二噁英的降解给予指导意义，同时该催化剂组成简单，成本较低，方便制备，整个催化降解方法操作简单，容易实现，适合大规模的推广应用。具体的，该方法中将催化剂CaO‑Casubgt;2/subgt;SiOsubgt;4/subgt;与六氯苯混合后在300～400℃下加热30min时对六氯苯的去除率可达到99.9％。

技术领域

本发明属于垃圾无害化处理技术领域，具体涉及一种降解六氯苯的方法。

背景技术

我国生活垃圾产生量逐年增长，2020年我国城市生活垃圾清运量达到23511.7万吨，其中有62.3％的生活垃圾通过焚烧法实现无害化处置。生活垃圾焚烧飞灰是指通过焚烧设施烟气净化系统捕集和烟道及烟囱底部沉降的底灰，产生量通常为垃圾入炉量的3％～5％。飞灰中含有二噁英(PCDD/Fs)、多氯联苯(PCBs)、氯苯(CBz)等氯代持久性有机污染物，对环境和人类健康造成极大的危害，被列入《国家危险废物名录》。我国土地资源紧张，卫生填埋场和安全填埋场已接近饱和，难以消纳巨量的飞灰，因此需要发展飞灰的脱氯解毒技术，探索飞灰无害化和资源化的新路径。

目前有效降解飞灰中二噁英的方法包括等离子熔融法、机械化学法、水热法、光催化法、生物降解法、低温催化脱氯法等。等离子熔融对PCDD/Fs降解效率高，但能耗和设备成本高；机械化学降解需要选择合适的球磨设备和经济的添加剂，发展受到球料比高、球磨时间长、处理量小等问题的限制；水热法降解效果好，但处理过程容易产生大量的废水，且对设备的要求高；光催化法受反应物的结构和组成影响较大，飞灰中的Na、K、Si等物质可能会削减光催化的活性位点；生物降解法可实现就地反应，对设备的依赖小，但降解时间长，可控性差(Journal of Cleaner Production,Vol.250,2020,119507)。相比于以上脱氯技术，低温催化脱氯法可以实现在低温无氧气氛下高效降解二噁英，是一种有效可行的飞灰解毒方法(Chemosphere,Vol 37、Issue 9-12,pp.2299–2308,1998)。Song等人(Chemosphere,Vol 71、Issue 2,pp.248–257,2008)研究发现将飞灰在450℃下无氧加热3h，PCDD/Fs的去除率约为95％～100％。Gao等人(Chemosphere,Vol.71,pp.1093–1099,2008)研究了CaO 对六氯苯(HCB)的低温催化特性，发现在400℃下无氧反应4h，CaO对HCB的降解率能达到90％以上，上述研究能够实现较高的二噁英降解率，但存在反应温度过高、反应时间过长的问题。中国专利CN103691093A提供了一种碱催化销毁氯代持久性有机物的方法，向氯代有机物中添加适当比例的铁粉、碳酸钠和甘油，在250℃的无氧气氛下反应2.5h，有机物去除率达到99％，该发明虽然在较低的温度和较短的反应时间下降解了氯代有机物，但是反应投加物料种类过多，操作繁琐。中国专利CN111939968A发明了一种改性氢型酸性分子筛用于六氯苯的催化脱氯，该催化剂在300～380℃的氢气气氛下与六氯苯反应，具有良好的脱氯效果，但是该催化剂合成方式复杂且需要通入氢气才能进行脱氯反应，具有一定的危险性和操作复杂性，不利于工程化应用。六氯苯是飞灰中二噁英的典型前体物，通过研究优化六氯苯的降解脱氯工艺，对飞灰中二噁英的降解具有非常重要的指导意义。

发明内容