FCC废催化剂磁分离技术的工业应用.pdf
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1、 年 月第 卷 第 期工 业 催 化 环境保护与催化收稿日期:修回日期:作者简介:林 瀚 年生男山东省青岛市人研究方向主要为固废资源化处理通讯联系人:刘甜甜 年生女山东省青岛市人硕士工程师研究方向为固废资源化处理及烟气脱硝 :废催化剂磁分离技术的工业应用林 瀚刘甜甜廉 政祝汉国张新功吕灵灵(青岛惠城环保科技集团股份有限公司山东 青岛)摘 要:利用电磁分离设备和永磁分离设备对 种典型的 废催化剂进行分离考察废催化剂中金属含量对磁分离效果的影响同时对比分析两种类型磁分离设备的使用效果 结果表明磁分离对满足特定条件的 废催化剂中低金属颗粒的回收有明显效果 在工业应用中应有选择性地采用磁分离设备对 废
2、催化剂进行回收关键词:三废处理与综合利用催化裂化 废催化剂磁分离工业应用:/中图分类号:文献标识码:文章编号:()():/:()流化催化裂化()是由重质油改质生产高附加值产品的一种主要炼制工艺 原料油中的铁、镍、钒等重金属会沉积在催化剂上污染催化剂严重影响催化剂的活性与选择性 为了维持催化裂化催化剂的活性和选择性需定期卸出大量被污染的催化剂(即平衡剂)并补入新鲜催化剂卸出的平衡剂中不同颗粒上重金属含量随其在系统中运转时间长短不同而有较大差异 金属沉积量不同的颗粒在磁场下显示的磁性大小也不相同国内外的实验研究和工业实践证明采用磁分离技术可以将 废催化剂中重金属含量较低的颗粒分离出来磁分离技术是一
3、种利用物料间磁性的差异实现有效分离的物理分离技术在矿物分离和物料提纯等方面应用广泛 废催化剂属于弱磁性物质电磁高梯度磁选技术与永磁强磁选技术的发 年第 期林 瀚等:废催化剂磁分离技术的工业应用 展为 废催化剂的有效分离提供了技术上的有力支撑 本文分析几种金属含量不同的 废催化剂的磁分离效果并对电磁设备及永磁设备的分离效果进行对比为 废催化剂磁分离技术的工业应用提供参考 磁分离技术回收 废催化剂机理磁选的主要对象是磁性物质因此磁选效率与物质的磁性、磁选机的磁系及磁介质的磁场特性有重要关系 物质的磁性取决于构成物质的原子中电子的自旋磁矩和轨道磁矩的叠加 不同的物质磁性不同可分为抗磁性物质、顺磁性物
4、质和铁磁性物质铁、钴、镍及其合金、铁氧体都是铁磁质研究者对废催化剂中金属的分布规律进行过研究铁一般呈环状分布在催化剂的表面深度()随使用周期的延长不断累积的铁仅在催化剂表面迁移并未渗透至催化剂内部主要以 形式存在 镍在催化剂表面均匀分布主要以和 的形式存在也有少量 从磁学原理分析 废催化剂中的铁具有亚铁磁性以 和 形式存在的镍具有反铁磁性以形式存在的镍没有磁性 因此 废催化剂的磁性受所含金属的含量及存在形式的影响 试验原料及分析方法 试验原料对 种 废催化剂进行分离物料性质见表 表 废催化剂的物化性质 催化剂金属含量/微反活性/比表面/中值粒径/废剂 废剂 废剂 废剂 分析方法铁、镍、钒金属含
5、量的测定采用 射线荧光光谱仪选取本公司自己建立的平衡剂标准曲线进行分析微反活性的测定采用固定床微反装置将 催化剂与 标准柴油在 下进行裂化反应收集到的液相混合物通过气相色谱进行分析比表面积采用低温吸附仪进行分析先将催化剂在 脱气 再放入分析站中在液氮温度下测定不同压力时催化剂表面 的吸附体积根据吸附曲线用 公式计算比表面粒径分布是将 样品在蒸馏水中分散均匀后采用马尔文激光粒度仪测标准筛分 试验部分 利用电磁分离技术进行 废催化剂分离 装置及试验过程采用三级电磁磁选设备设计最高磁场强度分别为 、电磁磁选设备工作原理:线圈通电产生磁场磁场通过导磁回路在磁腔中形成高密度磁场磁腔中的导磁网被磁化产生强
6、磁场颗粒经过导磁网组的过程中高磁性颗粒被吸附在导磁网上低磁性颗粒通过后进入下一级设备清铁时线圈断电失去磁性导磁网也失去磁性在重力和振动力作用下高磁性颗粒进入高磁物料罐 图 为电磁分离设备的结构简图图 电磁分离设备结构简图 工 业 催 化 年第 期 试验结果与讨论()原料特性及处理量对电磁分离结果的影响表、表 及表 分别为废剂、废剂、废剂 不同处理量下的分离结果均为设备开启后约 的试验数据从 种原料与低磁剂的中值粒径对比可知低磁料的中值粒径大于原料的中值粒径表明较细的颗粒大部分进入高磁料中表 废剂 电磁分离设备试验结果 性质金属含量/微反活性/比表面积/中值粒径/回收率/处理量/低磁料 低磁料
7、低磁料 表 废剂 电磁分离设备试验结果 性质金属含量/微反活性/比表面积/中值粒径/回收率/处理量/低磁料 低磁料 表 废剂 电磁分离设备试验结果 性质金属含量/微反活性/比表面积/中值粒径/回收率/处理量/低磁料 低磁料 低磁料 从表 数据可知废剂 经过三级电磁分离后微反活性分别提高了 、(随着处理量降低)同时铁含量分别降低了 、镍含量分别降低了 、比表面分别提高了 、只有微反活性提高 以上时回收剂返回至催化裂化装置才能维持装置内催化剂的微反活性对于低磁剂的直接回用才有意义这 组数据的微反活性提高比例表明废剂 电磁分离效果较好 钒含量与原料相比变化甚微 另外对比 组分离数据可知随处理量降低分
8、离效果变好低磁料的回收率降低从表 数据可知废剂(镍含量约为铁含量的 倍)经过三级电磁分离后微反活性和比表面积变化甚微铁含量略有降低镍含量只在低回收率时略有降低钒含量略有升高钒含量的升高可能是分析误差造成 可见三级电磁分离对废剂 基本无效从表 数据可知废剂 经过三级电磁分离后微反活性分别提高了 、(随着处理量降低)同时铁含量分别降低了 、镍 含 量 分 别 降 低 了 、比 表 面 积 分 别 提 高 了 、微反活性的提高比例表明分离效果较好 与其他两种原料的分离结果相同钒含量变化甚微()电磁分离设备的运行特点图 为废剂 在进料量为 条件下连续运行时分离结果随时间的变化情况 年第 期林 瀚等:废
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