廢舊工業(yè)分子篩與農(nóng)業(yè)稻殼綜合利用發(fā)展現(xiàn)狀

時惠玉，盧薇名，周正

廢舊工業(yè)分子篩與農(nóng)業(yè)稻殼綜合利用發(fā)展現(xiàn)狀

時惠玉，盧薇名，周正

（沈陽化工大學 環(huán)境與安全工程學院， 遼寧 沈陽 110142）

近幾年來，隨著工業(yè)技術(shù)的穩(wěn)步提高和飛速發(fā)展，“綠色化學理念”逐漸深入人心。與此同時，面對產(chǎn)生數(shù)量巨大的工業(yè)廢棄物分子篩、農(nóng)業(yè)廢棄稻殼等工農(nóng)業(yè)廢棄物質(zhì)，如何將其實現(xiàn)二次再利用，適轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害化、資源化的可用物質(zhì)是亟待解決的問題。因此，基于我國對工農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用不足，僅局限于“先污染后治理”的思維模式，對循環(huán)再利用的基礎(chǔ)認知模糊不清等等重點問題，目前在可持續(xù)發(fā)展思想的指導(dǎo)下，低量開采，高效利用以及低能排放是廣大學者們、專家們所追求的循環(huán)經(jīng)濟最大化。即現(xiàn)今生活中，將分子篩、稻殼高效轉(zhuǎn)化利用，是值得我們深入研究以及大力推廣的。

廢棄分子篩；農(nóng)業(yè)稻殼；資源化

長期以來，石油化工產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)品過程中，為促進化學或物理反應(yīng)的速率，提高生產(chǎn)效率，加速反應(yīng)進程、加快反應(yīng)速度，會適當加以具有催化作用的分子篩，但由于其不參加化學反應(yīng)，會產(chǎn)生了數(shù)量巨大且失去活性的廢棄催化劑，其主要成分為廢舊分子篩，其中含有大量的碳鋁骨架，可作為二次資源再利用；而將稻谷加工成大米后，所剩余稻殼資源量非常富足，這也是對稻殼固體廢物資源化的綜合開發(fā)與利用的優(yōu)勢之一。

由此可見，我們所生活的大自然中，工農(nóng)業(yè)廢棄物堆積占用土地比值大大增加，而可用資源早已匱乏成常態(tài)，實現(xiàn)對工業(yè)和農(nóng)業(yè)固體廢棄的二次利用，這些突出優(yōu)勢尤其值得我們深入研究。

1 廢棄物再利用

1.1 廢舊分子篩的再利用

伴隨著現(xiàn)今石油產(chǎn)業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，在現(xiàn)今社會，石油加工企業(yè)經(jīng)常使用分子篩作為催化劑處理凈化石油，一個中型規(guī)模大小的催化劑廠年排放濾渣以干基計約2 000~3 000 t[1]。這些廢棄物往往攜帶著原料中的大量有色金屬、貴重金屬、酸鹽、堿鹽等。所以，將廢舊分子篩再生利用尤為重要。范廣能在對廢舊分子篩及氧化鋁的綜合利用研究中，利用廢舊分子篩及廢舊氧化鋁物質(zhì)在酸性溶解條件下具有較高氧化鋁溶出率的特性，可研制一種高效凈水劑聚合氧化鋁產(chǎn)品，而利用廢舊分子篩表面含有大量有機化合物的特點，可以利用這一特性制造聚丙烯塑料用填充劑[2]，這就大大解決了資源浪費的行為。作為催化劑的分子篩，其含有優(yōu)質(zhì)的硅鋁骨架，利用這一優(yōu)勢可提高吸附氨氮性能，針對污水廠尾水深度脫硫，使排出的污水更環(huán)保、易于處理，利用天然沸石合成A型分子篩吸附與再生項目是孫彤、郝瑞霞系統(tǒng)研究對分子篩氨吸附與再生進行深度考察，以期為合成A型分子篩用于水中氨氮吸附處理與回收利用提供有效的技術(shù)參考[3]。再者，經(jīng)硫酸活化處理后生產(chǎn)脫色劑，以達到給植物油和潤滑油脫色的效果，代替活性白土為作為脫色劑，降低脫色劑的生產(chǎn)成本，擴大其作為脫色劑的作用范圍與效果。分子篩還可以在天然氣脫水處理中采用分子篩三塔流程，以達到脫水效果[4]。

1.2 稻殼的產(chǎn)生與再利用

稻殼主要來源于稻谷加工過程中產(chǎn)量最大的副產(chǎn)品，將稻殼棄置農(nóng)田或者焚燒，造成資源浪費和環(huán)境污染，是我們可再生資源的流失。隨著稻谷加工業(yè)走向規(guī)?；?、集約化，隨之而來的突出問題就是稻殼的綜合利用。

因此，合理將農(nóng)業(yè)固體廢物的利用與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，高效利用稻殼資源，建立現(xiàn)代化綠色農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)，協(xié)調(diào)好農(nóng)業(yè)發(fā)展中固體廢物的再生利用，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。廢舊稻殼經(jīng)過研究其含有纖維素、木質(zhì)素、硅化合物等，在化工領(lǐng)域中，可以制備高聚物添加劑及各類催化劑，與有機化合物具有良好的相容性，也具有良好的耐熱性和強度，是一種天然有機無機雙復(fù)合材料[5]；在工業(yè)領(lǐng)域中，可以在熱解后得到稻殼灰，再經(jīng)過加溫加壓與燒堿混合，制作出水玻璃，稻殼與石灰化學反應(yīng)之后可合成黑色稻殼灰水泥，此項新型產(chǎn)品已經(jīng)在韓國盛行，具有防潮、不結(jié)塊等高級特性；也可以利用酸水解稻殼中的半纖維素制備木糖，并分離出碳與硅制備電容炭、鋰離子電池碳負極材料等等；稻殼中的含碳量極高，應(yīng)用于碳材料的研究從零維到三維均有涉及，材料易于低成本制備和功能化，譬如零維納米碳材料、碳材料等等[6]。在環(huán)保領(lǐng)域當中，利用稻殼灰及廢磚制備滲水蓄水生態(tài)建筑材料，豐富的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積使稻殼灰具備較強活性和吸附性[7]，所以形成的新型材料有更好的應(yīng)用前景。稻殼本身具有多孔性的特性且吸附力很強，可以用作去污劑、吸附劑，還可以制作一次性環(huán)保餐具，具有無毒、安全、可降解、美觀等等優(yōu)勢，減少白色污染。稻殼作為一種廉價的燃料在能源方面發(fā)揮其最大優(yōu)勢。利用稻殼發(fā)電，節(jié)省能源得到低廉價格的能源供應(yīng)，是當今社會首推生物資源再利用的環(huán)保方式。

2 資源再利用的經(jīng)濟效益

2.1 資源化的重要性

隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，煉油工業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展初期能到越來越重要的作用，分子篩的作用是增加產(chǎn)品產(chǎn)量，調(diào)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量。因此，分子篩的生產(chǎn)就成為催化劑生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。工農(nóng)業(yè)廢棄物在大自然中廣泛存在、資源豐富、可再生等優(yōu)點，學者們大量研究并使用在農(nóng)業(yè)、工業(yè)等城市建設(shè)方面有更廣泛的應(yīng)用前景。廢棄分子篩和農(nóng)業(yè)廢棄稻殼都具有超高的回收再利用的價值，合理的開發(fā)利用可以從根本上解決環(huán)境污染問題，并解決資源短缺情況，變廢為寶，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益。廢棄分子篩中所具有的硅鋁骨架，是資源再利用的最佳優(yōu)勢，回收再利用價值頗高。

2.2 資源化的必要性

在當今社會發(fā)展迅猛的時代，廢棄物的資源化綜合開發(fā)與利用是現(xiàn)今重中之重。廢棄物隨意堆砌，土地資源造成了極度浪費，給污染環(huán)境也帶來了一定安全隱患。因此固體廢物綜合開發(fā)與利用，既節(jié)省擠占的大量土地，又保護了環(huán)境。將農(nóng)業(yè)固體廢物的利用與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，建立現(xiàn)代化綠色農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)，協(xié)調(diào)好農(nóng)業(yè)發(fā)展中固體廢物的再生利用，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

3 結(jié) 論

如今隨著AI智能化、5G互聯(lián)網(wǎng)等等一系列中國科技與社會相融合，人們感知科技發(fā)展之迅猛，也深刻了解“環(huán)?！倍值暮x，群青綠作為一種染料，應(yīng)當符合“環(huán)保、安全”，所以此項目就是和“環(huán)保、綠色化學”相關(guān)聯(lián)，生物質(zhì)能源是世界上應(yīng)用最廣泛的可再生能源，消費總量僅次于煤炭、石油、天然氣，位居第四位，也是唯一可循環(huán)、可再生資源，所以，開展廢棄物資源化綜合利用開發(fā)，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕Y源，又保護了環(huán)境。我們還需要大力開展研究工農(nóng)業(yè)廢棄物的資源再利用，使廢舊可再生資源循環(huán)利用到社會的各個領(lǐng)域。

［1］翟芝名，張華庭，王朝峰. 廢分子篩綜合利用的研究［D］. 長沙礦冶研究院, 2001.

［2］范廣能. 廢分子篩、廢氧化鋁的綜合利用［D］.合肥：合肥聯(lián)合大學，1997.

［3］孫彤，郝瑞霞. 天然沸石合成a型分子篩的吸附與再生特性［J］.中國環(huán)境科學，2020，40 (07)：2926-2933.

［4］陳震，何巍楊. 分子篩脫水裝置運行問題分析及處理［J］. 石油與天然氣化工，2019，48(04)：38-42

［5］方世東，李洪亮. 稻殼中水合二氧化硅溶出影響因子實驗研究［J］. 應(yīng)用化工，2019，48（10）：2350-2354.

［6］胡明玉，蔡國俊. 利用稻殼灰及廢磚制備滲水蓄水生態(tài)建筑材料［J］. 新型建筑材料，2020，47(01): 21-26.

Current Situation of Comprehensive Utilization of Waste Industrial Molecular Sieve and Agricultural Rice Husk

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（Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang Liaoning 110142, China）

In recent years, with the steady improvement and rapid development of industrial technology, the concept of "green chemistry" has gradually gained popularity.At the same time, in the face of a huge amount of industrial and agricultural waste such as molecular sieves and agricultural waste rice husks, how to achieve the secondary reuse is an urgent problem to be solved.Therefore, aiming at some problems including insufficient recycling of industrial and agricultural wastes in China, the limitation of the thinking model of "pollution first, then treatment", and the vague understanding of recycling, at present under the guidance of sustainable development thought, low levels of production, efficient utilization and low emissions,are the goal that is pursued by the general scholars and experts to maximize the circular economy.That is, in today's life, the molecular sieve, rice husk efficient conversion and utilization, are worthy of in-depth research and promotion.

Discarded molecular sieve; Agricultural rice husk; Resource recovery

2020-09-29

時惠玉（2000-），女，沈陽化工大學環(huán)境與安全工程學院安全工程2019級本科生。

王海博（1987-），女，講師，博士，環(huán)境安全控制。

TQ09

A

1004-0935（2020）12-1555-03