废旧工业分子筛与农业稻壳综合利用发展现状

时惠玉，卢薇名，周正

废旧工业分子筛与农业稻壳综合利用发展现状

时惠玉，卢薇名，周正

（沈阳化工大学 环境与安全工程学院， 辽宁 沈阳 110142）

近几年来，随着工业技术的稳步提高和飞速发展，“绿色化学理念”逐渐深入人心。与此同时，面对产生数量巨大的工业废弃物分子筛、农业废弃稻壳等工农业废弃物质，如何将其实现二次再利用，适转变为无害化、资源化的可用物质是亟待解决的问题。因此，基于我国对工农业废弃物循环利用不足，仅局限于“先污染后治理”的思维模式，对循环再利用的基础认知模糊不清等等重点问题，目前在可持续发展思想的指导下，低量开采，高效利用以及低能排放是广大学者们、专家们所追求的循环经济最大化。即现今生活中，将分子筛、稻壳高效转化利用，是值得我们深入研究以及大力推广的。

废弃分子筛；农业稻壳；资源化

长期以来，石油化工产业在生产甲醇等化工产品过程中，为促进化学或物理反应的速率，提高生产效率，加速反应进程、加快反应速度，会适当加以具有催化作用的分子筛，但由于其不参加化学反应，会产生了数量巨大且失去活性的废弃催化剂，其主要成分为废旧分子筛，其中含有大量的碳铝骨架，可作为二次资源再利用；而将稻谷加工成大米后，所剩余稻壳资源量非常富足，这也是对稻壳固体废物资源化的综合开发与利用的优势之一。

由此可见，我们所生活的大自然中，工农业废弃物堆积占用土地比值大大增加，而可用资源早已匮乏成常态，实现对工业和农业固体废弃的二次利用，这些突出优势尤其值得我们深入研究。

1 废弃物再利用

1.1 废旧分子筛的再利用

伴随着现今石油产业技术的迅猛发展，在现今社会，石油加工企业经常使用分子筛作为催化剂处理净化石油，一个中型规模大小的催化剂厂年排放滤渣以干基计约2 000~3 000 t[1]。这些废弃物往往携带着原料中的大量有色金属、贵重金属、酸盐、碱盐等。所以，将废旧分子筛再生利用尤为重要。范广能在对废旧分子筛及氧化铝的综合利用研究中，利用废旧分子筛及废旧氧化铝物质在酸性溶解条件下具有较高氧化铝溶出率的特性，可研制一种高效净水剂聚合氧化铝产品，而利用废旧分子筛表面含有大量有机化合物的特点，可以利用这一特性制造聚丙烯塑料用填充剂[2]，这就大大解决了资源浪费的行为。作为催化剂的分子筛，其含有优质的硅铝骨架，利用这一优势可提高吸附氨氮性能，针对污水厂尾水深度脱硫，使排出的污水更环保、易于处理，利用天然沸石合成A型分子筛吸附与再生项目是孙彤、郝瑞霞系统研究对分子筛氨吸附与再生进行深度考察，以期为合成A型分子筛用于水中氨氮吸附处理与回收利用提供有效的技术参考[3]。再者，经硫酸活化处理后生产脱色剂，以达到给植物油和润滑油脱色的效果，代替活性白土为作为脱色剂，降低脱色剂的生产成本，扩大其作为脱色剂的作用范围与效果。分子筛还可以在天然气脱水处理中采用分子筛三塔流程，以达到脱水效果[4]。

1.2 稻壳的产生与再利用

稻壳主要来源于稻谷加工过程中产量最大的副产品，将稻壳弃置农田或者焚烧，造成资源浪费和环境污染，是我们可再生资源的流失。随着稻谷加工业走向规模化、集约化，随之而来的突出问题就是稻壳的综合利用。

因此，合理将农业固体废物的利用与现代技术相结合，高效利用稻壳资源，建立现代化绿色农业、生态农业，协调好农业发展中固体废物的再生利用，以实现可持续发展具有重大意义。废旧稻壳经过研究其含有纤维素、木质素、硅化合物等，在化工领域中，可以制备高聚物添加剂及各类催化剂，与有机化合物具有良好的相容性，也具有良好的耐热性和强度，是一种天然有机无机双复合材料[5]；在工业领域中，可以在热解后得到稻壳灰，再经过加温加压与烧碱混合，制作出水玻璃，稻壳与石灰化学反应之后可合成黑色稻壳灰水泥，此项新型产品已经在韩国盛行，具有防潮、不结块等高级特性；也可以利用酸水解稻壳中的半纤维素制备木糖，并分离出碳与硅制备电容炭、锂离子电池碳负极材料等等；稻壳中的含碳量极高，应用于碳材料的研究从零维到三维均有涉及，材料易于低成本制备和功能化，譬如零维纳米碳材料、碳材料等等[6]。在环保领域当中，利用稻壳灰及废砖制备渗水蓄水生态建筑材料，丰富的孔隙结构和巨大的比表面积使稻壳灰具备较强活性和吸附性[7]，所以形成的新型材料有更好的应用前景。稻壳本身具有多孔性的特性且吸附力很强，可以用作去污剂、吸附剂，还可以制作一次性环保餐具，具有无毒、安全、可降解、美观等等优势，减少白色污染。稻壳作为一种廉价的燃料在能源方面发挥其最大优势。利用稻壳发电，节省能源得到低廉价格的能源供应，是当今社会首推生物资源再利用的环保方式。

2 资源再利用的经济效益

2.1 资源化的重要性

随着我国国民经济的飞速发展，炼油工业在国民经济发展初期能到越来越重要的作用，分子筛的作用是增加产品产量，调节产品质量。因此，分子筛的生产就成为催化剂生产的关键技术之一。工农业废弃物在大自然中广泛存在、资源丰富、可再生等优点，学者们大量研究并使用在农业、工业等城市建设方面有更广泛的应用前景。废弃分子筛和农业废弃稻壳都具有超高的回收再利用的价值，合理的开发利用可以从根本上解决环境污染问题，并解决资源短缺情况，变废为宝，创造一定的经济效益。废弃分子筛中所具有的硅铝骨架，是资源再利用的最佳优势，回收再利用价值颇高。

2.2 资源化的必要性

在当今社会发展迅猛的时代，废弃物的资源化综合开发与利用是现今重中之重。废弃物随意堆砌，土地资源造成了极度浪费，给污染环境也带来了一定安全隐患。因此固体废物综合开发与利用，既节省挤占的大量土地，又保护了环境。将农业固体废物的利用与现代技术相结合，建立现代化绿色农业、生态农业，协调好农业发展中固体废物的再生利用，以实现可持续发展具有重大意义。

3 结 论

如今随着AI智能化、5G互联网等等一系列中国科技与社会相融合，人们感知科技发展之迅猛，也深刻了解“环保”二字的含义，群青绿作为一种染料，应当符合“环保、安全”，所以此项目就是和“环保、绿色化学”相关联，生物质能源是世界上应用最广泛的可再生能源，消费总量仅次于煤炭、石油、天然气，位居第四位，也是唯一可循环、可再生资源，所以，开展废弃物资源化综合利用开发，使其转变为可再生资源，又保护了环境。我们还需要大力开展研究工农业废弃物的资源再利用，使废旧可再生资源循环利用到社会的各个领域。

［1］翟芝名，张华庭，王朝峰. 废分子筛综合利用的研究［D］. 长沙矿冶研究院, 2001.

［2］范广能. 废分子筛、废氧化铝的综合利用［D］.合肥：合肥联合大学，1997.

［3］孙彤，郝瑞霞. 天然沸石合成a型分子筛的吸附与再生特性［J］.中国环境科学，2020，40 (07)：2926-2933.

［4］陈震，何巍杨. 分子筛脱水装置运行问题分析及处理［J］. 石油与天然气化工，2019，48(04)：38-42

［5］方世东，李洪亮. 稻壳中水合二氧化硅溶出影响因子实验研究［J］. 应用化工，2019，48（10）：2350-2354.

［6］胡明玉，蔡国俊. 利用稻壳灰及废砖制备渗水蓄水生态建筑材料［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

时惠玉（2000-），女，沈阳化工大学环境与安全工程学院安全工程2019级本科生。

王海博（1987-），女，讲师，博士，环境安全控制。

TQ09

A

1004-0935（2020）12-1555-03