일반기술

폐 유동상촉매성 분해촉매를 이용한 암모니아성 질소흡착제 제조방법

본 발명은 폐 유동상촉매성 분해(Fluidized Catalytic Cracking, 이하 FCC라 한다)촉매를 이용한 암모니아성 질소흡착제 제조방법에 관한 것으로, 특히 석유정유 중질유 경질화 과정중에 발생하는 폐 FCC촉매를 이용하여 폐수중의 암모니아성 질소를 흡착하여 제거하기 위한 흡착제로 사용하기 위한 방법에 관한 것이다.일반적으로 정유회사의 중질유분해 과정에서 발생하는 폐 FCC 촉매는 주성분이 이산화규소(SiO2)60∼70%, 산화알루미늄(Al2O3)25∼32%등의 2성분으로 되어 있고, 그 외로 소량의 철(Fe) 0.1∼0.5%, 니켈(Ni) 0.1∼0.4%, 바나듐(V) 0.1∼0.4%을 포함한다. 이 폐FCC 촉매는 기존의 석유화학 계통의 촉매와는 달리 담체중의 금속성분을 촉매로 하는것이 아니고, 중질유 분해공정중에 바나듐(V), 니켈(Ni)등이 제오라이트 표면에 축적 확산하여 촉매기능이 저하되어 폐기되는 폐기물로서 유해성분이 없음에도 불구하고, 분상으로 되어 있기 때문에 그 처리가 지극히 곤란하여 시멘트 원료나 도자기 원료, 벽돌원료 등에 한정적으로 극소량 사용될 뿐 그 외에는 모두 매립되어 페기된다.본 발명은 유해성분이 없으면서도 단지 분말상태이므로 용도가 한정되어 대개 폐기되는 폐 FCC촉매를 재활용 하기위한 방법을 모색하던 중, 최근 음용수의 오염물질 중 문제시 되는 암모늄이온(NH4＋)이나 질산이온(NO3-)이 생체내에 흡수되면 유아청백증(Blue baby)과 같은 병이 발병할 수도 있으며, 인(P) 성분과 함께 하천등에 유입되면 하천을 부패시키는 부영양화의 원인이 된다는 것에 착안하여 폐 FCC촉매를 상기 폐수중의 암모니아성 질소의 흡착제로의 이용하는 방안을 창출하게 되었다.종래에는 이러한 암모니아를 제거하는 방법으로는 침전법, 질산화, 암모니아 스트림핑(Ammonia Stripping), 이온교환수지법, 산화지법 및 흡착법 등이 있고, 암모니아를 함유하는 폐수는 침전처리한 다음 2차 처리공정으로 흡착법을 사용하고 있으마, 흡착제로는 활성탄을 많이 사용하므로 재생비용 등 경제적인 문제점과 극성물지의 흡착에는 적적하지 않다는 문제점이 있었다.따라서 본 발명은 정유공장에서 다량 발생하여 거의 폐기되던 폐 FCC촉매를 재가공하여 폐수중에 포함되어 있는 암모니아성 질소의 흡착제로 사용하는 것을 목적으로 한다.본 발명의 제조방법은 개략적으로 중질유 경질화과정중에서 부산되는 폐 FCC 촉매를 수거하여 회전로에 투입하여 공기 또는 산소를 취입하면서 가열하여 Ni과 V를 산화시키고 탄소는 연소시켜 제거시키는 제 1공정과 상기 소성된 폐 FCC촉매를 분쇄하여 미분화하고 이를 체질하는 제2공정과 상기 제2공정에서 얻어진 분말을 산에 침출시켜 알카리성으로 중화시키과 이를 여과한 후 건조시키는 제3공정으로 이루어진다.상기 제1공정에서 폐 FCC촉매가 산화되는 온도는 550℃이상이며 1,200℃ 이상에서는 소결현상이 일어나 구상의 형상이 파괴되어 조대화되므로 이를 피하는 것이 바람직하다.제 2공정에서의 분쇄장치로는 볼밀 또는 진동밀을 사용하여 소성된 폐 FCC촉매를 분쇄한다.