KR0177793B1

KR0177793B1 - 폐 유동상 촉매성 분해 촉매를 이용한 지속성 비료제조방법

Info

Publication number: KR0177793B1
Application number: KR1019960020505A
Authority: KR
Inventors: 반봉찬; 손보균; 안호근
Original assignee: 장경천; 주식회사대원정밀; 반봉찬
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1999-03-20
Also published as: KR980001979A

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야.

폐 유동상촉매성 분해(FCC)촉매를 이용한 지속성 비료제조방법

나. 그 발명이 해결하려고 하는 기술과제

정유회사에서 발생하는 부산물인 폐 FCC촉매는 분말상태이므로 용도가 한정적이고 따라서 거의 매립되어 폐기되는 것임.

다. 그 발명이 해결방법의 요지

본 발명은 폐 FCC촉매를 회전로에 투입하여 가열하여 Ni과 V은 산화시키고 탄소는 연소시켜 제거하며, 상기 소성된 폐 FCC촉매를 분쇄하여 산에 침출시키고 이를 여과, 건조시켜서 제조한 암모니아성 질소흡착제를 폐수에 넣어 질소를 흡착하게 한 뒤 이를 다시 수거하여 건조, 분쇄하여 지속성비료나 토양성질개선제로 사용하는 것임.

라. 발명의 중요한 용도

지속성 비료, 토양성질개선제

Description

폐 유동상 촉매성 분해 (FCC) 촉매를 이용한 지속성 비료제조방법

본 발명은 폐 유동상 촉매성 분해 FCC 촉매성 분해(FCC : fluidized catalytic cracking)를 이용한 지속성 비료제조방법에 관한 것으로, 특히 석유정유 중질유 경질화 과정중에 나오는 폐 FCC촉매를 원료로 하는 암모니아성 질소흡착제를 이용하여 지속성 비료를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로 정유회사의 중질유분해 과정에서 발생하는 폐FCC 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 제오라이트를 이용한 중질유 분해용이다. 즉 중질유 분해공정중에 바나듐(V), 니켈(Ni)등이 제오라이트 표면에 축적 확산하여 촉매기능이 저하되어 폐기되는 폐기물로서 분상으로 되어 있기 때문에 그 처리가 지극히 곤란하고, 그 용도가 한정되므로 현재는 시멘트 원료, 도자기 원료, 벽돌원료 등에 극소량 사용될 뿐 그 외에는 매립되어 페기된다.

본 발명은 유해성분이 없으면서도 단지 그 분말상태이므로 용도가 한정되는 폐단을 해결하기 위한 것으로 일단 폐 FCC촉매를 암모니아성 질소흡착제로 사용한 다음 이를 다시 수거하여 건조하고, 분쇄하여 암모니아성 질소비료인 지속성비료 또는 토양성질개선제로 사용하고자 함을 목적으로 한다.

이하 본 발명의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명의 제조방법은 개략적으로 중질유 경질화 과정중에서 부산되는 폐 FCC 촉매(표1에 성분을 표시)를 수거하여 회전로에 투입하는 제1공정과, 상기 회전로에 공기 또는 산소를 취입하면서 550℃∼1,200℃의 온도로 가열하여 Ni과 V를 산화시키고 탄소를 연소하여 제거시키는 제 2공정과 상기 소성된 폐 FCC촉매를 미분화하기 위해 분쇄하는 제3공정과 상기 제3공정에서 얻어진 분말을 산을 사용하여 침출시키고 여과·건조하여 암모니아성 질소흡착제를 제조하는 제4공정과, 상기 질소흡착제를 폐수에 넣어 질소를 흡착하게 한 뒤 이를 수거하여 건조, 분쇄하여 질소비료나 토양성질개선제로 제조하는 제5공정으로 이루어진다.

전기한 제1공정에서 산화되는 온도는 550℃이상이며, 1,200℃이하에서는 소결현상이 일어나 구상의 형상이 파괴되어 조대화되므로 바람직한 온도는 550℃∼1,200℃이며, 제2공정중 분쇄에는 볼밀 또는 진동밀이 사용된다.

상기와 같은 폐 fcc촉매는 제 1공정과 제2공정만을 거친 후 곧바로 토양에 뿌려 토양성질 개선제로 사용할 수도 있지만, 상기 제5공정을 거친다음 토양성질개선제로 사용되는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명은 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

전기한 공정에 의해 폐수에 투입하므로서 암모니아성 질소를 흡착하게 된 폐 FCC촉매의 토양성질개선제로서의 효과를 구명하기 위해 ① 정유회사에서 수거한 상태 그대로인 폐 FCC촉매(CEC 10meq/100g 이하), ② 제2공정까지만을 거친 폐 fcc촉매(CEC 67.9meg/100g), ③ 폐수중에서 암모늄이온(NH) 흡착시킨 폐 FCC촉매를 20ton/ha수준으로 각각 처리한 미사질양토(Silty clay loam) 논 토양을 10리터 플라스택 원형용기에 충진시키고 동진벼를 재배한 결과, 아래 표 2에서와 같이 그 효과가 확인되었다.

벼의 재배방법은 농촌진흥청 일반재배법을 따랐고, 생육기별 벼의 초장(草長), 분얼수(分蘖數), 수수(穗數)에서 대조구에 비해서 증가되는 결과를 보였고, 벼 수량에서도 재생폐촉매와 폐수에서 암모늄이온을 흡착시킨 폐촉매에서 각각 5%의 유의성이 인정되는 6.4%와 7.9%의 증수를 보였다.

벼 재배후의 토양의 화학적 특성변화에서도 표3와 같이 pH, 치환성 양이온 및 염기치환용량(CEC0 등이 증가되었다.

이상 살펴 본 바와 같이 본 발명은 지금까지 폐기되어 왔던 폐 FCC촉매를 암모니아성 질소비료나 토양성질개선제로 사용하므로써 작물의 성장 및 토양의 성질개선에 큰 도움이 되는 결과를 확인할 수 있었다.

이처럼 본 발명의 효과로는 지금까지 용도가 한정되므로 거의 폐기하였던 폐 FCC촉매를 암모니아성 질소비료나 토양성질개선제로 사용하므로서 저렴하게 폐기물을 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 자원을 재활용하여 공해를 방지할 수 있고, 작물의 성장 및 토양의 성질개선에 큰 도움을 줄 수 있는 것이다.

Claims

정유회사의 중질유 경질화 과정중에서 부산되며, 중량퍼센트로 이산화규소(SiO₂) 60∼70%, 산화알루미늄(Al₂O₃) 25∼30%, 철(Fe) 0.1∼0.5%, 니켈(Ni) 0.1∼0.4%, 나트륨(Na) 0.1∼0.4%, 바나듐(V)0.1∼0.4% 조성으로 이루어지는 폐 FCC 촉매를 수거하여 회전로에 투입하는 제1공정과, 상기 회전로에 공기 또는 산소를 취입하면서 550℃∼1,200℃의 온도로 가열하여 Ni과 V를 산화시키고 탄소를 연소하여 제거시키는 제 2공정과 상기 소성된 폐 FCC촉매를 미분화하기 위해 분쇄하는 제3공정과 상기 제3공정에서 얻어진 분말을 산을 사용하여 침출시키고 여과·건조하여 암모니아성 질소 흡착제를 제조하는 제4공정과, 상기 질소흡착제를 폐수에 넣어 질소를 흡착하게 한 뒤 이를 다시 수거하여 건조, 분쇄하여 질소비료나 토양성질개선제로 제조하는 제5공정으로 이루어 짐을 특징으로 하는 폐 유동상촉매성 분해(FCC)촉매를 이용한 지속성 비료제조방법.