CN101574618A

CN101574618A - 用于湿式催化氧化净化磷化氢的吸收液

Info

Publication number: CN101574618A
Application number: CNA2009100945005A
Authority: CN
Inventors: 易红宏; 杨丽娜; 唐晓龙; 宁平; 于丽丽; 余琼粉; 李华
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2009-11-11

Abstract

本发明涉及一种净化气体用的吸收液，特别是指用于湿式催化氧化净化磷化氢的吸收液，属于催化技术应用于大气污染净化技术领域。本发明所述的吸收液采用含Cu²⁺的盐溶液，且吸收液的pH值为3～5。本吸收液具有成分简单、价格低廉、使用成本低的优点，同时又有较高的净化效率。

Description

用于湿式催化氧化净化磷化氢的吸收液

一、技术领域

本发明涉及吸收液的制备，特别是指用于湿式催化氧化净化磷化氢的吸收液，属于催化技术应用于大气污染净化技术领域。

二、技术背景

磷化氢是一种无色、剧毒气体，一般产生于磷煤化工生产、乙炔生产、次氯酸钠生产等工业生产过程。含磷化氢尾气若直接排放会严重污染大气环境，危害人类健康。并且磷化氢的存在阻碍了尾气的废气资源化，磷煤化工尾气、乙炔生产的尾气、电石炉气等含有磷化氢的工业尾气都富含有CO，为了保护环境、实现废物资源化，磷化氢的深度净化受到极大关注。

目前磷化氢的净化方法已有很多，总体分为干法和湿法两种，有一些有效的催化剂和吸附剂。中国专利CN101301617A公开了一种将磷化氢转化为单质磷的负载型催化剂，该催化剂是以Al₂O₃为载体，与Co、P一起构成的CoP/Al₂O₃非晶态合金，磷化氢流量为4.15mL/min、氮气流量为80.25mL/min、催化剂用量为0.1～0.15g，反应温度为520℃时，三种催化剂Co_38.15P_4.93/Al₂O₃、Co_37.24P_5.90/Al₂O₃、Co_36.29P_6.87/Al₂O₃下磷化氢的净化效率达到100％。该方法磷化氢的净化效率虽然很高，但是反应温度非常高。中国专利CN1076173A公开了一种在氢气流中净化PH₃的浸渍活性炭，是以煤质颗粒活性炭为载体，浸渍Cu、Hg、Cr、Ag四种组分，在磷化氢浓度为1000ppm，反应器管内径为2cm，填充浸渍活性炭高度为11cm，气流比速为V＝0.15L/min·cm²时，反应进行到36小时时PH₃出口浓度人小于0.3ppm，该方法净化效率也很可观，但是活性组分使用了Hg、Cr、Ag三种有毒金属，并且容易产生含磷活性炭的二次污染。中国专利CN101045195A公开了一种液相催化氧化法净化磷化氢的方法，使用钯铜溶液作催化剂净化磷化氢，将钯盐和铜盐溶解于0～30％的酸溶液或水中制得钯铜催化剂，钯质量浓度为0.05～50g/L，铜质量浓度为0.1～150g/L。由23.3g硝酸铜溶于0.9L水中，0.6g钯单质溶于0.1L20％的硝酸溶液，混合两种溶液制备的催化剂，在磷化氢含量为600～800mg/m³，O₂体积分数为20％，反应温度为20℃左右时，9小时内磷化氢的出口浓度仍为0，该催化剂中使用了贵金属钯，且催化剂不易分离。

用湿式催化氧化法净化磷化氢，是在液体的吸收液中的加入固体催化剂，再通入含有磷化氢和氧气的混合气体，使磷化氢在气-固-液三相反应体系中被催化氧化。最后磷化氢被氧化为磷酸，磷酸再被回收，该方法净化磷化氢，气液传质成为提高净化效率的一个控制步骤，考虑到还要回收磷酸，并且要降低成本，所以研究出简单、廉价的吸收液对该工艺具有重要意义。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种用于湿式催化氧化法净化磷化氢的吸收液，其成分简单、价格低廉、使用成本低。

解决本发明的技术问题所采用的方案是：吸收液采用含Cu²⁺的盐溶液，且吸收液的pH值为3～5。

本发明所述的吸收液采用的Cu²⁺盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、醋酸铜的任一种，且溶液浓度为0.02mol/L～0.2mol/L。吸收液的适合pH值是采用Cu²⁺盐的酸根对应的酸液调节而成。

本发明的有益效果是：本发明设计的吸收液成分简单，容易获取，使用成本低，反应后的产物易于分离和回收。

四、附图说明

图1为Cu²⁺溶液吸收磷化氢的效率对比图。

图中的反应条件如下：吸收液50mL，反应器入口气体成分PH₃800mg/m³，O₂0，N₂为载气，气体总流速为200mL/min，反应温度为50℃。

五、具体实施方式

实施例1：

吸收液：称取0.3375gCuCl₂溶于100mL蒸馏水中，充分搅拌溶解，制成0.025mol/L的CuCl₂溶液，添加0.1mol/L的HCl溶液，调节pH为4，制得吸收液。

反应条件：取配制好的吸收液50mL倒入鼓泡反应器中，反应器入口气体成分PH₃1000mg/m³，O₂ 1％(体积比)，N₂为载气，气体总流速为200mL/min，反应温度为50℃。

净化效果：该条件下，初始反应磷化氢的净化效率较低，只有32％，随着反应进行净化效率提高，2小时时净化效率达到90％，并且继续上升，净化效率最高达到97.53％，然后逐渐下降，190min时净化效率仍在70％以上。

实施例2：

吸收液：称取0.8gCuSO₄溶解于100mL蒸馏水中，充分搅拌溶解，制成0.05mol/L的CuSO₄溶液，即为制得的吸收液。

反应条件：取配制好的吸收液50mL倒入鼓泡反应器中，反应器入口气体成分PH₃900mg/m³，O₂ 1％(体积比)，N₂为载气，气体总流速为300mL/min，反应温度为50℃。

净化效果：该条件下，磷化氢的初始净化效率达到93.92％，随着反应进行净化效率提高，40min时出口磷化氢浓度为0，100％的净化效率持续2小时后迅速下降，180min时净化效率为30％以上。

实施例3：

吸收液：称取0.376gCu(NO₃)₂溶于100mL蒸馏水中，充分搅拌溶解，制成0.02mol/L的Cu(NO₃)₂溶液，添加0.1mol/L的HNO₃溶液，调节pH为5，制得吸收液。

反应条件：取配制好的吸收液50mL倒入鼓泡反应器中，反应器入口气体成分PH₃ 800mg/m³，O₂3％(体积比)，N₂为载气，气体总流速为100mL/min，反应温度为50℃。

净化效果：该条件下，磷化氢的初始净化效率为46.03％，随着反应进行净化效率迅速提高，40min后净化效率升高到94.96％，并且净化效率继续上升，80min时达到100％，持续7小时后净化效率开始降低，540min时净化效率降为42.67％。

实施例4：

吸收液：称取1.82gCu(CH₃COO)₂溶于100mL蒸馏水中，充分搅拌溶解，制成0.1mol/L的Cu(CH₃COO)₂溶液，添加0.1mol/L的HCl溶液，调节pH为4，制得吸收液。

反应条件：取配制好的吸收液50mL倒入鼓泡反应器中，反应器入口气体成分PH₃800mg/m³，O₂ 2％(体积比)，N₂为载气，气体总流速为200mL/min，反应温度为50℃。

净化效果：该条件下，初始净化效率为38％，随着反应进行净化效率提高，50min后净化效率升高到80％，并且继续上升，净化效率最高达到98.77％，然后逐渐下降，180min时净化效率仍在60％以上。

Claims

1、一种用于湿式催化氧化净化磷化氢的吸收液，其特征在于：吸收液采用含Cu²⁺的盐溶液，且吸收液的pH值为3～5。

2、根据权利要求1所述的用于湿式催化氧化净化磷化氢的吸收液，其特征在于：吸收液采用的Cu²⁺盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、醋酸铜的任一种，且溶液浓度为0.02mol/L～0.2mol/L。

3、根据权利要求2所述的用于湿式催化氧化净化磷化氢的吸收液，其特征在于：吸收液的适合pH值是采用Cu²⁺盐的酸根对应的酸液调节而成。