CN1404900A - 铂铑钯催化剂脱除含hcn废气的方法 - Google Patents

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Abstract

以铂铑钯为催化剂采用催化氧化法脱除含HCN废气的应用方法，是将铂铑钯催化剂装在反应炉中，然后将炉温升到250－450℃，然后将含有HCN、NH3和焦油等的N2通入反应炉内，同时通入空气(其体积占气体总体积的5％－50％)进行催化氧化来脱除掉剧毒和有害的气体。本发明制备简单、易操作，所使用的温度较低，含氮的气体不易转变为另一种污染物NOx。另外，也可降低能耗。在脱除过程中可利用焦油部分的较高热值，来减少反应过程中热量的供给，从而在脱除焦油的同时也能节约能耗。

Description

铂铑钯催化剂脱除含HCN废气的方法
所属领域
本发明属于一种脱除HCN的方法，具体地说涉及一种用铂铑钯通过催化氧化法脱除含HCN废气的方法。
背景技术：
聚丙烯腈基炭纤维在生产过程中，不可避免地产生含有剧毒气体HCN、有害气体NH3及焦油等废气，如果不经治理直接排放，势必会造成严重地环境污染，甚至危及动植物的生存，尤其是HCN的剧毒性，使得人们在20ppmHCN的空气中暴露数小时即可引起中毒，对人的致死量为1mg/kg体重。因此，研究HCN的脱除对发展炭纤维工业和保护生态环境具有极其重要的意义。
目前，脱除HCN的方法主要有三种：溶液吸收法、吸附法和燃烧法。吸收法(环保工作者实用手册，冶金工业出版社，1984，456-458)主要是用Na2CO3溶液吸收HCN，再加入铁离子与CN-反应生成黄血盐，但由于该法处理不彻底，使HCN不能达标排放；另一种吸收法是碱性氯化法，该法分为两阶段进行，第一阶段加碱，在pH＞10的条件下加氯氧化，第二阶段加酸调整pH值为7.5-8，再加氯氧化。该法虽是使用较普遍的方法，但仅适于处理含氰量较少的废水。吸附法(carbon，1991，29(7)，887-892；J.colloid and interface science，1987，116(1)，211-220)是采用吸附剂如活性炭、硅胶和金属等吸附HCN，其中HCN吸附能力较强，但吸附容量有限。上述方法还存在不能脱除NH3和焦油的问题。燃烧法则是将HCN在高温(＞900℃)下与O2进行反应，使HCN氧化生成H2O、CO2、N2而无害化，但由于需要较高的温度致使部分氮转变为N2的同时也生成了另一种污染物NOx，再者要达到并维持高温也需要较高的能耗。
发明内容：
本发明的目的是提供一种以铂铑钯作为催化剂通过催化氧化法脱除HCN的方法，该方法在脱除HCN的同时能够脱除NH3和焦油，且无二次污染。
本发明的铂铑钯催化剂采用催化氧化法脱除含HCN废气的方法如下：
(1)先将铂铑钯催化剂装在反应炉中，然后将炉温升到250-450℃；
(2)空速为5000-30000h-1的含有HCN、NH3和焦油的废气通入反应炉内，同时通入空气，其体积占总体积的5％-50％。
如上所述的铂铑钯催化剂的比例为Pt：90-98WT％ Rh：1-5wt％Pd：1-5wt％。
如上所述的铂铑钯催化剂是铂铑钯丝直径为0.07-0.09mm的网状或粒径为0.5mm-5mm的颗粒状。
如上所述的废气中HCN浓度为：10ppm-10％，NH3浓度为：50ppm-20％，焦油浓度为：1vol％-10vol％。
本发明的特点在于：
(1)利用铂铑钯催化剂在空气气氛中于较低温度如低于450℃下对HCN、NH3和焦油等气体(以下简称为含HCN的废气)进行氧化，使HCN氧化为无害的H2O、CO2、N2，焦油一类的物质氧化为CO2和H2O，而NH3也可分别氧化为N2、H2O和CO2，从而实现含HCN废气脱除。
(2)使用的温度较低，含氮的气体不易转变为另一种污染物NOx。另外，也可降低能耗。
(3)利用焦油部分的较高热值，来减少反应过程中热量的供给，从而在脱除焦油的同时也能节约能耗。
(4)制备简单、易操作。
具体实施方式；实施例1：将装有网状Pt(90wt％)-Rh(5wt％)-Pd(5wt％)催化剂(铂铑钯丝直径0.07mm)的反应炉升温到250℃，通入空速为15000h-1的含有HCN(10ppm)、NH3(50ppm)、焦油(1vol％)的废气，同时通入空气，其体积占总体积的5％。在反应器出口处检测气体的出口浓度：HCN为1.62ppm(检测方法：TJ36-79，即异烟酸-吡唑啉酮比色法)；NH3为11ppm(检测方法：TJ36-79，即纳氏试剂分光光度法)；焦油类0.017％(检测方法：气相色谱法)。没有检测到NOx(德国德尔格公司生产的Elektron-NOx测试仪检测)。实施例2：将装有网状Pt(90wt％)-Rh(5wt％)-Pd(5wt％)催化剂(铂铑钯丝直径0.09mm)的反应炉升温到450℃，通入空速为10000h-1的含有HCN(10％)、NH3(10％)、焦油(1vol％)的废气，同时通入空气，其体积占总体积的50％。在反应器出口处检测气体的出口浓度：HCN为1.58ppm；NH3为55ppm；焦油类0.004％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例3：将装有网状Pt(98wt％)-Rh(1wt％)-Pd(1wt％)催化剂(铂丝直径0.07mm)的反应炉升温到450℃，通入空速为30000h-1的含有HCN(10ppm)、NH3(50ppm)、焦油(1％)的废气，同时通入空气，其体积占总体积的50％。在反应器出口处检测气体的出口浓度：HCN为1.57ppm；NH3为22ppm；焦油类0.03％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例4：将装有网状Pt(98wt％)-Rh(1wt％)-Pd(1wt％)催化剂(铂丝直径0.08mm)的反应炉升温到350℃，通入空速为5000h-1的含有HCN(1％)、NH3(0.5％)、焦油(10％)的废气，同时通入空气，其体积占总体积的50％。在反应器出口处检测气体的出口浓度：HCN为1.68ppm；NH3为53ppm；焦油类0.09％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例5：将装有颗粒状Pt(90wt％)-Rh(5wt％)-Pd(5wt％)催化剂(5mm)的反应炉升温到450℃，通入空速为10000h-1的含有HCN(50ppm)、NH3(20vol％)、焦油(1vol％)的废气，同时通入空气，其体积占总体积的40％。在反应器出口处检测气体的出口浓度：HCN为1.80ppm；NH3为77ppm；焦油类0.01％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例6：将装有颗粒状Pt(90wt％)-Rh(5wt％)-Pd(5wt％)催化剂(0.5mm)的反应炉升温到250℃，通入空速为20000h-1的含有HCN(10ppm)、NH3(10vol％)、焦油(1vol％)的废气，同时通入空气，其体积占总体积的25％。在反应器出口处检测气体的出口浓度：HCN为1.23ppm；NH3为51ppm；焦油类为0.1％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例7：将装有颗粒状Pt(90wt％)-Rh(5wt％)-Pd(5wt％)催化剂(3mm)的反应炉升温到450℃，通入空速为8000h-1的含有HCN(10％)、NH3(50ppm)、焦油(10vol％)的废气，同时通入空气，其体积占总体积的50％。在反应器出口处检测气体的出口浓度：HCN为1.61ppm；NH3为9ppm；焦油类为0.18％。没有检测到NOx。其余同
实施例1。实施例8：将装有颗粒状Pt(98wt％)-Rh(1wt％)-Pd(1wt％)催化剂(5mm)的反应炉升温到350℃，通入空速为30000h-1的含有HCN(0.1％)、NH3(1％)、焦油(5vol％)的废气，同时通入空气，其体积占总体积的30％。在反应器出口处检测气体的出口浓度：HCN为1.91ppm；NH3为57ppm；焦油类为0.41％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例9：将装有颗粒状Pt(98wt％)-Rh(1wt％)-Pd(1wt％)催化剂(5mm)的反应炉升温到250℃，通入空速为500h-1的含有HCN(10ppm)、NH3(50ppm)、焦油(1vol％)的废气，同时通入空气，其体积占总体积的5％。在反应器出口处检测气体的出口浓度：HCN为1.71ppm；NH3为22ppm；焦油类为0.1％。没有检测到NOx。其余同实施例1。对比例1：用0.5M的Na2CO3溶液100ml于室温下吸收空速为15000h-1的含有100ppm的HCN和10vol％的NH3混合气体，再加入铁离子与CN-反应生成黄血盐，测定逸出的HCN浓度为23ppm，NH3为513ppm，这样高的浓度是不能达标排放的。对比例2：用1g比表面积为1200m2/g的活性炭在室温下吸附空速为10000h-1的含有200ppm的HCN、1％的焦油和5vol％的NH3混合气体，测定逸出的HCN浓度为62ppm，NH3为73ppm，焦油为0.85％。对比例3：将没有添加任何催化剂的反应器加热到1000℃，通入空速为5000h-1的含有500ppm的HCN、10vol％的焦油和15vol％的NH3混合气体，同时再鼓入上述混合气体体积为20％的空气进行氧化，反应后残留的HCN为1.68ppm、NH3为76ppm、焦油为0.01％，但同时也检测到129ppm的NOx。

Claims (2)

1.以铂铑钯为催化剂采用催化氧化法脱除含HCN废气的应用方法如下：
(1)首先将铂催化剂装在反应炉中，然后将炉温升到250-450℃；
(2)将含有HCN、NH3和焦油等的N2通入反应炉内，同时通入空气，其体积占总体积的5％-50％。
2.如权利要求1所述的以铂铑钯为催化剂采用催化氧化法脱除含HCN废气的应用方法，其特征在于如上所述的浓度为：HCN：10ppm-10％；NH3：50ppm-20％；焦油：1％-10％。其余为N2。
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