CN1404904A - 铂铑催化剂脱除含hcn废气的方法 - Google Patents

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Abstract

一种铂铑催化剂脱除含HCN废气的方法是否将铂铑催化剂装在反应炉中，然后将炉温升到250－550℃；含有HCN、NH3和焦油的废气以5000－30000h－1的空速通入反应炉内，同时通入空气，其体积占总体积的5％－50％。。本发明工艺简单、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作为催化剂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。
本发明的铂铑催化剂采用催化氧化法脱除含HCN废气的方法如下：
(1)首先将铂铑催化剂装在反应炉中，然后将炉温升到250-550℃；
(2)含有HCN、NH3和焦油的废气以5000-30000h-1的空速通入反应炉内，同时通入空气，其体积占总体积的5％-50％。
如上所述的铂铑催化剂的组成为Pt：90-98wt％Rh：2-10wt％。
如上所述的铂铑催化剂的形状是铂铑丝直径为0.07-0.09mm网状或铂铑粒径为0.5mm-5mm颗粒状。
如上所述的废气中HCN浓度为10ppm-10vol％，NH3浓度为50ppm-20vol％；焦油浓度为：1vol％-10vol％。
本发明的特点在于：
(1)用铂铑催化剂在空气气氛中于较低温度如低于550℃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)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)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。
(4)本发明制备简单、易操作。
(5)具体实施方式：实施例1：将装有网状90wt％Pt-10wt％Rh的催化剂(铂铑丝直径0.07mm)的反应炉升温到250℃，通入空速为5000h-1的含有10ppmHCN、50ppm NH3、1vol％焦油的废气，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1.74ppm(检测方法：TJ36-79，即异烟酸-吡唑啉酮比色法)；NH3为12ppm(检测方法：TJ36-79，即纳氏试剂分光光度法)；焦油类0.03％(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90wt％Pt-10wt％Rh催化剂(铂铑丝直径0.09mm)的反应炉升温到550℃，通入空速为8000h-1的含有10vol％HCN、10vol％NH3、1vol％焦油的废气，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1.78ppm；NH3为78ppm；焦油类0.008％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例3：将装有网状98wt％Pt-2wt％Rh催化剂(铂丝直径0.07mm)的反应炉升温到300℃，通入空速为10000h-1的含有10ppm HCN、50ppmNH3、1vol％焦油的废气，同时通入空气，其体积占总体积的10％。在反应器出口处检测气体的出口浓度：HCN为1.78ppm；NH3为31ppm；焦油类0.08％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例4：将装有网状98wt％Pt-2wt％Rh催化剂(铂丝直径0.09mm)的反应炉升温到350℃，通入空速为30000h-1的含有10ppm HCN、50ppm NH3、1vol％焦油的废气，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1.68ppm；NH3为29ppm；焦油类0.09％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例5：将装有网状95wt％Pt-5wt％Rh催化剂(铂丝直径0.07mm)的反应炉升温到250℃，通入空速为5000h-1的含有1000ppm HCN、50ppm NH3、1vol％焦油的废气，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1.93ppm；NH3为35ppm；焦油类0.1％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例6：将装有网状95wt％Pt-5wt％Rh催化剂(铂丝直径0.09mm)的反应炉升温到550℃，通入空速为8000h-1的含有1vol％HCN、50ppm NH3、1vol％焦油的废气，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1.45ppm；NH3为25ppm；焦油类0.08％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例7：将装有颗粒状95wt％Pt-5wt％Rh催化剂(5mm)的反应炉升温到550℃，通入空速为10000h-1的含有50ppmHCN、500ppm NH3、1vol％焦油的废气，同时通入空气，其体积占总体积的10％。在反应器出口处检测气体的出口浓度：HCN为1.84ppm；NH3为45ppm；焦油类0.01％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例8：将装有颗粒状92wt％Pt-8wt％Rh催化剂(1mm)的反应炉升温到250℃，通入空速为15000h-1的含有50ppm HCN、100ppm NH3、1vol％焦油的废气，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1.51ppm；NH3为18ppm；焦油类为0.15％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例9：将装有颗粒状98wt％Pt-2wt％Rh催化剂(3mm)的反应炉升温到350℃，通入空速为5000h-1的含有0.1vol％HCN、1vol％NH3、5vol％焦油的废气，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1.78ppm；NH3为64ppm；焦油类为0.5％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例10：将装有颗粒状90wt％Pt-10wt％Rh催化剂(2mm)的反应炉升温到450℃，通入空速为20000h-1的含有10ppm HCN、50ppmNH3、1vol％焦油的废气，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1.66ppm；NH3为27ppm；焦油类为0.1％。没有检测到NOx。其余同实施例1。实施例11：将装有颗粒状98wt％Pt-2wt％Rh催化剂(0.5mm)的反应炉升温到550℃，通入空速为30000h-1的含有10vol％HCN、50ppmNH3、10vol％焦油的废气，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1.88ppm；NH3为24ppm；焦油类为0.2％。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、1vol％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、0.01vol％焦油，但同时也检测到129ppm的NOx。

Claims (5)

1.一种铂铑催化剂脱除含HCN废气的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将铂铑催化剂装在反应炉中，然后将炉温升到250-550℃；
(2)含有HCN、NH3和焦油的废气以5000-30000h-1的空速通入
   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所述的一种铂铑催化剂脱除含HCN废气的方法，其特征在于所述的铂铑催化剂的组成为Pt：90-98wt％Rh：2-10wt％。
3.如权利要求1或2所述的一种铂铑催化剂脱除含HCN废气的方法，其特征在于所述的铂铑催化剂的是铂铑丝直径为0.07-0.09mm网状。
4.如权利要求1或2所述的一种铂铑催化剂脱除含HCN废气的方法，其特征在于所述的铂铑催化剂的是铂铑粒径为0.5mm-5mm颗粒状。
5.如权利要求1-4所述的一种铂铑催化剂脱除含HCN废气的方法，其特征在于所述的废气中HCN浓度为10ppm-10vol％，NH3浓度为50ppm-20vol％；焦油浓度为：1vol％-10vol％。
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