[发明专利]湿式催化氧化法脱除磷化氢的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对工业生产尾气综合治理的方法，特别是用湿式催化氧化 法脱除工业尾气中的磷化氢的方法，属于大气污染净化技术领域。

背景技术

黄磷生产、乙炔生产、工业电石生产、次氯酸钠生产等工业生产过程都会 产生一种以CO为主体的尾气，这种尾气是重要的化工原料和能源，但是它还含 有一些有毒的杂质气体，要想实现这些尾气的回收利用，必须脱除其中的杂质 气体，其中磷化氢的深度脱除一直是研究的焦点。磷化氢是一种无色、剧毒的 气体，含有磷化氢的尾气若直接排放到大气中会严重污染大气环境，危害人类 健康。此外，磷化氢很容易引起钯、铑、钌等贵金属催化剂失活，还能使锅炉 材质在短期内因磷冷脆而腐蚀，所以尾气中的磷化氢还会影响化工生产，妨碍 尾气的再利用。脱除尾气中的磷化氢，成为实现尾气资源化，特别是环境保护 技术领域中急需解决的问题。目前，国内外磷化氢的脱除技术有湿法和干法两 种。干法以吸附法和催化氧化法为主，湿法以液相催化氧化法为主，并且开发 出了一些有效的催化剂、吸附剂等。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。CN1345620A公开了一种从黄 磷尾气中脱除磷、磷化物、硫化物并回收磷的方法，采用碱洗工序，用碱脱除 黄磷尾气中大量的酸性气体，采用低温水洗工序用低温洗涤水洗涤黄磷尾气， 洗涤所得洗涤液经受磷槽回收磷。采用变温变压吸附工序用活性炭、氧化铝、 硅胶、分子筛等吸附剂脱除磷化物和硫化物，采用后碱洗工序洗涤再生废气中 的氧化磷等酸性组分后排空。该方法脱磷效率及磷的回收率都比较高，但是工 艺比较复杂。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。CN101574618A公开了一种用于湿式催化氧化法脱除 磷化氢的吸收液，这种吸收液制备简单，药剂容易得到，操作性比较好，但是 单独的吸收液脱除磷化氢的效率有限，有待研究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，针对湿式催化氧化法净化磷化氢 的方法，本发明中吸收液和催化剂的制备方法简单、成本低、净化效率高。

实现本发明上述目的所采取的方法如下：

①制备0.02～0.1mol/L的硫酸铜溶液，用硫酸溶液调节pH值为3～4，得到 吸收液；②制备固体的催化剂CuO；③将吸收液和催化剂加入鼓泡反应器中， 比例为250mL∶1～2.5g，在浓度为800～1200mg/m³的磷化氢尾气中通入氧气， 使氧浓度达占总气体体积的1～3％时，通入鼓泡反应器中，气体流速为100～ 300mL/min，反应温度50～80℃，随着净化反应的继续，磷化氢的脱除效率下 降到75％时停止反应。

本发明的具体技术方案还包括：

①吸收液的制备采用CuSO₄·5H₂O，溶解于蒸馏水中制成硫酸铜溶液；