[发明专利]一种光气分解规整填料催化剂和制备方法及一种含光气尾气处理装置和处理方法

说明书

本发明涉及一种光气分解规整填料催化剂和制备方法及一种含光气尾气处理装置和处理方法。首先制备了一种光气分解规整填料催化剂，在超重力旋转反应器中填充该规整填料催化剂，将含光气尾气送入超重力反应器内，光气在超重力场及催化剂的作用下与水发生催化分解生成CO₂和HCl。本发明提供的规整填料型催化剂及装置，可以大幅度降低催化剂的用量，实现光气尾气的深度处理，降低运行成本，在处理外排光气尾气的技术领域中具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于MDI和TDI等异氰酸酯生产中用于处理光气尾气的技术领域，具体涉及到一种新型的光气分解规整填料催化剂和制备方法，及利用其在超重力场中处理含光气尾气的装置和方法。

背景技术

二苯基甲烷二异氰酸酯(简称MDI)和甲苯二异氰酸酯(简称为TDI)等异氰酸酯作为生产聚氨酯的重要工业原料，已广泛的用在海绵、保温材料、涂料及固化剂行业当中，目前其主要是通过伯胺的光气化反应进行生产。在光气化反应过程中以及涉光气设备的检修、吹扫和置换工作中都会产生大量含光气的尾气，由于光气属于剧毒类气体，因此这些尾气不能够直接外排到环境中去，必须经过处理达标后才能允许外排。

目前，行业当中用于处理含光气尾气的常规方法主要有碱洗法、氨洗法、蒸汽法、焚烧法和催化水解法等。

专利CN104492239A公开了一种含CO₂、Cl₂和光气等有毒气体的尾气处理工艺及装置，采用硫代硫酸钠和氢氧化钠混合溶液作为吸收液，对于低浓度、低流量的光气尾气有较好的处理效果。但对于短时间内的高浓度、高流量的光气尾气，因反应放热量大导致工艺无法稳定控制，同时碱消耗量大，并产生大量的碱性废水，处理成本高。

专利CN106422671A公开了一种碱洗法净化光气废气工艺方法，采用溶剂吸收、稀酸洗、SN7501催化分解、碱洗等多级处理装置；专利CN104096377A公开了一种处理含光气和有机溶剂的尾气的净化方法，光气分解吸收塔以SN7501为催化剂和散堆的陶瓷环为填料，将光气催化水解成氯化氢和二氧化碳气体。上述两篇专利均采用SN7501催化剂对高浓度光气进行分解，该方法需要更长的停留时间，长时间运行后稀酸的浓度会不断升高，光气分解效率下降，导致外排尾气中光气含量超标；此外以上方法中SN7501以散堆的形式进行装填，催化剂用量大，投资成本高。

专利CN108855168A介绍了一种光气分解催化剂的制备方法，该催化剂不但制备流程复杂，催化剂在实际运行中的粉化速率较快，同时催化剂在光气分解塔内以散堆形式进行放置，床层压降高，尾气量受限，且对低浓度的光气分解效率不稳定。

可见，现有技术中光气尾气常规处理方法普遍存在的处理流程复杂、催化剂光气分解效率低、用量大等问题，缺乏用于处理含光气尾气的高效催化剂及处理方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目是为了提供一种光气分解规整填料催化剂和制备方法，及利用该催化剂在超重力场中催化分解含光气尾气的装置和方法，主要解决目前常规的含光气尾气处理方法(如碱洗法、催化水解法)存在的处理流程复杂、催化剂光气分解效率低、用量大等问题。本发明通过制备特定结构的催化剂和装填方法，使催化剂适用于在超重力场中催化分解光气，且其用量相比其他的工艺可以节省高达90％，同时尾气经过处理后光气浓度低于1ppm，达到直接排放的要求。

为达到上述的目的，本发明采用以下的技术方案来实现：

一种光气分解规整填料催化剂，包括上底盘和下底盘，以及一组固定在上、下底盘之间的组件A和组件B，其中组件A和组件B平行交错排列，数量比为1:1-10，优选1:2-5；

所述的组件A为外表面包裹丝网的条形波纹填料片，所述丝网中装填有硅酸铝负载氮化硅型催化剂颗粒，以光气分解规整填料催化剂总质量计，其填充量为1-20％，优选2-10％；