CN100386134C - 一种含氰废气净化催化剂及其制备方法 - Google Patents

一种含氰废气净化催化剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明含氰废气净化催化剂是一种以颗粒状或成型体SiO2、Al2O3、沸石等材料为载体，浸渍一种以上过渡金属的化合物或稀土金属化合物，用水溶性过渡金属化合物及稀土金属化合物分别浸渍或共浸于载体，在空气中于80～600℃干燥活化而成。该催化剂在200℃即可将空气中的含氰化合物(如氢氰酸、丙烯氰等)完全转化为无害的化合物。可广泛应用于化学工业及环境保护等领域。

Description

一种含氰废气净化催化剂及其制备方法
所属技术领域
本发明涉及一种含氰废气净化催化剂及其制备方法。可用于催化燃烧法治理含氰废气的工艺。可广泛应用于化工工业及环境保护等领域。
背景技术
在一些化工工艺废气中，含有剧毒的氰类化合物，如氢氰酸、丙烯氰等。如不加以净化直接排放，必将造成严重的空气污染。对于同类废气治理，国外一般采用直接燃烧法，但未见专利报道。直接燃烧法需外加燃料，运行成本较高。国内有人试验过液体吸收法，该法设备比较复杂，且产生剧毒的含氰废水，后续处理较繁琐。有一些专利(CN1107867A，CN86104274A，US4769224A，US3923957A，JP57153792A)报道了一种为保护工业催化剂免于中毒，从燃料气中去除微量HCN的方法。该方法应用的体系与本发明不同，都是在液体中进行催化水解，而不能进行气体催化。催化剂用的多是IIIA、IVA族的合金，如钛铝合金(CN1107867A)铜铝合金(JP57153792A)等，有的(US3923957A)甚至需要加入H2S气体，而且产物中都有NH3气体生成。易造成后续污染。
发明内容
本发明的目的是解决一些化工工艺中产生含氰废气的空气污染问题。所使用的技术是直接催化燃烧法。本发明研制了不含贵金属的新型催化剂，该催化剂的净化原理如下：
4HCN+5O2→2N2+2H2O+4CO2
4NH3+3O2→2N2+3H2O
2CO+O2→2CO2
该催化剂以SiO2、Al2O3、沸石等材料为载体，其形状为颗粒状、破碎状、球形、柱状、蜂窝状或成型体等；浸渍一种以上过渡金属化合物或稀土元素化合物，其负载的过渡金属为Fe、Co、Ni、V、Cu、Zn、Mo、W、Mn、Cd及稀土金属为La、Ce、Th中一种以上的水溶性化合物，其含量分别占催化剂重量的0.3～30％；用水溶性过渡金属化合物及稀土金属化合物分别浸渍或共浸于载体上，在空气中干燥活化而成，浸渍3～24h；在鼓风干燥箱或沸腾炉里于空气气氛中进行1～15h热处理，温度为80～600℃。
本发明制成的催化剂不仅价格便宜，而且对HCN的全转化温度为200℃，催化温度较之贵金属催化剂大幅降低。同时对废气中的氨气和一氧化碳也具有较好的催化转化作用。尾气中基本不含氮氧化物。
具体实施方式
实施例1
将200g直径为3～5mm球形的SiO2颗粒在烘箱中150℃烘3h备用。2～4g XCl(X为权利要求2中所述过渡金属元素)3～8g Co(NO3)2及5～10gCe(NO3)2溶于50ml水中，搅拌至完全溶解；将已备好的SiO2载体加入上述溶液中，充分搅拌，放置24h后，在烘箱中于100～600℃热处理2～8h，制成催化剂A。
实施例2
将实施例1所制催化剂A置于直径为4cm的石英管内，将装有催化剂A的石英管放入管状电炉中，通入流量为2m3/h的含HCN浓度为600～800mg/m3空气，在不同温度下测定HCN的透出浓度及催化转化率，结果如表1所示：
表1不同温度下催化剂对HCN的转化率
  催化温度(℃)  HCN的进口浓度(mg/m<sup>3</sup>)  HCN的出口浓度(mg/m<sup>3</sup>)  HCN的转化率(％)
  180  660  10.2  84.5
  190  689  1.9  97.3
  200  670  2.0  99.7
  210  705  0.0  100
实施例3
将实施例1制备的催化剂A用于某工厂含氰工艺废气治理，现场试验的结果如表2所示：
表2现场实测数据
  催化温度(℃)   HCN进口浓度(mg/m<sup>3</sup>)   HCN出口浓度(mg/m<sup>3</sup>)    HCN转化率(％)
  200   285.8   0.679    99.76
  250   316.0   0.571    99.82
  300   478.1   0.572    99.88

Claims (1)

1.一种含氰废气净化催化剂，其特征在于：所述催化剂以SiO2或沸石为载体，所述催化剂是将所述载体浸渍一种以上过渡金属的水溶性化合物并在空气中干燥活化而成，其中，所述的过渡金属选自Co、Ni、V、Cu、Zn、W、Mn和Cd；所述的过渡金属的水溶性化合物的重量占催化剂重量的0.3～30％；所述载体的形状为球形、柱状或蜂窝状；所述浸渍的浸渍搁置时间为3～24小时；所述在空气中干燥活化是在鼓风干燥箱或沸腾炉里于空气气氛中处理1～15小时，温度为80～600℃。
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利用TPD-MS、IR和XPS表征还原态Co-Mo/Al2O3.. 辛勤等.物理化学学报,，第6卷,卷第4期,期. 1990
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