一種黃磷尾氣的脫磷催化反應(yīng)工藝和催化劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種黃磷尾氣的脫磷催化反應(yīng)工藝和催化劑。所述黃磷尾氣的脫磷催化反應(yīng)工藝包括：按照預(yù)設(shè)的體積百分比向黃磷尾氣注入液態(tài)水或水蒸氣，形成氣水混合物；將所述氣水混合物經(jīng)預(yù)熱轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)后，按預(yù)設(shè)空速通過催化劑，其中的總磷被催化氧化生成磷氧化物，遇水蒸氣生成磷酸后，在150～200℃的反應(yīng)溫度下脫附，以氣態(tài)形式隨反應(yīng)尾氣流出。本發(fā)明可以在較低反應(yīng)溫度下連續(xù)脫磷，減少能耗。
【專利說明】一種黃磷尾氣的脫磷催化反應(yīng)工藝和催化劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種黃磷尾氣的脫磷催化反應(yīng)工藝和催化劑。

【背景技術(shù)】
[0002]黃磷在生產(chǎn)過程中，磷礦石在高溫電爐中被焦炭還原，碳以CO、磷以單質(zhì)磷(主要是單質(zhì)磷)的形式從上方出電爐，其它物種以爐渣(主要是硅酸鈣)的形式從下方出電爐。高溫氣體經(jīng)數(shù)級水噴淋冷卻后，磷蒸汽變?yōu)橐簯B(tài)黃磷進(jìn)入受磷槽，未冷凝的爐氣即為黃磷尾氣。黃磷尾氣主要的可利用成分為CO，約占80~90%，其他則為粉塵、水蒸氣、CH4、C02、N2、02、砷化氫、氟化氫、總硫(H2S和有機硫，其中以H2S為主)、總磷(單質(zhì)磷和PH3)等雜質(zhì)。
[0003]

【權(quán)利要求】
1.一種黃磷尾氣的脫磷催化反應(yīng)工藝，其特征在于，包括: 按照預(yù)設(shè)的體積百分比向黃磷尾氣注入液態(tài)水或水蒸氣，形成氣水混合物； 將所述氣水混合物經(jīng)預(yù)熱轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)后，按預(yù)設(shè)空速通過催化劑，其中的總磷被催化氧化生成磷氧化物，遇水蒸氣生成磷酸后，在150?200°C的反應(yīng)溫度下脫附，以氣態(tài)形式隨反應(yīng)尾氣流出； 其中，所述催化劑通過以下步驟制備: 將比表面積為1000?2000m2/g的活性炭纖維載體置入金屬鹽溶液中，在抽真空條件下浸潰； 停止抽真空，向浸潰后的溶液中滴加磷酸鹽溶液，調(diào)節(jié)PH值呈堿性，所述金屬鹽溶液與磷酸鹽溶液，生成不與硫化物反應(yīng)的金屬磷酸鹽沉淀，附著在所述活性炭纖維載體上，經(jīng)老化、過濾和烘干，得到用于黃磷尾氣連續(xù)脫磷的催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷尾氣的脫磷催化反應(yīng)工藝，其特征在于，所述金屬鹽溶液為鐵或銅的鹽溶液，所述鐵鹽為氯化鐵或硝酸鐵，所述銅鹽為氯化銅或硝酸銅。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述鐵鹽中鐵的濃度為0.04?0.12mol/L,所述銅鹽中銅的濃度為0.03?0.lmol/L，所述置入金屬鹽溶液中浸潰的時間為4?12小時。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷酸鹽溶液為飽和濃度的磷酸二氫鉀水溶液，所述調(diào)節(jié)PH值呈堿性時，pH值為9?11中任一值。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述老化的時間為12?24小時，所述烘干的溫度為100?200°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷尾氣的脫磷催化反應(yīng)工藝，其特征在于，所述液態(tài)水或水蒸氣與黃磷尾氣的預(yù)設(shè)體積百分比為10: 90?50: 50中任一值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷尾氣的脫磷催化反應(yīng)工藝，其特征在于，所述對氣水混合物進(jìn)行預(yù)熱的溫度為150?200°C中任一值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷尾氣的脫磷催化反應(yīng)工藝，其特征在于，所述預(yù)設(shè)空速為500?1000tr1中任一值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃磷尾氣的脫磷催化反應(yīng)工藝，其特征在于，還包括: 將所述經(jīng)催化反應(yīng)后的黃磷尾氣冷凝為磷酸溶液。
10.一種用于權(quán)利要求1-9中任一項所述的黃磷尾氣的脫磷催化反應(yīng)工藝的催化劑，其特征在于: 所述催化劑以不與硫化物反應(yīng)的金屬磷酸鹽為催化活性組分，以比表面積為1000?2000m2/g的活性炭纖維載體為催化劑載體； 所述活性炭纖維載體經(jīng)抽真空條件下的浸潰處理； 所述催化劑對黃磷尾氣中的總磷催化氧化所成的磷氧化物，在遇水生成磷酸后，在150?200°C的反應(yīng)溫度下與所述催化劑分離。
【文檔編號】B01J23/745GK104069734SQ201310100029
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月26日
【發(fā)明者】勾華杰, 高翊, 蔣化, 唐偉, 張佳平, 耿云峰, 童顯忠, 謝有暢 申請人:北京北大先鋒科技有限公司