[發明專利]一種電石爐尾氣凈化劑及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201310527354.7
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103551105A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 張華西;陳耀壯;李杰靈;鄭珩
• 申請（專利權）人: 西南化工研究設計院有限公司
• 主分類號: B01J20/18
• 分類號: B01J20/18;B01J20/30;C01B31/18
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 吳彥峰

技術領域

本發明涉及工業尾氣凈化中的凈化劑，尤其是一種電石爐尾氣的凈化劑以及利用該凈化劑凈化電石爐尾氣的方法。?

背景技術

電石是有機合成工業的重要基本原料，以電石乙炔為原料可制取聚氯乙烯、氯丁橡膠、聚乙烯醇、乙炔炭黑、三氯乙烯等，也作鋼鐵的脫硫劑，還用于金屬切割和焊接氣體。聚氯乙烯（PVC）行業是國內電石的主要消費領域，約占電石消費的75%。我國是世界上第一大電石生產國，共有電石生產企業450多家，?2010年電石產能2200萬噸，產量1500萬噸。?

電石生產是傳統的高污染、高能耗產業。密閉式電石爐每生產一噸電石副產電石爐尾氣約400Nm³。電石爐尾氣中包含CO、硫化物、氟化物、氯化物等高污染物質。僅按密閉式電石產量1000萬噸計，我國每年共產生電石爐尾氣40億Nm³以上，有6000噸焦油、1810噸氟化物、6500噸硫化物等有毒物排入大氣。若采用清潔凈化技術，焦油、氟、硫廢物可以無害處理利用，每年可回收利用的CO資源，折合標準煤209萬噸以上、減排200萬噸CO₂。?

電石爐尾氣組成十分復雜，在綜合利用前必須對其加以凈化提純。但凈化技術難度很大，國內外目前尚無成熟、先進可行的工業化清潔生產技術與設備，因此回收利用率很低，大都直接放空或點燃排放，少部分用作廢熱鍋爐的燃料，造成嚴重的大氣污染，同時又造成巨大的資源浪費。到2011年底，全國電石爐尾氣利用量不足5億立方米，利用率不足10％。因此，開發先進、可靠的電石爐尾氣凈化提純清潔技術已經迫在眉睫。?

目前，電石爐尾氣中的雜質脫除主要有濕法和干法技術工藝。濕法技術水洗后會有含磷、砷、氟、氯、硫等的劇毒廢水產生，對環境造成極大污染。干法技術利用化學吸附原理，采用活性金屬對雜質進行去除，但目前的這些凈化劑很難同時將上述幾種雜質去除干凈，需要分步脫除，費時費力，工藝復雜。?

發明內容

本發明的目的是提供一種簡單、高效的同時脫除電石爐尾氣中的氟化物、氯化物、磷化物、砷化物和硫化物的凈化劑，用在電石爐尾氣凈化方法中，特別是用在電石爐尾氣凈化提濃CO的方法中，以簡化方法工藝步驟。?

本發明的另一個目的是提供一種上述凈化劑的制備方法。?

本發明的另一個目的是提供上述凈化劑的應用，將上述凈化劑用于電石爐尾氣凈化中，進一步用于電石爐尾氣凈化提濃CO中。?

一種電石爐尾氣凈化劑，以A-X組合沸石為載體，負載活性金屬組分。以占凈化劑的質量百分比計，負載量優選為1%-45%，進一步優選為5%-35%。?

優選的，活性金屬組分選自以下三組：氧化鐵和/或氧化鋅；銅和/或鉬；銀和/或鎳。?

優選的，A-X組合沸石由15%-65%重量的沸石A和35%-85%重量的沸石X組成。更優選的，A-X組合沸石由25%-55%重量的沸石A和45%-75%重量的沸石X組成。?

按照硅鋁原子比，沸石X分為低硅X型沸石、中硅X型沸石和高硅X型沸石，其中，Si/Al原子比低于1.1稱為低硅X型沸石，Si/Al原子比在1.1-1.2范圍的稱為中硅X型沸石，Si/Al原子比在高于1.2的稱為高硅X型沸石。?

申請人經過實驗證明，在A-X組合沸石中，低硅X型沸石作為載體對于脫除電石爐尾氣中氟、氯、磷、砷、硫的效果更理想。?

因此，沸石X的Si?/Al原子比優選為0.90-1.2，進一步優選為1-1.1。?

一種制備上述凈化電石爐尾氣的凈化劑的方法，包括：?

(1)在室溫、充分攪拌條件下按SiO₂/Al₂O₃摩爾比1.2-3.6，優選1.8-2.5，將硅酸鈉水溶液迅速加入鋁酸鈉水溶液中，形成凝膠，攪拌1小時-2小時，移至不銹鋼結晶器中，靜置老化2小時-4小時，在40℃-110℃，優選55-95℃進行變溫結晶，控制變溫結晶的溫度包括70℃以上溫度和70℃以下溫度，30小時-80小時后結晶完成，過濾，將固體用去離子水洗滌三次，在90℃-110℃干燥，得到A-X組合沸石粉末；

(2)將制得的沸石粉末、占凈化劑質量百分比1%-18%的田菁粉、氧化鐵和/或氧化鋅、硫酸銅和/或硝酸鉬、硝酸銀和/或硝酸鎳的水溶液混合，擠條，在420℃-680℃下焙燒5小時-6小時，即得。