[發明專利]一種催化水解氰化氫的催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201310739576.5
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103657655A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 田森林;何貞泉;寧平;谷俊杰;關清卿;袁信;閆林霞;趙倩
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;B01J23/72;B01J23/26;B01J29/00;B01D53/86;B01D53/54
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技術領域

本發明涉及一種催化水解氰化氫的催化劑的制備方法，屬于工業廢氣凈化領域。

背景技術

氰化氫（HCN）為劇毒物質，是工業廢氣中最典型的非常規有毒有害污染物之一，HCN常見于化學加工以及工礦業的生產過程，生產實踐中HCN主要來源于煤的氣化，液化，焦化及熱解工藝以及PAN碳纖維的高溫炭化處理過程等，HCN的危害一方面在于它的劇毒性，一般人們在含HCN濃度為20ppm的空氣中暴露數小時即可引起中毒，而對人的致死量也僅為1mg/kg體重，另一方面，HCN的存在還影響工業生產，在各種氣體物流中，HCN和O₂的同時存在會產生腐蝕性的NO_X，它和HCN都會導致設備的腐蝕，此外，對于合成氣工藝而言，氰化氫還是潛在的催化劑毒物，發明人認為能從合成氣中有效去除HCN對于保護下游催化劑，減少生產成本將是極為有利的。因此，無論是從環境保護還是提高生產實踐的工藝的角度而言，研發高效先進的HCN凈化催化劑都具有重大的意義。

傳統的HCN凈化技術可分為濕法和干法兩大類。濕法以吸收法為主，該方法要點是將含HCN的廢氣通入堿液，HCN被吸收后轉化為CN^-,然后對其中的CN^-處理后，轉化為無毒無害的物質，再進行排放，中國專利CN86104274A，CN101730574A，以及美國專利4505881介紹了幾種采用堿液來除去HCN的方法，專利CN102149638A則介紹了使用有機試劑與HCN形成共價鍵去除乙二腈中HCN的方法。雖然，這些方法技術成熟，應用廣泛，但是都避免不了費用高、容易導致二次污染的問題。干法的種類則相對較多，包括吸附法、燃燒法、催化燃燒法等。傳統的吸附法常以比表面積大的材料，如活性炭，作為吸附介質，通過物理與化學吸附除去HCN。吸附法對HCN脫除較為徹底，并且通過再生還可循環使用，但是吸附介質吸附量有限，需要頻繁再生更換。燃燒法是針對生產實踐中的尾氣多來源于高溫過程的特點而開發的，預熱溫度高和氮氧化物限制了這種技術的推廣。中國專利CN1404904A，CN1404900A介紹了使用貴金屬鉑銠脫除HCN的方法，該法降低了反應所需的溫度和能耗，然而貴金屬鉑的使用量比重太大（一般占到催化劑總重量的90%以上），導致成本高昂。催化燃燒法是對直接燃燒法的進一步改進。中國專利CN1416950A和CN1462652A介紹了使用催化劑，催化燃燒HCN從而達到凈化的目的。但它包括了催化劑易受污染和使用條件嚴格等缺點。

近年來，作為新興研究的催化水解技術由于其條件相對溫和，性價比高，越來越多地受到企業和研究人員的重視。HCN催化水解的技術原理是安氏法等工業催化合成HCN的逆反應，即：HCN+H₂O→NH₃+CO。廢氣中的HCN在催化劑活性組分作用下可與水反應分解為NH₃和CO等低毒或易于后續處理的物質。實際上，催化水解HCN的技術由來已久。早在1952年，J.D.F?Marsh就研究比較了400℃下不同氧化催化劑對HCN的催化水解。日本專利申請第53-5065號公開了一種處理HCN廢氣的兩步法。其水解催化劑優選活性氧化鋁為載體,以過渡金屬為活性組分，產物為NH₃和CO。