[發(fā)明專(zhuān)利]一種焦?fàn)t煤氣催化水解精脫氰的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111034800.1
• 申請(qǐng)日: 2021-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113663511A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬懿星;王明飛;寧平;王學(xué)謙;王郎郎;周菲;王飛;孫鑫;王馳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01D53/86
• 分類(lèi)號(hào): B01D53/86;B01J23/10;B01J23/75;B01J21/06;B01D53/54
• 代理公司: 昆明同聚專(zhuān)利代理有限公司 53214
• 代理人: 蘇蕓蕓

本發(fā)明提供了一種焦?fàn)t煤氣催化水解精脫氰的方法，該方法是將粗脫硫脫氰后的焦?fàn)t尾氣冷卻至100℃~200℃，通入氣固催化反應(yīng)器中，在水蒸氣、溫度、催化劑同時(shí)存在的條件下，對(duì)焦?fàn)t尾氣中的HCN進(jìn)行催化水解反應(yīng)，該反應(yīng)可在無(wú)氧或微氧條件下進(jìn)行，將焦?fàn)t煤氣中劇毒的HCN全部轉(zhuǎn)化為易脫除的低毒NH₃，反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單，NH₃選擇性高，不生成其他含氮副產(chǎn)物，有效延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，隨后在常規(guī)脫除反應(yīng)其中去除NH₃，精脫氰后的焦?fàn)t煤氣可作為優(yōu)質(zhì)清潔能源循環(huán)利用，提高了資源利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣體處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種焦?fàn)t煤氣催化水解精脫氰的方法。

技術(shù)背景

我國(guó)是煤炭消耗大國(guó)，煉焦所用的煤炭占非燃料用煤的70%以上，焦炭生產(chǎn)量占世界總量的40%，2016年我國(guó)焦炭產(chǎn)量約4.1億噸，產(chǎn)生副產(chǎn)品焦?fàn)t煤氣約578億立方米。處理后的焦?fàn)t煤氣富含氫源和甲烷，是一種優(yōu)質(zhì)的高熱值可燃性氣體，可作為清潔能源被廣泛應(yīng)用于冶金燃?xì)狻⒊鞘忻簹狻⒐I(yè)燃料、化工原料等領(lǐng)域。

焦?fàn)t煤氣的主要成分是H₂（54%-60%，體積分?jǐn)?shù)）、CH₄（23%-26%）、CO（5%-8%）、N₂（2%-5%）、CO₂（1%-3%）、O₂（0.3%-0.6%），此外還含有硫化氫（H₂S）、氰化氫（HCN）、碳基硫（COS）、二硫化碳（CS₂）等雜質(zhì)。由于HCN是一種具毒性、高腐蝕性的氣體，HCN廢氣凈化要滿(mǎn)足嚴(yán)格的環(huán)境排放及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，防止HCN造成大氣污染和危害人體健康，因此脫除HCN十分必要。此外，HCN的凈化也是實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣資源化利用及其他工業(yè)氣體凈化的需要。

目前，國(guó)內(nèi)外主要利用吸附、吸收、燃燒等方法處理高濃度的HCN，而對(duì)焦?fàn)t煤氣中低濃度的HCN的關(guān)注較少，但是HCN具有劇毒性，而且是NO_x的前驅(qū)體，焦?fàn)t煤氣中低濃度HCN的凈化不容忽視。低濃度HCN的凈化方法以催化氧化和催化水解兩種途徑為主，催化氧化一般利用貴金屬等催化劑經(jīng)過(guò)多個(gè)復(fù)雜反應(yīng)將HCN氧化為NO_x、CO₂、H₂O、N₂等，反應(yīng)溫度過(guò)高、過(guò)程中易生成其他副產(chǎn)物，催化水解法是利用水解催化劑，將HCN水解成NH₃和CO的低毒產(chǎn)物，反應(yīng)能耗低，反應(yīng)過(guò)程單一，不生成氣體副產(chǎn)物，能有效避免催化劑中毒，延長(zhǎng)催化劑的壽命。

專(zhuān)利申請(qǐng)CN140405 A、CN140400A、CN140404A公開(kāi)了利用鉑、銠、鈀等催化劑凈化HCN，此方法存在反應(yīng)溫度過(guò)高（250~550℃）、貴金屬的價(jià)格昂貴、反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生副產(chǎn)物等問(wèn)題；專(zhuān)利申請(qǐng)CN142652A公開(kāi)了一種催化燃燒法去除廢氣中的HCN、NH₃、焦油等，該方法能夠有效控制氮氧化物的生成，但反應(yīng)溫度過(guò)高，所需氧含量過(guò)大，受到焦?fàn)t尾氣實(shí)際工況的限制；專(zhuān)利申請(qǐng)CN103657655A發(fā)明了一種催化水解HCN的催化劑，但催化劑的制備過(guò)程需要在超臨界及亞超臨界狀態(tài)下制備，且反應(yīng)溫度高，轉(zhuǎn)化率低，在300℃才能實(shí)現(xiàn)90%以上的去除率；專(zhuān)利申請(qǐng)CN104190429A公開(kāi)了一種HCN水解催化劑的制備方法，該催化劑采用溶膠凝膠法制備鈦基催化劑，過(guò)程中涉及多種有機(jī)溶劑和多種金屬前驅(qū)體，制備方法中存在多種控制因素，同時(shí)存在催化反應(yīng)溫度過(guò)高的問(wèn)題；CN103463972A發(fā)明了一種水解-氧化耦合法凈化HCN的催化劑制備方法，該催化劑適用于小空速范圍(500~9000h^-1)，且過(guò)程中不可避免的有氮氧化物生成。