一种黄磷尾气的脱磷催化反应工艺和催化剂的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种黄磷尾气的脱磷催化反应工艺和催化剂。所述黄磷尾气的脱磷催化反应工艺包括：按照预设的体积百分比向黄磷尾气注入液态水或水蒸气，形成气水混合物；将所述气水混合物经预热转变为气态后，按预设空速通过催化剂，其中的总磷被催化氧化生成磷氧化物，遇水蒸气生成磷酸后，在150～200℃的反应温度下脱附，以气态形式随反应尾气流出。本发明可以在较低反应温度下连续脱磷，减少能耗。
【专利说明】一种黄磷尾气的脱磷催化反应工艺和催化剂
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种黄磷尾气的脱磷催化反应工艺和催化剂。
【背景技术】
[0002]黄磷在生产过程中，磷矿石在高温电炉中被焦炭还原，碳以CO、磷以单质磷(主要是单质磷)的形式从上方出电炉，其它物种以炉渣(主要是硅酸钙)的形式从下方出电炉。高温气体经数级水喷淋冷却后，磷蒸汽变为液态黄磷进入受磷槽，未冷凝的炉气即为黄磷尾气。黄磷尾气主要的可利用成分为CO，约占80~90%，其他则为粉尘、水蒸气、CH4、C02、N2、02、砷化氢、氟化氢、总硫(H2S和有机硫，其中以H2S为主)、总磷(单质磷和PH3)等杂质。
[0003]
【权利要求】
1.一种黄磷尾气的脱磷催化反应工艺，其特征在于，包括: 按照预设的体积百分比向黄磷尾气注入液态水或水蒸气，形成气水混合物； 将所述气水混合物经预热转变为气态后，按预设空速通过催化剂，其中的总磷被催化氧化生成磷氧化物，遇水蒸气生成磷酸后，在150?200°C的反应温度下脱附，以气态形式随反应尾气流出； 其中，所述催化剂通过以下步骤制备: 将比表面积为1000?2000m2/g的活性炭纤维载体置入金属盐溶液中，在抽真空条件下浸溃； 停止抽真空，向浸溃后的溶液中滴加磷酸盐溶液，调节PH值呈碱性，所述金属盐溶液与磷酸盐溶液，生成不与硫化物反应的金属磷酸盐沉淀，附着在所述活性炭纤维载体上，经老化、过滤和烘干，得到用于黄磷尾气连续脱磷的催化剂。
2.根据权利要求1所述的黄磷尾气的脱磷催化反应工艺，其特征在于，所述金属盐溶液为铁或铜的盐溶液，所述铁盐为氯化铁或硝酸铁，所述铜盐为氯化铜或硝酸铜。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述铁盐中铁的浓度为0.04?0.12mol/L,所述铜盐中铜的浓度为0.03?0.lmol/L，所述置入金属盐溶液中浸溃的时间为4?12小时。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷酸盐溶液为饱和浓度的磷酸二氢钾水溶液，所述调节PH值呈碱性时，pH值为9?11中任一值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述老化的时间为12?24小时，所述烘干的温度为100?200°C。
6.根据权利要求1所述的黄磷尾气的脱磷催化反应工艺，其特征在于，所述液态水或水蒸气与黄磷尾气的预设体积百分比为10: 90?50: 50中任一值。
7.根据权利要求1所述的黄磷尾气的脱磷催化反应工艺，其特征在于，所述对气水混合物进行预热的温度为150?200°C中任一值。
8.根据权利要求1所述的黄磷尾气的脱磷催化反应工艺，其特征在于，所述预设空速为500?1000tr1中任一值。
9.根据权利要求1所述的黄磷尾气的脱磷催化反应工艺，其特征在于，还包括: 将所述经催化反应后的黄磷尾气冷凝为磷酸溶液。
10.一种用于权利要求1-9中任一项所述的黄磷尾气的脱磷催化反应工艺的催化剂，其特征在于: 所述催化剂以不与硫化物反应的金属磷酸盐为催化活性组分，以比表面积为1000?2000m2/g的活性炭纤维载体为催化剂载体； 所述活性炭纤维载体经抽真空条件下的浸溃处理； 所述催化剂对黄磷尾气中的总磷催化氧化所成的磷氧化物，在遇水生成磷酸后，在150?200°C的反应温度下与所述催化剂分离。
【文档编号】B01J23/745GK104069734SQ201310100029
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2013年3月26日
【发明者】勾华杰, 高翊, 蒋化, 唐伟, 张佳平, 耿云峰, 童显忠, 谢有畅 申请人:北京北大先锋科技有限公司