[发明专利]一种净化工业尾气中四氟化硅的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种净化工业尾气中四氟化硅的方法。

背景技术

    四氟化硅又名氟化硅，分子式为SiF₄，是一种无色、有毒、有刺激性臭味的气体。易潮解，在潮湿的空气中可产生浓烟雾，人体吸入后可以引起头痛、恶心及不同程度的麻醉作用，对眼、皮肤、粘膜和呼吸道有严重损害并且腐蚀作用强。高浓度吸入者可致肺炎、肺水肿，严重中毒可引起呼吸麻痹而死亡。四氟化硅主要存在于工业排放的废气中，长时间在这种刺激和令人窒息的恶臭环境中工作会对人体造成严重危害。现在大大小小的化工类厂家不管其设备多么先进总是会排放大量的工业废气，其中主要废气有CO、NO_X、H₂S、HF、SiF₄等，由于工业尾气净化四氟化硅的相关研究较少，因此脱除四氟化硅对工业废气的净化具有深远的意义。

公开号为101134562公开了一种利用四氟化硅中间体用水吸收并水解，过滤后制得10-40%的氟硅酸溶液，然后制成氟硅酸钠，这种水洗法虽然方便快捷但是不适合高温制备与脱除。由于工业废气中一般温度达到五百度以上，因此水洗法不适宜用在此处。

Zhonghua Wang等在Industrial & Engineering Chemistry Research期刊第50卷12194-12202页中刊出的文章“Thermodynamic modeling and gaseous pollution prediction of the yellow phosphorus production”中指出四氟化硅在黄磷尾气中含量达到0.04991g/m³，肆意排放到空气中有很大的危害，目前还没有成熟的去除方法和途径。

针对以上问题本发明提出了去除工业废气中四氟化硅的途径，为我国尾气净化提出一条可行性方案。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种净化工业尾气中四氟化硅的方法，该方法采用改性活性炭对尾气中四氟化硅进行有效去除，为我国含四氟化硅尾气净化提出一条可行性方案。

    本发明采用如下具体工艺流程实现本发明目的：

1、催化剂制备：用70℃去离子水洗涤比表面积大，空隙发达的空白活性炭以去除其表面灰尘，将活性炭按固液质量比1：5-10放入氢氧化钾与磺化钛氰钴混合溶液中浸渍老化24-36h，过滤后用蒸馏水洗涤3-5次，在90-120℃下干燥12-24h，然后通入氮气，在绝氧条件、200-500℃下焙烧6-10h，即得到净化所用的催化剂；

2.净化工艺流程

（1）在固定床加入制备好的催化剂，密封；

（2）加热固定反应床，在40-100℃下将含有四氟化硅的工业尾气通入固定反应器，反应空速为100-300h^-1，并补充氧气，氧气在工业尾气中的体积百分比浓度为0.2-2.0%，吸附处理后尾气即为净化后尾气；

（3）气体净化后用色谱分析仪检测四氟化硅气体浓度；

3、催化剂再生工艺流程

将净化后失去活性的催化剂用水蒸气洗涤2-6小时，然后在100-150℃的温度下干燥12小时，可得再生后的催化剂。

本发明中氢氧化钾与磺化钛氰钴混合溶液是指在10%（W/V）的氢氧化钾溶液中加入磺化钛氰钴制备得到的溶液，其中氢氧化钾与磺化钛氰钴的质量比为1：0.1-5：0.1。

本发明方法的优点是：改性后的活性炭可以用在各工厂对工业尾气中的四氟化硅进行有效去除，且具有温度低、成本低、活性高的特点，其装置投资运行成本低，不受烟气负荷所限几乎不会产生污水、污酸等副产物。对于去除复杂成分的工业废气中的四氟化硅具有很可观的经济效益，该催化剂可再生并具备较好的催化性能，对环境污染较小，技术切实可行，通过本发明方法净化后的尾气，四氟化硅去除率在95%以上。

具体实施方式

    下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。

实施例1：本净化工业尾气中四氟化硅的方法，具体操作如下：

1、 将10.0g氢氧化钾溶于100ml的水溶液中，然后加入1.0g磺化钛氰钴室温下搅拌混合均匀，用70℃去离子水洗涤直径为1.5mm煤质活性炭，并将15g活性炭置入氢氧化钾与磺化钛氰钴混合溶液中浸渍老化24小时，然后将其过滤洗涤5次，在110℃的温度下干燥13小时，之后放入马弗炉中通入氮气，在绝氧条件、200℃下焙烧10小时，即得到净化所用的催化剂；