[发明专利]一种离子液体催化剂及其催化氧化净化含磷化氢尾气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子液体催化剂及其催化氧化净化含磷化氢尾气的方法，属

于大气污染控制领域。

背景技术

磷化氢（PH₃）是一种恶臭、无色、致癌的剧毒气体。当空气中浓度 2～4mg/m³ 可嗅到其气味；9.7mg/m³ 以上浓度,可致中毒； 550～830mg/m³ 接触 O.5～1.0 小时发生死亡, 2798mg/m³可迅速致死。PH₃作为难净化污染物会在黄磷生产、镁粉制备、次磷酸钠生产、乙炔生产、饲料发酵、半导体工业生产和熏蒸杀虫等过程中产生，不仅造成了环境污染、危害了人体健康、而且制约着生产过程控制、安全生产及废物综合利用。

目前，PH₃废气的净化有燃烧、吸附法、化学吸收等方法。燃烧法净化PH₃多见于黄磷尾气的传统处理方法中，它是利用黄磷尾气具有较高的热值，在燃烧的高温下将PH₃及其它污染物氧化净化。该方法不能回收黄磷尾气中CO，资源能源浪费大。有报道采用燃烧法去除PH₃的反应器，该反应器的PH₃净化效率可接近100%，但其能源消耗大、气体驱动困难、处理量小。

吸附法可分为物理吸附法和化学吸附法，物理吸附法是利用吸附剂大的比表面积及表面自由能对吸附质进行吸附，其吸附能力较低。目前较多用的是化学吸附，典型的吸附法有浸渍活性炭催化氧化法及变温变压吸附法；在专利CN 1398658A中公开了一种采用固定床催化氧化净化黄磷尾气的方法，其中催化氧化催化剂采用浸渍活性炭，浸渍活性炭催化氧化法净化效率较高，但采用此方法脱磷时，需消耗大量的活性炭，且需进行活性炭的浸渍处理，虽然活性炭可以再生，但由于活性炭对P₂O₃和P₂O₅的吸附能力很强，存在吸附剂再生较困难的缺点。此外，受原料气中其它污染物的影响，活性炭易失效。专利CN 1345620A公布了一种用变压吸附净化黄磷尾气的方法，变压吸附是利用在不同压力下吸附剂对PH₃吸附能力的差别进行PH₃分离净化的。该方法工艺较复杂、投资大，且变压过程中要消耗大量能量。另外亦有低温吸附法、金属氧化物吸附法的报道，低温吸附法是一种采用氧化铜、氧化锰、氧化硅、氧化铝、氧化锌中至少一种金属氧化物经成型后作为吸附剂，可在低于10℃下使用脱除PH₃的一种吸附方法；金属氧化物吸附法是将PH₃高温加热分解，利用温度高于100℃氧化钙使分解彻底并与分解生成的单质磷生成磷化钙以净化PH₃的方法。现有已报道的PH₃净化方法中，采用吸附法的较多。

氧化剂氧化吸收法是利用含氧化剂（如：次氯酸钠、高锰酸钾、硫酸、过氧化氢等）的溶液与PH₃进行化学反应实现PH₃的净化，这些工艺在粮食、烟草行业、仓储领域较为常见。该方法要消耗氧化剂，脱磷效率取决于氧化剂浓度，而吸收反应过程中氧化剂浓度下降很快，因而存在运行成本较高、脱磷效率易波动、装置可操作性差的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离子液催化剂，该离子液体催化剂为钯基、亚铜

基离子液体催化剂，其中离子液体和金属催化剂的摩尔比为1:0.01～4。

本发明另一目的在于提供用离子液体催化剂催化氧化净化含磷化氢尾气的方法，这是一种节能、环保、安全的从含磷化氢尾气中脱除磷化氢的方法，同时磷化氢被氧化为磷酸副产品而实现资源化，有效去除磷化氢的污染问题，同时还为富含一氧化碳的黄磷尾气或密闭电石炉尾气作为一碳化工原料提供实用的净化技术。

本发明离子液体催化剂配制所需的原料如下：

① 离子液体：氯化1-丁基-3-甲基咪唑[Bmim]Cl，溴化1-丁基-3-甲基咪唑[Bmim]Br；

② 金属离子催化剂：氯化钯；氯化亚铜；溴化亚铜。