一种PH3选择性低温催化还原NO的方法技术

本发明专利技术公开了一种PH3选择性低温催化还原NO的方法，该方法以PH3为还原剂，在活性炭基催化剂存在条件下催化还原NO；反应后尾气中NO的去除率可达60%以上；本发明专利技术方法简单、成本低，符合实际应用的工况；解决NH3-SCR中NH3不易运输的问题；该方法可直接用于磷化工企业产业园区其它企业脱硝，使得污染物磷化氢气体可以被利用起来，变废为宝，达到资源化利用；反应温度低于常规处理方法，节约能源；避免因消耗液氨或尿素过多造成与农业争粮的局面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大气污染净化
，具体地说是一种PH3选择性低温催化还原NO的方法。
技术介绍
氮氧化物（其中NO占90%以上）是主要的大气污染物之一。它可导致光化学烟雾和臭氧层的破坏，还是形成PM2.5的一个重要的前驱体源，严重危害人类的健康。因此，去除NOx已经成为环保领域中重要课题。目前去除的NOx有效技术为NH3选择性催化还原NO（NH3-SCR）技术。但是，该技术将会消耗大量的NH3。而液氨或尿素是农业化肥的重要组分，过多的消耗尿素或氨气将会引起农业化肥产量降低，导致农产品产量下降。按照我国年合成液氨或尿素产量和NOx生成量来计算，全国去除NOx可消耗10%的年生产总量的铵盐，这样将形成与农业争粮的局面。在NH3-SCR的系统中，一般加入等量或过量的NH3，导致NH3直接逸入到大气中，带来二次污染。并且该反应中可生成硝酸铵盐/亚硝酸铵盐，不仅导致催化剂失活，也可能发生爆炸，造成安全隐患。此外，氨气运输不便，易造成安全隐患。因此，开发新的去除NOx的技术方法是势在必行。磷化氢（PH3）可通过单质磷与浓碱液制备，利用PH3代替NH3，选择性催化还原NO是一种切实可行的方法。目前尚未见文献报道，该方法简单易行，具有工业应用的前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种PH3选择性低温催化还原NO的方法，利用PH3气体的还原性，以PH3为还原剂，在活性炭基催化剂存在条件下催化还原NO，该方法投资、运行成本低，易于工业化应用。本专利技术方法催化还原的反应温度50-120℃，经过脱硫塔脱硫后的含NO的烟气可以直接利用PH3气体和催化剂催化还原NO，或者利用工厂废气余热把需处理烟气加热后再进行催化还原。所述NO的浓度范围为100-600ppm，PH3和NO浓度比为0.6-1.2。该方法的反应式为。所述活性炭基催化剂是将活性炭置于浓度为0.01-5mol/L的硝酸盐溶液中，在60-70℃下超声2-8h后，置于105℃下烘8-24h，最后在300-450℃下焙烧3-5h制得；其中硝酸盐为硝酸钴、硝酸锰，硝酸铁、硝酸铈、硝酸铜、硝酸锆、硝酸镍、硝酸镧中一种或几种混合物。本专利技术针对上述处理技术中存在的问题，采用PH3选择性低温催化还原NO方法去除NO，且NO去除率可达60%以上，为工业废气净化NO提供了一条简单易行的途径。反应后残存的PH3可通过现有技术净化制备磷酸，做到变废为宝，不产生二次污染，如采用专利CN101318124A、CN1345619A和CN1398658A中方法。反应中产生的P2O5可通过相关技术手段制备磷酸，如参照专利CN101732962A和CN101690866A中方法。和现有技术相比，本专利技术有如下优点：1、方法简单、成本低，符合实际应用的工况；2、解决NH3-SCR中NH3不易运输的问题；3、该方法可直接用于磷化工企业产业园区其它企业脱硝，使得污染物磷化氢气体可以被利用起来，变废为宝，达到资源化利用；4、反应温度低于常规处理方法，节约能源，在NH3-SCR体系中，反应温度一般为300-400℃，需消耗大量的能源来维持高温反应，导致运行成本加大；该方法不需额外消耗能源，而且对反应后的产物（PH3和P2O5）还可以加以回收，制备磷酸；5、避免因消耗液氨或尿素过多造成与农业争粮的局面。附图说明图1为本专利技术一级脱硝装置NO去除效率结果示意图；图2为本专利技术一级脱硝装置NO去除效率结果示意图；图3为本专利技术一级脱硝装置NO去除效率结果示意图；图4为本专利技术二级脱硝装置NO去除效率结果示意图；图5为本专利技术一级脱硝装置NO去除效率结果示意图；图6为本专利技术一级脱硝装置NO去除效率结果示意图；图7为本专利技术实施例6方法流程示意图；图8为本专利技术实施例7方法流程示意图。具体实施方案下面通过附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术保护范围不局限于所述内容。实施例1：本PH3选择性低温催化还原NO的方法，具体内容如下：考虑到实际需要，进入脱硝装置前含NO的废气温度一般为60-80℃，实验室模拟含100ppmNO的烟气，同时按NO和PH3浓度比为1加入PH3气体，5%的氧气，N2作为平衡气，以PH3为还原剂，在活性炭基催化剂上催化还原NO，其中活性炭基催化剂是将活性炭置于浓度为0.1mol/L的硝酸盐溶液（硝酸钴和硝酸镍按质量比1:1混合）中，在60℃下超声5h后，置于105℃下烘15h，最后在300℃下焙烧5h制得；NO的去除率如表1：表1。实施例2：本PH3选择性低温催化还原NO的方法，具体内容如下：考虑到实际需要，进入脱硝装置前含NO的废气温度一般为60-80℃，实验室模拟含600ppmNO的烟气，同时按NO和PH3浓度比为0.6加入PH3气体，2%的氧气，N2作为平衡气，以PH3为还原剂，在活性炭基催化剂上催化还原NO，其中活性炭基催化剂是将活性炭置于浓度为0.4mol/L的硝酸盐（硝酸铁和硝酸铜按质量比3:1混合）溶液中，在60℃下超声8h后，置于105℃下烘20h，最后在350℃下焙烧4h制得；NO的去除率如表2：表2。实施例3：本PH3选择性低温催化还原NO的方法，具体内容如下：考虑到实际需要，进入脱硝装置前含NO的废气温度一般为60-80℃，实验室模拟含400ppmNO的烟气，同时按NO和PH3浓度比为1.2加入PH3气体，10%的氧气，N2作为平衡气，以PH3为还原剂，在活性炭基催化剂上催化还原NO，其中活性炭基催化剂是将活性炭置于浓度为1mol/L的硝酸盐（硝酸锆和硝酸铜按质量比2:1混合）溶液中，在65℃下超声3h后，置于105℃下烘24h，最后在400℃下焙烧4h制得，NO的去除率见图1。实施例4：本PH3选择性低温催化还原NO的方法，具体内容如下：考虑到实际需要，进入脱硝装置前含NO的废气温度一般为60-80℃，实验室模拟含400ppmNO的烟气，同时按NO和PH3浓度比为1.2加入PH3气体，5%的氧气，N2作为平衡气，以PH3为还原剂，在活性炭基催化剂上催化还原NO，其中活性炭基催化剂是将活性炭置于浓度为3mol/L的硝酸盐溶液（硝酸锰和硝酸铁按质量比1:2的比例混合）中，在70℃下超声2h后，置于105℃下烘8h，最后在450℃下焙烧3h制得；当烟气温度为80℃，NO的去除率可达53%（见图2）。实施例5：本PH3选择性低温催化还原NO的方法，具体内容如下：考虑到实际需要，进入脱硝装置前含N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PH3选择性低温催化还原NO的方法，其特征在于：以PH3为还原剂，在活性炭基催化剂存在条件下催化还原NO。

【技术特征摘要】
1.一种PH3选择性低温催化还原NO的方法，其特征在于：以PH3为还原剂，在活性炭基催
化剂存在条件下催化还原NO。
2.根据权利要求1所述的PH3选择性低温催化还原NO的方法，其特征在于：NO的浓度为
100-600ppm，NO和PH3浓度比为0.6-1.2。
3.根据权利要求1或2所述的PH3选择性低温催化还原NO的方法，其特征在于：催化还原
的反应温度50-120℃。
4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁平，张秋林，宋忠贤，王学谦，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53