一种液态合金吸收及催化氧化卤代烃的方法技术

本发明专利技术涉及一种液态合金吸收及催化氧化卤代烃的方法，其包括以下步骤，1.将两种或大于两种的金属混合形成液态合金；2.吸收过程：将步骤1得到的液态合金放置在吸收器中，将低沸点卤代烃气体CH

A method of absorption and catalytic oxidation of halohydrocarbon by liquid alloy

【技术实现步骤摘要】
一种液态合金吸收及催化氧化卤代烃的方法
本专利技术属于环保领域，涉及卤代烃的处理技术，尤其是低沸点卤代烃的处理技术，具体为一种液态合金吸收及催化氧化卤代烃的方法。
技术介绍
随着社会经济发展，空气污染加剧，挥发性有机物对社会经济环境和居民健康造成了严重损害，其中一部分是挥发性卤代烃。挥发性卤代烃主要有氟代烃、氯代烃、溴代烃和碘代烃。挥发性卤代烃在大气中有较强的光化学反应活性，能够成为臭氧等二次污染的有机污染物，同时还能生成气溶胶有机物。近年来，随着公众的环保意识增强，对卤代烃的治理日益引起人们的重视。从工业排放的有机废气中处理卤代烃可以减少对环境的污染，具有很好的经济效益，环境效益和社会效益。目前常用的去除卤代烃的方法有一下三种：（1）氧化法：利用氧化剂或者直接燃烧来处理卤代烃，该方法优点是工艺流程简单，但是具有能耗高，卤元素不易被捕获，容易造成光气、二恶英等二次污染的缺点。（2）吸附吸收法：吸附吸收法的优点是适用范围广，并可回收有价值的产品，缺点是卤代烃属于非极性分子，采用常规的有机溶剂吸收卤代烃过程中，分子间范德华力较弱，直接吸收传质动力小，回收过程中能源消耗高，会造成其他有机物的污染。（3）冷凝法：冷凝法过程中所需饱和蒸汽压过高，不及时处理，有害物质会再次释放出来污染空气。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种液态合金吸收及催化氧化卤代烃的方法，制备方法简单，能够高效降解卤代烃，最高可达到85.47%卤代烃转化率。同时捕获卤元素，避免了使用其它方法易造成的卤元素二次环境污染问题。为实现上述目的，本专利技术针对现有低沸点卤代烃治理过程中卤元素处理难度大、吸收吸附率低，会造成二次污染等问题。根据低沸点卤代烃气体和液态合金的性质，采用在较低温度下呈现液态的且与卤代烃发生化学反应的液态合金吸收卤代烃，提供一种在低温下对卤代烃进行治理的方法。本专利技术制备方法包括以下步骤，其包括以下步骤，（1）将两种或两种以上的金属混合形成液态合金：选取双金属或者大于两种以上的多金属M按照一定的质量比例在温度为T℃的条件下制备成液态合金S。所述液态合金有两种或两种以上的金属构成。对于温度T℃的选择，根据合金的熔点选择即可，保证在该温度T℃下两个合金能够混合并成为液态。（2）液态合金的吸收过程：将步骤（1）得到的液态合金S放置在吸收器中，将低沸点卤代烃气体CH3(CH2)nX通入所述吸收器中反应。吸收器提供给了反应的空间和场所，液态合金S在吸收器内，低沸点卤代烃气体CH3(CH2)nX通入该吸收器内与放置在吸收器内的液态合金S进行反应，本步骤的产物为每个金属元素对应的金属卤代物、H2O、(CH3)n和CH3(CH2)nX-S。所述吸收器为常规的反应容器，比如反应釜等。具体反应过程有如下三个过程：三个过程同时进行过程一(水参与的部分反应)：1、CH3(CH2)nX+H2O→(CH3)n+HX2、HX+S→AX+BX+H·(自由基)3、H·+O2→H2O(重新参与步骤一)过程二(无水参与的部分反应)：1、2、HX+S→AX+BX过程三：CH3(CH2)nX+S→CH3(CH2)nX-S(络合物或者螯合物)其中过程二中所产生的H2O可以继续参加到过程一反应当中。（3）液态合金的催化氧化过程：步骤（2）中，卤代烃低沸点卤代烃气体CH3(CH2)nX经液态合金吸收后，产生的二次污染物(CH3)n进一步经过液态合金的催化氧化作用得到CO2和H2O。步骤（3）中，同时进行的反应还有低沸点卤代烃气体CH3(CH2)nX经液态合金吸收后，生成的CH3(CH2)nX-S即金属络合物或金属螯合物，进一步经过液态合金的催化氧化作用得到每个金属元素对应的金属卤化物、CO2和H2O。整个反应过程中，液态合金由于是过量的，所以既在步骤（2）中充当了吸收剂起到吸收的作用又在步骤（3）中充当了催化氧化剂，起到催化氧化的作用。进一步地，所述液态合金中的金属选自以下（1）-（8）的金属组合之一：（1）Cr、K、Na；（2）K、Na；（3）Ga、Sn；（4）Ga、In、Sn；（5）Ga、In；（6）Bi、Pb、Sn；（7）Sn、Pb；（8）Bi、Pb、In、Cd、Sn。液态合金S所选择的双金属或大于两种金属的多金属在室温或较低温度下即可制备成液态合金S，并且处理卤代烃所需温度也较低，能源消耗低，制备方法简单。进一步地，所述液态合金选自以下（1）-（8）的金属组合之一，各组合内的金属质量比为：（1）Cr:K:Na=70~75:20~25:3~5；（2）K:Na=75~80:20~25；（3）Ga:Sn=85~90:10~15；（4）Ga:In:Sn=60~65:20~25:15~20；（5）Ga:In=75~80:20~25；（6）Bi:Pb:Sn=30~35:50~55:15~20；（7）Sn:Pb=60~65:35~40；（8）Bi、Pb、In、Cd、Sn=40~45:20~25:15~20:4~6:5~10。进一步地，所述低沸点卤代烃气体CH3(CH2)nX中所述低沸点卤代烃气体CH3(CH2)nX中，其中n大于0且小于等于10，X=F、Cl、Br或I。进一步地，X=F、Cl、Br或I中的一种，包含相应卤代烃分子的正构和异构体。进一步地，步骤（2）中，卤代烃气体CH3(CH2)nX和液态合金的质量比为1:2~15。进一步地，步骤（2）和步骤（3）中，反应温度为20℃~200℃。在这个温度范围内，液态合金S为液态，反应温度不高，能源消耗低，制备方法简单。进一步地，步骤（2）中，通入的低沸点卤代烃气体CH3(CH2)nX的浓度为10ppm~1000ppm；通入的低沸点卤代烃气体CH3(CH2)nX的湿度处于1%~99%之间，也就是低沸点卤代烃气体CH3(CH2)nX的湿度大于等于1%且小于等于99%。本专利技术利用液态合金来吸收的低沸点卤代烃气体，适合大部分挥发性卤代烃的处理。进一步地，在常压下，将低沸点卤代烃气体CH3(CH2)nX通入所述吸收器中反应，工艺简单，节约能源。进一步地，步骤（1）中，液态合金中的金属元素为M1、M2至Mn，步骤（2）中，得到的最终产物包括（CH3）n、每个金属元素对应的属卤代物M1X、M2X至MnX和金属络合物或金属螯合物CH3(CH2)nX-M1-M2-…-Mn。步骤（2）中的最终产物还有H2O和CO2。步骤（3）中，最终的产物为每个金属元素对应的属卤代物M1X、M2X至MnX、CO2和H2O。本专利技术的反应时间为，低沸点卤代烃气体CH3(CH2)nX通入时反应开始，直至吸收器中的总物料的质量不再发生变化为止。本专利技术产生的卤化盐和气体后续处理方法简单，即将无机类卤化物的废液与高岭土-碳酸钠（1:1）的混合物充分混合，喷洒氨水至没有白烟放出为止，后过滤沉淀物检查无重金属离子后即可排放。本专利技术积极效果如下：（1）液态合金所选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态合金吸收及催化氧化卤代烃的方法，其特征在于：其包括以下步骤，/n（1）将两种或大于两种的金属混合形成液态合金；/n（2）吸收过程：将步骤（1）得到的液态合金放置在吸收器中，将低沸点卤代烃气体CH

【技术特征摘要】
1.一种液态合金吸收及催化氧化卤代烃的方法，其特征在于：其包括以下步骤，
（1）将两种或大于两种的金属混合形成液态合金；
（2）吸收过程：将步骤（1）得到的液态合金放置在吸收器中，将低沸点卤代烃气体CH3(CH2)nX通入所述吸收器中反应；
（3）催化氧化过程：低沸点卤代烃气体CH3(CH2)nX经液态合金吸收后，产生的二次污染物(CH3)n，(CH3)n进一步经过液态合金的催化氧化作用得到CO2和H2O。


2.根据权利要求1所述的一种液态合金吸收及催化氧化卤代烃的方法，其特征在于：所述液态合金中的金属选自以下（1）-（8）的金属组合之一：（1）Cr、K、Na；（2）K、Na；（3）Ga、Sn；（4）Ga、In、Sn；（5）Ga、In；（6）Bi、Pb、Sn；（7）Sn、Pb；（8）Bi、Pb、In、Cd、Sn。


3.根据权利要求2所述的一种液态合金吸收及催化氧化卤代烃的方法，其特征在于：所述液态合金选自以下（1）-（8）的金属组合之一，各组合内的金属质量比为：
（1）Cr:K:Na=70~75:20~25:3~5；（2）K:Na=75~80:20~25；（3）Ga:Sn=85~90:10~15；（4）Ga:In:Sn=60~65:20~25:15~20；（5）Ga:In=75~80:20~25；（6）Bi:Pb:Sn=30~35:50~55:15~20；（7）Sn:Pb=60~65:35~40；（8）Bi、Pb、In、Cd、Sn=40~45:20~25:15~20:4~6:5~10。


4.根据权利要求1所述的一种液态合金吸收及催化氧化卤代烃的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：段二红，楚培齐，俞磊，王彦杰，张亦媛，刘欣悦，廖中华，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北;13