本发明专利技术公开了一种离子液催化剂及其催化氧化净化含磷化氢尾气的方法，离子液催化剂为钯基、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；将含磷化氢的尾气通过水洗和碱洗后，根据处理尾气组分的不同，调整尾气中氧气与磷化氢的摩尔比，对尾气中磷化氢进行吸收与氧化分步处理或吸收氧化同步处理，尾气通入吸收塔内与离子液体催化剂进行反应，得到净化气体，离子液催化剂氧化后，再循环重复使用，本方法中离子液催化剂适用范围广，稳定选择性好，净化效率高，可循环使用，净化过程可在低温条件下进行，净化过程中磷化氢被氧化为磷酸副产品，净化尾气可作为一碳化工原料，降低了净化成本，实现了资源综合利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于大气污染控制领域。
技术介绍
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 ％ig/m3可嗅到其气味；9. 7mg/m3以上浓度，可致中毒；550 830mg/m3接触0. 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C0，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°C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°C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。
技术实现思路
3本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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Cl，溴化1-丁基-3-甲基咪唑Br ；②金属离子催化剂氯化钯；氯化亚铜；溴化亚铜。本专利技术方法处理的对象为含PH3气体的尾气，包括有黄磷尾气(尾气的组成为CO 85% 90%、CO2 1 4%、H2 1% 8%、N2 2% 5%、H20 5%, PH3 400 1400mg/m3)、密闭电石炉尾气(典型的尾气组成为(体积百分比):C0 80% 85%、H2 7%、CO2 1. 5%、O2 2%、N2 7%、 PH3 200 950mg/m3)及镁粉制备、次磷酸钠生产、饲料发酵、半导体工业生产和熏蒸杀虫过程中产生的含PH3尾气。本专利技术方法按如下步骤进行 (1)离子液体催化剂的配制很多过渡金属的无机盐能以络合阴离子的形式与离子液体基质复合形成新的离子液体，将离子液体与金属离子催化剂按摩尔比1:0. 01 4混合，在开放的环境中加热搅拌， 搅拌温度30°C 60°C，搅拌时间30min 60min，即得到钯基、亚铜基离子液体催化剂。(2)磷化氢气体的吸收氧化A、富含一氧化碳的黄磷尾气或密闭电石炉尾气中磷化氢吸收与氧化分步进行的催化氧化净化工艺由于黄磷尾气、密闭电石炉尾气中富含一氧化碳，经净化后可作为一碳化工原料气。若通过补氧后再进行净化，则可能由于补氧过程而混入更多的杂质气体，同时也降低催化氧化净化的选择性。因此，对黄磷尾气、密闭电石炉尾气中磷化氢的脱除可采用磷化氢吸收与氧化分步进行的工艺，该工艺的特征是净化后的气体还用作其他生产环节的原料。将含磷化氢尾气在吸收塔(湍球吸收塔或板式吸收塔或鼓泡吸收塔或文丘里洗涤塔或搅拌鼓泡吸收塔)内于20 120°C与所配制的亚铜基或钯基离子液体催化剂溶液进行反应，在反应过程中，有少部分亚铜离子与磷化氢接触反应后生成难溶的磷铜，少部分钯离子与磷化氢接触反应后变为难溶的钯单质，大部分作为催化剂的活性组分。磷化氢以溶解状态存在于离子液体中，反应结束后得到富含一氧化碳的净化气体。然后将吸收了磷化氢的催化剂溶液送入氧化塔(填料反应器或湍球吸收反应器或板式反应器或鼓泡反应器或降膜反应器或搅拌鼓泡反应器)进行氧化。在氧化塔中鼓入空气或氧气，空气或氧气通入流速为4L/min 8L/min，使吸收在离子液体中的磷化氢(以溶解状态存在)与氧发生氧化反应而变为磷酸；钯单质则被氧化为二价钯离子；磷铜被转化为磷酸和二价铜离子；氧化后的催化剂溶液从氧化塔排出，再送入吸收塔循环使用。B、镁粉制备、次磷酸钠生产、饲料发酵、半导体工业生产和熏蒸杀虫过程中产生的含磷化氢尾气的补氧-催化氧化净化工艺针对镁粉制备、次磷酸钠生产、饲料发酵、半导体工业生产和熏蒸杀虫过程中产生的含磷化氢尾气，磷化氢浓度波动范围在lmg/m3 4X 105mg/m3间，产生的尾气工业利用价值不高，通常经净化后直接外排，所以可根据这些尾气中氧含量与磷化氢含量情况采取补氧-催化氧化工艺。为保证磷化氢在液相催化氧化过程中充分的氧化净化，进入催化氧化反应器的含磷化氢尾气中氧气与磷化氢的摩尔比应大于2，若氧含量偏低，可采用空气或氧气与含磷化氢尾气混合，使氧气与磷化氢的摩尔比大于2。将上述调节好氧含量的含磷化氢尾气与所配制成的钯基离子液体催化剂或亚铜基离子液体催化剂溶液在吸收塔(填料反应器或湍球吸收反应器或板式反应器或鼓泡反应器或降膜反应器或搅拌鼓泡反应器)内于20 120°C进行反应，磷化氢在离子液体中被氧化为磷酸，从而实现从含磷化氢尾气中脱除磷化氢的目的，离子液催化剂氧化后循环重复使用。液相催化氧化的原理为(以亚铜基离子液体为例) Cu1CJt -Pff1 [iraimJCu1Cl^ · Pffi + IO1 [bmimjC'UjC^ + IEjPOi总反应式PH3 (g)YlO2(g)催化剂;3H+(aq) +PO^~(aq)本技专利技术与现有技术相比所具有如下的优点 (1)本专利技术的离子液体催化剂催化活性高、稳定性好、选择性好黄磷尾本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：瞿广飞，施玉琨，张军，宁平，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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