本发明专利技术公开了一种电渗析净化氰化氢工业废气的方法和装置，该方法将氰化氢废气从负极通入，在负极就可利用电芬顿反应产生的具有强氧化性的自由基对其进行净化；利用含钴全氟磺酸离子交换膜的选择透过性使部分未完全氧化的氰根离子在正极得到纯化与浓缩；正极纯化浓缩的氢氰酸加入不同类型的盐制成低毒且容易储运的氰化物，该方法加大了液相吸附的容量，在得到较高气体净化率的同时，可以利用液相吸附、电渗析和离子交换原理，加大有害废气净化量，产生的NH3、H2、O2等气体可作为其它工业生产的原料，避免净化过程中产生高毒害高危险的副产物，可以通过富集沉淀的方法得到具有较高附加值的副产品。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用电渗析技术净化处理以氰化氢工业废气的方法和装置，属于环境工程领域。
技术介绍
氰化氢分子式HCN，分子量27. 03。为无色透明液体，极易挥发，有苦杏仁味，闪点17.8°C，沸点25. 7°C，熔点-13. 4°C，相对密度O. 6884。与水互溶，同时可溶于乙醇、乙醚、甘油、苯、氯仿等。在许多工业废气中含有较多氰化氢，如焦炉煤气(含HCN O. 5-1. 5g/m3)，电石炉气(含HCN 3-4g/m3)、黄磷尾气(含HCN O. 1-0.2 g/m 3)，以及丙烯腈、丙烯酸树脂、农药杀虫剂的制造等从事生产或使用氰化氢的场合排放废气中都含有氰化氢。一方面近年来，由于对氰化氢衍生产品的不断开发，而使氰化氢产量不断增长，氰化氢已被用作C1化学的原料，与一氧化碳化学开始处于竞争关系。氢氰酸化学在C1化学领域中是一个重要分支，例如氢氰酸的水解反应脱除其氮原子就可获得甲酸；氢氰酸与烯、炔烃的氢氰化、与羰基的加成反应、CN-离子的亲电取代反应以及它的氢化和卤化反应都具有广泛的用途，因而对于利用氢氰酸开发的衍生产品与日俱增。另一方面，在常用危险化学品的分类及标志(GB 13690-92)中，将氰化氢划为第6.1类毒害品；在剧毒物品分级、分类与品名编号(GA 57-93)中，将该物质归属第一类A级无机剧毒品。氰化氢经呼吸道及消化道迅速吸收，与高铁型细胞色素氧化酶结合，变成氰化高铁型细胞色素氧化酶，失去传递氧的作用，引起组织缺氧而致中毒。人在O. 5 Ih内吸入100 200mg/m3氰化氢，即可引起死亡。突然间吸入高浓度剂量氰化氢可在几秒钟内使人毙命。由于氢氨酸既有剧毒性，又有火灾爆炸的危险性，对以氢氨酸为生产物料的生产或使用企业来说，为防止氰化氢急性中毒事故和火灾爆炸的发生，对含有氢氰酸的废气、废物等常通过焚烧的方法加以处理。目前，脱除工业废气中的氰化氢主要有水洗法、碱洗法、催化法和电渗析法。水洗法即用水洗涤废气，氰化氢溶于水中，将废气中的氰化氢脱除，该法其结果是将废气中的氰化氢转移到水中，含氰废水污染很大，必须进行处理，含氧废水处理很复杂，往往处理不彻底，还要排放一部分，造成二次污染。碱洗法废气用氢氧化钠或碳酸钠洗涤，对不含硫化氢的工业废气，生成氰化钠，对含有硫化氢的废气则生成硫氰化钠，这两种产物都是剧毒品，对企业增加了不少管理麻烦。催化法使用特定的催化剂，将含有氧化氢的废气通过催化剂，在一定条件下，将氰化氢催化成为无毒、低毒或易分解的物质。电渗析是利用离子交换膜和直流电场的作用，从溶液中分离出电解质组分的一种电化学分离过程。在直流电场的作用下以电位差为推动力，利用离子交换膜对阴阳离子的选择透过性能，使阴阳离子发生定向迁移，把电解质从溶液中分离出来，从而达到溶液的淡化、浓缩、精制或提纯的目的，电渗析技术在化工分离、生物分离和水处理中具有广泛的应用。公开号为CN 85108796 A的专利公开了一种从气体物流中去除氰化氢工艺，该方法是将HCN用两步法从气体分流去除，首先使气体物流与特殊的氧化反应剂接触，去除大部分HCN，然后，该气流与多硫化物溶液接触，再降低该气流中的氰化氢含量，该方法对低浓度的氧化氢去除效果不佳。申请号为200810058504.3的专利公开了一种利用特制的水解催化剂净化和回收工业废气中氰化氢的方法，该方法将废气中的氰化氢水解为氨，然后根据氨浓度确定回收氨的方法，也可以用氨水冷却后进入吸收塔联合脱除硫化氢，吸收硫化氢后的氨水在再生塔中用空气再生转化回收硫磺，该方法要使用特制的浸溃有一种或几种铜和钯盐的活性炭制成氰化氢水解催化剂，该方法需先加温催化水解再降温冷却吸收，能耗较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电渗析净化氰化氢工业废气的方法，该方法在具有选择透过性的密闭电渗析槽的阴极室中放置阴极电解液，然后在电压为0.5-1V条件下，使阴极电解液产生电芬顿反应，将浓度为50-1000ppm，流速为100-500ml/min的氰化氢工业废气从电渗析装置的阴极端进样口通入电渗析槽阴极室中氧化，未完全氧化的氰根离子通过电渗析槽内的离子交换膜进入含阳极电解液的阳极室得到浓缩，并制得氰化物沉淀，离心洗涤后，干燥制得氰化物产物。本专利技术中所述阴极电解液为Fe (OH)3、Fe (OH)2、Fe2 (SO4)3^FeSO4中的一种，浓度为0.003-0.007mol/L。本专利技术中所述阳极电解液为AgN03、CuSO4, ZnSO4中的一种，浓度为0.005-0.015mol/Lo本专利技术中所述离子交换膜为含钴全氟磺酸离子交换膜，含钴全氟磺酸离子交换膜按如下方法制备: (O以全氟过氧化物为引发剂、含氟化合物为混合溶剂，将全氟过氧化物和含氟化合物混合搅拌均匀，分离沉淀，沉淀水洗3-5次后烘干，150-200°c熔融挤出，得到含有-SO2F基团的全氟磺酸前体树脂，其中引发剂与含氟化合物的摩尔比为0.5-2:1 ； (2)按每克全氟磺酸前体树脂添加20-50ml含钴的NaOH水溶液的比例，将全氟磺酸前体树脂加入含钴的NaOH水溶液中，在100°C下回流24-48小时，然后充分水洗至PH值为中性，得到功能基团为-SO3Na的含钴离子交换树脂； (3)按每克含钴离子交换树脂添加0.001-0.0lmol 二甲基甲酰胺的比例，将含钴离子交换树脂置于高压釜中，加入二甲基甲酰胺，加热至150-200°C，恒温搅拌3-4小时，溶解得到树脂溶液，将溶液浇铸成膜，即得到含钴全氟磺酸离子交换膜。本专利技术中所述全氟过氧化物为2 — (2-氟磺酰乙氧基)一丙基乙烯基醚。本专利技术中所述含氟化合物为四氟乙烯与六氟丙烯按摩尔比1:1的比例混合制得。本专利技术中所述含钴的NaOH水溶液是将IOOmg聚酞箐钴(CoPPc)或磺化酞箐钴(CoSPc或CoPcS)添加到l-2ml质量百分比浓度为0.1-0.2%的氢氧化钠溶液中混合制得的溶液。本专利技术方法启动电渗析装置后使阴极产生碱性环境，阳极产生酸性环境；利用阴极上生成的H2O2与投入亚铁盐进行芬顿反应，生成羟基自由基(.0H)和氢氧根离子(0H_)；在产生了电芬顿反应的负极室通入氰化氢气体，并使其尽量被液体充分吸收；在正极室监测溶液中得氢化氰浓度，达到浓度要求(约为400ppm)即可提取纯化浓缩的氢氰酸，或者在阳极室加入电解液，可制得氰化物沉淀，离心洗涤后，干燥制得氰化物产物。本专利技术另一目的是提供一种电渗析净化氰化氢工业废气的装置，该装置包括电渗析室I和电源2，其中电渗析室I包括废气入口 3、净化气出口 4、出料口 5、阴性电极6、阳性电极7、含钴全氟磺酸离子交换膜10和隔板，离子交换膜将电渗析槽分隔为淡化室9和浓缩室8，阴性电极6、净化气出口 4和废气入口 3设置在淡化室9上，阳性电极7和出料口 5设置在浓缩室8上，隔板用于固定支撑含钴全氟磺酸离子交换膜，阴阳电极与电源2连接，其中阴性和阳性电极为石墨电极，电渗析室I由聚四氟乙烯板材制备。该装置以自行研制的对氰根离子选择透过性较好的含钴全氟磺酸离子交换膜为电渗析膜并构成密闭电渗析装置，利用该装置处理氰化氢废气，在使氰化氢废气得到有效净化的同时可以纯化浓缩氰化氢溶液得到氢氰酸或根据需要制备氰化氢其它衍生产品。本专利技术的原理是本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电渗析净化氰化氢工业废气的方法，其特征在于：在具有选择透过性的密闭电渗析槽的阴极室中放置阴极电解液，然后在电压为0.5?1V条件下，使阴极电解液产生电芬顿反应，将浓度为50?1000ppm，流速为100?500ml/min的氰化氢工业废气从电渗析装置的阴极端进样口通入电渗析槽阴极室中氧化，未完全氧化的氰根离子通过电渗析槽内的离子交换膜进入含阳极电解液的阳极室得到浓缩，并制得氰化物沉淀，离心洗涤后，干燥制得氰化物产物。
【技术特征摘要】
1.一种电渗析净化氰化氢工业废气的方法，其特征在于:在具有选择透过性的密闭电渗析槽的阴极室中放置阴极电解液，然后在电压为0.5-1V条件下，使阴极电解液产生电芬顿反应，将浓度为50-1000ppm，流速为100-500ml/min的氰化氢工业废气从电渗析装置的阴极端进样口通入电渗析槽阴极室中氧化，未完全氧化的氰根离子通过电渗析槽内的离子交换膜进入含阳极电解液的阳极室得到浓缩，并制得氰化物沉淀，离心洗涤后，干燥制得氰化物产物。2.根据权利要求1所述电渗析净化氰化氢工业废气的方法，其特征在于:阴极电解液为 Fe (OH) 3、Fe(OH)2'Fe2(SCM) 3、FeSO4 中的一种，浓度为 0.003-0.007mol/L。3.根据权利要求1所述电渗析净化氰化氢工业废气的方法，其特征在于:阳极电解液为 AgN03、CuSO4、ZnSO4 中的一种，浓度为 0.005-0.015mol/L。4.根据权利要求1所述电渗析净化氰化氢工业废气的方法，其特征在于离子交换膜为含钴全氟磺酸离子交换膜，含钴全氟磺酸离子交换膜按如下方法制备: (O以全氟过氧化物为引发剂、含氟化合物为混合溶剂，将全氟过氧化物和含氟化合物混合搅拌均匀，分离沉淀，沉淀水洗3-5次后烘干，150-200°C熔融挤出，得到含有-SO2F基团的全氟磺酸前体树脂，其中引发剂与含氟化合物的摩尔比为0.5-2:1 ； (2)按每克全氟磺酸前体树脂添加20-50ml含钴的NaOH水溶液的比例，将全氟磺酸前体树脂加入含钴的NaOH水溶液中，在100°C下回流24-48小时，然后充分...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁平，于勇涛，瞿广飞，林奕璐，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。