[发明专利]一种脱除电石炉尾气中氟氯的净化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及用于净化电石炉尾气的净化剂，尤其是一种脱除电石炉尾气中氟氯的净化剂及其制备方法和应用。 

背景技术

电石是有机合成工业的重要基本原料，以电石乙炔为原料可制取聚氯乙烯、氯丁橡胶、聚乙烯醇、乙炔炭黑、三氯乙烯等，也作钢铁的脱硫剂，还用于金属切割和焊接气体。聚氯乙烯（PVC）行业是国内电石的主要消费领域，约占电石消费的75%。我国是世界上第一大电石生产国，共有电石生产企业450多家， 2010年电石产能2200万吨，产量1500万吨。 

电石生产是传统的高污染、高能耗产业。密闭式电石炉每生产一吨电石副产电石炉尾气约400Nm³。电石炉尾气中包含CO、硫化物、氟化物、氯化物等高污染物质。仅按密闭式电石产量1000万吨计，我国每年共产生电石炉尾气40亿Nm³以上，有6000吨焦油、1810吨氟化物、6500吨硫化物等有毒物排入大气。若采用清洁净化技术，焦油、氟、硫废物可以无害处理利用，每年可回收利用的CO资源，折合标准煤209万吨以上、减排200万吨CO₂。 

电石炉尾气组成十分复杂，在综合利用前必须对其加以净化提纯。但净化技术难度很大，国内外目前尚无成熟、先进可行的工业化清洁生产技术与设备，因此回收利用率很低，大都直接放空或点燃排放，少部分用作废热锅炉的燃料，造成严重的大气污染，同时又造成巨大的资源浪费。到2011年底，全国电石炉尾气利用量不足5亿立方米，利用率不足10％。因此，开发先进、可靠的电石炉尾气净化提纯清洁技术已经迫在眉睫。 

目前，电石炉尾气中的氟氯脱除主要有湿法和干法技术工艺。湿法技术水洗后会有含氟、氯的剧毒废水产生，对环境造成极大污染。干法技术利用化学吸附原理，采用活性金属对杂质进行去除，但目前的这些净化剂很难同时将氟和氯去除干净，需要分步脱除，费时费力，工艺复杂。 

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种简单、高效的有效脱除电石炉尾气中的氟化物和氯化物的净化剂，以克服现有去除方法净化效果差或工艺复杂、净化过程中产生二次污染、对环境影响很大的缺陷。 

本发明的另一目的是提供上述净化剂的制备方法。 

本发明的另一目的是提供上述净化剂的应用。 

一种脱除电石炉尾气中氟氯的净化剂，以A-X组合沸石为载体，负载脱除氟氯用的活性金属组分，以占净化剂的质量百分比计，负载量优选为1%-40%，进一步优选为5%-30%。 

优选的，活性金属组分为银、铈、镍、钴等中的一种或多种。 

优选的，A-X组合沸石由15%-65%重量的沸石A和35%-85%重量的沸石X组成。更优选的，A-X组合沸石由25%-55%重量的沸石A和45%-75%重量的沸石X组成。 

按照硅铝原子比，沸石X分为低硅X型沸石、中硅X型沸石和高硅X型沸石，其中，Si/Al原子比低于1.1称为低硅X型沸石，Si/Al原子比在1.1-1.2范围的称为中硅X型沸石，Si/Al原子比在高于1.2的称为高硅X型沸石。 

申请人经过实验证明，在A-X组合沸石中，低硅X型沸石作为载体对于脱除电石炉尾气中氟、氯的效果更理想。 

因此，沸石X的Si /Al原子比优选为0.90-1.2，进一步优选为1-1.1。 

一种制备上述脱除电石炉尾气中氟氯的净化剂的方法，包括： 

(1)在室温、充分搅拌条件下按SiO₂/Al₂O₃摩尔比1.2-3.6优选1.8-2.5将硅酸钠水溶液迅速加入铝酸钠水溶液中，形成凝胶，搅拌1-2小时，移至不锈钢结晶器中，静置老化2小时-4小时，在40℃-110℃进行变温结晶，控制变温结晶的温度包括70℃以上温度和70℃以下温度，30小时-80小时后结晶完成，过滤，将固体用去离子水洗涤三次，在90℃-110℃干燥，得到A-X交叉共生的组合沸石粉末；

(2)将制得的沸石粉末、占净化剂质量百分比1%-15%的田菁粉和硝酸银、硝酸铈、硝酸镍、硝酸钴中的一种或多种水溶液混合，挤条，在400℃-700℃下焙烧2小时-8小时，即得。

通常情况下，在较高温度如70℃以上条件下可促进A型沸石的生成。因此，为了得到A-X交叉共生的组合沸石粉末，步骤（1）的变温结晶过程需要控制为部分过程在70℃以上进行而部分过程在70℃以下进行，通过控制结晶温度可以控制产物中的A型结晶单元和X型结晶单元的相对量。