[发明专利]用于烧除含贵金属材料的方法和装置

说明书

多吨规模的多种化学工艺，例如用于燃料生产的重整，用于聚合物化学的单体的生产或氨的生产，使用贵金属和含贵金属的物质作为催化剂。原则上，贵金属可以在工艺中以两个状态存在。催化活性物质或者以包含反应物的均匀混合物的形式存在，或者以包含反应物的非均相混合物的形式存在，并且在大多数情况下催化活性物质沉积在惰性载体材料上。在许多情况下，非均相催化剂是优选的，因为它们可以容易地从反应混合物中除去，例如，通过过滤。非均相催化剂中的贵金属通常位于通常为惰性的宏观载体材料上，例如，成型体由氧化铝，氧化硅或碳构成。用于这种类型的成型体的材料通常是高度多孔的，因此能够使贵金属在大的表面上均匀分布。如果使用碳作为载体材料，则碳可以由例如多孔石墨或活性碳组成。

含贵金属的催化剂的活性在一定的操作时间后降低，并且需要更换催化剂。由于贵金属价格昂贵，只有在工艺中使用的贵金属能够回收的情况下，使用含贵金属的催化剂通常是经济的。通常，基于多孔载体材料的废多相贵金属催化剂经受湿化学处理以溶解并回收贵金属。由于湿化学溶解通常发生在强氧化性溶液中，无机和/或有机结合碳干扰该过程，因为除了其它效应之外，它会引起强烈的起泡。所述无机和/或有机结合碳可以源自例如载体材料或来自工艺残余物(例如原料，产物残余物，副产物，溶剂)。

这是需要具有可用于从含贵金属组合物中除去无机和/或有机结合碳的方法的基础，以允许贵金属被更有效地进一步处理。

为此，EP1951919A1描述了一种从含贵金属的材料中除去碳的两步法，其中首先在惰性氮气氛中进行挥发性组分的热解，接着在大气氧存在下使不良可燃材料燃烧。该方法的缺点是，需要将氮气或其它惰性气体加热到炉室外约800℃的处理温度，然后需要将其供应到炉室中进行热解步骤。惰性气体的使用不仅相对昂贵，而且将惰性气体加热到工艺温度会消耗大量的能量。

因此，本发明的目的是提供一种从含贵金属组合物中热除去无机和/或有机结合碳的方法，其不需要供应预热的惰性气体，因此可以更经济地操作，并且比根据现有技术可行的材料有效。

该目的通过一种从包含至少一个直接燃烧器和至少一个排气管道的炉室内的含贵金属组合物中除去无机和/或有机结合碳的方法来实现，其特征在于以下步骤：

a)在炉室内提供包含无机和/或有机结合碳的部份的含贵金属组合物；

b)关闭炉室；

c)借助于至少一个直接燃烧器加热炉室的内容物，以建立450℃至1000℃范围内的温度T1并保持温度T1持续5分钟至48小时；

由此，一旦炉室关闭，炉室和周围环境之间的任何气体交换只能通过所述至少一个直接燃烧器和至少一个排气管道进行。

根据本发明方法的上述步骤可以直接一个接一个地进行，由此这是优选的。

含贵金属组合物可以是包含至少一种贵金属并且还包含无机和/或有机结合碳的部份或其混合物的任何类型的组合物。优选地，这涉及废非均相催化剂。

在这种情况下，含贵金属组合物可以是固体、液体或固体和液体的混合物。优选地，含贵金属组合物可以包含粉末，灰分，淤渣，焦油，溶液，分散体，悬浮液，纤维材料，薄膜/箔，膜和颗粒材料中的至少一种。

所述至少一种贵金属可以选自由Pd，Pt，Ir，Ru，Rh，Ag和Au组成的组。在本发明上下文中，所述至少一种贵金属可以以元素和/或化学结合的形式存在。贵金属化合物例如可以是无机化合物，即贵金属盐，贵金属氧化物或配位化合物。

可以从含贵金属组合物中除去的碳包含无机结合的碳，例如以单质形式，例如石墨，活性碳，烟灰，玻璃碳或无定形碳，和盐，例如碳酸盐或碳酸氢盐。此外，根据本发明的方法也可以用于从含贵金属组合物中除去有机化合物，即包含其它元素(例如H，N，P，O和S)的化合物中的有机结合的碳。如果含贵金属组合物源自催化应用，则碳可以是催化剂或反应残余物，例如原料，副产物或溶剂的一部分。

含贵金属组合物中也可以存在有机和无机结合碳的混合形式，例如氧化石墨。而且，含贵金属组合物可以包含无机和有机结合的碳。

此外，含贵金属组合物还可包含例如选自Si，Al，Ti，Zr，Sn，Cr，Ce，B，Ca，Mg和Zn中的至少一种元素的氧化物。

为了能够以特别节能的方式操作根据本发明的方法，优选将炉室设计得尽可能紧凑。因此，炉室体积与含贵金属组合物体积的比例低的炉室是有利的。优选地，炉室体积与含贵金属组合物的体积之比为1至50，特别是2至30，特别优选3至15。