CO铜基变换催化剂氰化氢中毒机理热力学研究.pdfVIP

第40卷 第5期 化 学 工 程 Vo1．40No．5 2012年 5月 CHEMICALENGINEERING(CHINA) Mav 2012 CO铜基变换催化剂氰化氢 中毒机理热力学研究 张 乐，宁 平，田森林，刘 望 (昆明理工大学 环境科学与工程学院，云南 昆明 650093) 摘要：为了掌握 CO变换催化剂在高炉煤气气氛下的中毒机理 ，文中采用热力学非均相反应体系中的Gibbs自由能 最小原理，从理论上分析了CO变换催化剂在高炉煤气气氛下，HCN中毒可能发生的化学反应及产物。对各个反 应的吉布斯 自由能及化学反应平衡常数进行了对 比分析，结果表明：氰化氢 (HCN)对于铁基高温变换催化剂在其 活性温度下的中毒作用很小，而对于铜基低温变换催化剂在 1oo一3oo℃的活性温度下 ，主要的中毒产物为CuCN， CuO，CuO，Cu(OH)z，c，且高炉煤气 自身的主要气体混合也是使催化剂中毒的原因之一。此外 ，氧气的存在会加 快催化剂的中毒反应。其中低温变换催化剂的活性物质 cu微晶与CO和 O：反应的吉布斯 自由能小于0，且绝对 值最大 ，热力学平衡常数最大。这个反应是竞争能力最强的主导反应。 关键词 ：变换催化剂；氰化氢；中毒 ；热力学 中图分类号：O643．362；0462．1 文献标识码：A 文章编号2012)05-0027-05 Thermodynamicanalysisforhydrogencyanidepoisoning ofCO copper—basedshift catalysts ZHANG Le，NING Ping，TIAN Sen-lin，LIU Zhao (FacultyofEnvironmentalScienceandEngineering，KunmingUniversityofScienceand Technology，Kunming650093，YunnanProvince，China) Abstract：InordertograsptheCO shiftcatalystinanatmosphereofblastfurnacegas poisoningmechanism，basedon theadvantageoftheminimum ofGibbsfreeeneryg ofheterogeneousreactionsystem inthermodynamics，theprobable chemicalreactionsandproductsfromhydrogencyanide(HCN)poisoningofCOshiftcatalystintheblastfurnacegas atmospherewereanalyzed．By comparingGibbsfree eneryg and chemical reaction equilibrium constantofeach reaction，itconcludesthatthepoisoningeffectofHCN ontheiron—basedhis【htemperatureshiftcatalystatitsactivity temperatureisverysmal1．Forcopper—basedlow temperatureshift catalystatitsactivitytemperatureof100—300oC， themaintoxicproductsareCuCN，CuO，Cu2O，Cu(OH)2，C，andthepartofblastfurnacegasisalsooneofthe reasonstomakecatalystpoisoning．Thecatalystpoisoningcouldbespeededupduetotheexistenceofoxygen．The Gibbsfreeen