[发明专利]黄磷炉尾气中膦的氧化去除方法及其装置

说明书

一、技术领域

本发明主要涉及黄磷炉尾气中膦(PH₃)的去除方法及其装置，尤其是用液体吸收塔结合强氧化剂选择性地吸收、氧化尾气中的膦，实现黄磷炉尾气中膦的有效去除方法。

二、背景技术

黄磷装置在生产运行过程中有大量的黄磷炉尾气，它的主要成份为一氧化碳，放散后对人类健康的危害性很大，人员吸入后轻则头昏脑胀，重则中毒死亡。因此国家在《大气环境质量标准》中对CO浓度有明确限制(二级标准区域的浓度限值为10mg/M³)。虽然放散的黄磷炉尾气经过空气的扩散稀释，但在低空风向不稳定时仍有可能局部超过极限浓度，造成人员的危害。使用黄磷炉尾气烧锅炉，可以将尾气中的CO几乎100％地燃烬，从而避免了CO排放对人体的危害，同时黄磷炉尾气中的低热值热能也得到了充分利用。为此很多公司曾进行将黄磷装置放空的黄磷炉尾气用于烧锅炉生产蒸汽的尝试，但由于尾气中的黄磷、膦等还原性物质燃烧后的次生气体对锅炉的强腐蚀作用，导致设备运行和维护困难，因此有效去除对锅炉设备具强腐蚀性的杂质气体如膦PH₃，实现黄磷炉尾气的热能综合利用，对于黄磷企业污染废弃物的资源化综合利用以及节能降耗和减少对周围环境的污染是完全必要的，符合循环经济的发展要求。

目前还没有成熟的PH₃去除方法可供黄磷炉尾气工业使用，少数专利技术利用重金属盐和PH₃的反应：

PH₃+8CuSO₄+4H₂O→4Cu₂SO₄+H₃PO₄+4H₂SO₄

2PH₃+3Cu₂SO₄→2Cu₃P+3H₂SO₄

PH₃+4Cu₂SO₄+4H₂O→8Cu+H₃PO₄+4H₂SO₄

通过将CuSO₄固定在多孔硅等载体上，实现去除气体污染物PH₃的目的，并已在半导体工业上得到广泛使用，但该技术仅适合处理低含量/少量的气体膦，而大规模工业化使用由于催化剂价格昂贵及再生困难等原因而受到限制。同时由于黄磷炉尾气中含有大量的CO，它能与亚铜盐能发生如下配合反应：

Cu₂SO₄+2CO+4H₂O→Cu₂SO₄(CO)₂2H₂O

由于形成配合物，消耗了第一步反应生成的亚铜盐，使催化剂难以被用于深度脱膦，导致脱膦效率下降，成本升高。因此开发新的黄磷炉尾气中PH₃的去除方法，实现黄磷炉尾气的资源化综合利用，对于降低环境污染、能源消耗和企业生产成本，提高整体社会经济效益具有重要的意义。

三、发明内容

技术问题：本发明的目的是为黄磷生产企业提供一种黄磷炉尾气中PH₃的去除方法及装置，以进一步实现黄磷炉尾气的资源化综合利用。该方法利用液体喷淋塔设备简单、易于控制的优点，结合高锰酸钾的强氧化性以及一定条件下高锰酸钾与黄磷炉尾气主成份CO不发生反应而与膦发生快速吸收反应的特点，实现黄磷炉尾气中PH₃的去除，为黄磷炉尾气的资源化综合利用提供新途径。

技术方案：一种黄磷炉尾气中PH₃的去除方法，用高锰酸钾溶液喷淋黄磷炉尾气，以吸收黄磷炉尾气中的PH₃。