[发明专利]一种磷化氢熏蒸尾气净化方法

说明书

技术领域

本发明属于空气净化技术领域，特别是涉及空气中低浓度磷化氢的净化，主要用于烟草、粮食仓储熏蒸防虫时的磷化氢尾气处理。

背景技术

在粮食、烟草、药材、干果等农产品仓储过程中，容易滋生各种害虫，利用磷化氢对仓储库房进行熏蒸处理，杀虫效果好，使用方便，成本低，残留少且残留物无毒，是最安全的熏蒸剂，在多个国家磷化氢都被作为唯一的熏蒸剂使用。

磷化氢是一种剧毒气体，熏蒸作业后库房内含磷化氢的空气不经处理直接排放，有可能对周边的人或动物造成伤害，如果不排放，低浓度的磷化氢在空气中也能逐渐被氧化为各种价态的磷酸类化合物，虽然毒性减小，但会腐蚀空调排风系统。因此，熏蒸尾气需要进行净化处理。

磷化氢气体很难被吸附，但它具有很强的还原性，因此含磷化氢尾气的净化主要采用氧化吸收的方法进行处理，主要采用干法和湿法两种工艺。

湿法工艺是在吸收塔内用氧化性溶液对磷化氢吸收，溶液包括浓硫酸、高锰酸钾溶液、次氯酸钠溶液、过氧化氢、浓磷酸等，其中的氧化剂是消耗性的。为了强化净化效率，采用喷淋方式。磷化氢的净化效率与氧化剂的浓度直接相关，为了达到较高的净化效率，氧化剂的用量要远远高于磷化氢的用量，造成氧化剂的浪费。中国专利(ZL 200610048889.6)中，提到磷化氢的一种净化方法，利用含有Cu、Pd的水溶液或酸溶液作为催化剂，可以循环使用，降低了运行成本，但需要在磷化氢吸收催化剂氧化再生工艺间切换，回收催化剂也困难。磷化氢被溶液吸收后，形成磷酸、磷酸盐与氧化剂的混合物，经过复杂的后处理工艺才能分离或重新利用。湿法工艺的能耗高，工作风量较小，不适合用于大风量、低浓度含磷化氢空气的净化。

干法工艺利用磷化氢的化学反应活性或还原性，在吸附剂上浸渍相应的化学物质，使磷化氢化学吸附。中国专利(ZL 93101650.9)中提到一种浸渍了Cu、Hg、Cr、Ag的活性炭，可用于半导体行业产生的磷化氢和砷化氢，但防护容量有限。中国专利提到的Ni离子浸渍吸附剂(申请号200910094498.1)，或Cu离子浸渍吸附剂(申请号200910094501.X)，或Co离子浸渍吸附剂(申请号2009 1 0094502.4)，或碱土金属卤化物浸渍分子筛吸附剂吸附，(申请号200810058666.7)，虽然不需添加贵金属(AgO)或重金属(Hg0、Cd0)等促进剂，但吸附量太低，每克吸附剂对磷化氢的吸附量不到20mg，实用性差。总之，以化学吸附法净化磷化氢，普遍存在吸附容量小、吸附剂失活快的问题。

专利CN 1 398658A(公开号)公开了一种采用固定床催化氧化净化黄磷尾气的方法，开发了系列催化剂用于催化吸附磷化氢杂质，其原理是利用磷化氢的强还原性与活性炭上的活性组分反应生成三氧化二磷和五氧化二磷，并利用活性炭对三氧化二磷和五氧化二磷的吸附量远大于磷化氢这一特点来实现黄磷尾气的深度净化，缺点是需在黄磷尾气中严格定量加入的氧或空气，加大了操作、控制难度。

另外，专利CN 101559322A(公开号)提出了磷化氢紫外光降解方法，但由该方法建立的处理装置很难应用于大风量磷化氢气体净化，而且光解后的产物如果不处理就回流到仓库中，仍可对库房内设施造成危害。

总之，目前的磷化氢处理工艺以湿法氧化为主，操作工艺复杂，处理风量小，产物处理困难，而干法吸附工艺虽然操作简单，但吸附剂对磷化氢的吸附量小，不能规模应用。

发明内容

针对目前磷化氢净化工艺存在的问题，本发明提出磷化氢的干法氧化工艺，在气相中使磷化

氢氧化为磷酸，再用活性炭类吸附剂净化磷酸的方法。

首先，磷化氢熏蒸尾气用真空紫外光源照射，空气中的水分和氧气产生强氧化性的臭氧(O₃)和羟基自由基(·OH)，磷化氢与臭氧和羟基自由基发生氧化反应，生成磷酸。其化学反应过程如下式所示：

O₂+hv→2O·

·O+O₂→O₃

O·+H₂O→2·OH

PH₃+8·OH→H₃PO₄+4H₂O

·4O₃+PH₃→H₃PO₄+4O₂

产生的磷酸在空气中以磷酸雾的形式存在。