[实用新型]一种黄磷尾气净化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及到黄磷尾气净化利用领域，具体涉及到一种黄磷尾气净化装置，净化后的黄磷尾气用于蒸汽锅炉燃烧发电。

背景技术

黄磷是一种非常重要的、无法替代的化工原料，用它作原料可以生产出磷酸、农药、洗涤剂、磷肥等数百种产品，广泛使用在肥料工业、食品工业、医药工业、农药工业、电子工业、纺织工业、饲料工业、玻璃工业、冶金工业和陶瓷工业等，在国防工业上也有重要地位；但它的生产过程却是高能耗和高污染的。所谓高能耗，因为每生产一吨黄磷至少要消耗14000千瓦时电和1.6吨焦炭，所以有些地方将它称为“载能工业”，在能源越来越紧的时代，黄磷生产常常作为限产对象；所谓高污染，是它在生产过程中，要产生许多的废气、废水、废渣。

目前我国的黄磷总产量达20万吨，居世界首位。黄磷生产企业约150家，生产装置主要分布在云南、贵州、四川、湖北四省。黄磷生产需要消耗大量的能源，并对周围环境带来极大影响，是典型的资源型产业。黄磷生产能耗大、成本高，已成为制约磷化工发展的主要因素。

目前国内外企业绝大多数都使用电炉法生产黄磷。其生产原理是将磷矿石和还原剂焦丁在电炉的高温下起还原反应，将五氧化二磷中的磷还原成单质磷，同时产生出大量的尾气。每生产1吨黄磷约产生2500～3000标准立方米的黄磷尾气，除了20％～25％的黄磷尾气用于烘干原料外，大部分都放空燃烧掉。这种生产方式除了浪费大量的能源外，还排放大量二氧化碳，污染环境。目前黄磷的吸收系统都无法将烟气里的磷吸收干净，总有少量的磷、硫化氢和磷化氢在排空后燃烧成五氧化二磷、二氧化硫，遇水后变成磷酸、硫酸，形成酸雨，对环境造成危害，同时造成CO资源严重浪费。

在当前资源短缺、能源紧张、环境污染严重的情况下，黄磷尾气的净化与综合利用，是黄磷生产实现节能减排、清洁生产的一个重要途径。黄磷尾气中含有85％～95％的CO，既可作为燃料，也可作为化工原料，综合利用的途径很广，但由于黄磷尾气中含有磷、硫、砷、氟等有害、腐蚀成分。把它当发电燃气利用，会燃烧生成CO₂、SO₂、H₂S、PH₃、P₂O₅等，其中P₂O₅和SO₂遇到空气会生成腐蚀性极强的磷酸和硫酸，而且PH₃和H₂S使金属材料发生严重的高温硫化、磷化及氧化等多种腐蚀，导致发电装置部件材料腐蚀失效，设备寿命大大缩短。如四川川投公司，曾以黄磷尾气作为燃料用于两台4t锅炉，但使用40天就将两台锅炉都烧穿了；江苏南京化工研究院，用黄磷尾气作为换热器的换热介质，在间歇操作状态下，不到一个月换热管也发生腐蚀穿孔。

要解决黄磷尾气综合利用中腐蚀性强的问题，必须对黄磷尾气进行净化处理，除去其中的有害腐蚀成分。对黄磷尾气的净化处理，是黄磷尾气应用中的关键技术。目前，国内常用的净化方法有水洗、碱洗、脱硫、次氯酸钠洗涤、深冷分离、变压吸附、变温吸附、催化氧化等。

黄磷尾气水洗净化工艺为黄磷尾气在洗涤塔内经循环喷淋水粗洗，通过气液充分接触，除去尾气中的粉尘和一部分元素磷。经多级喷淋洗涤后，尾气再由水环真空泵加压，进入文丘里洗涤器进行精洗。最后经重力气液分离器和旋风分离器除去尾气中由于洗涤而带来的水分。该流程工艺简单、投资小，但只能除去黄磷尾气中的灰尘、砷及部分氟。

黄磷尾气碱洗净化工艺与水洗流程大同小异，只是将水改为6～8％(质量百分数)的碱液(主要为碳酸钠)，能除去尾气中的灰尘、硫、部分氟、部分磷等杂质，效果比水洗好些，但成本远比水洗高，以除去气体中的单质磷、硫及其化合物、酸性气体和灰尘。该流程的缺点是碱液消耗量大，废碱液排放造成污水处理量大，同时有机硫及磷化氢很难脱除。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对碱洗净化工艺中碱液消耗量大，废碱液排放造成污水处理量大的问题提供一种结构简单、投资小、能实现废水和废碱液循环利用的黄磷尾气净化装置。

本实用新型的技术方案是：

一种黄磷尾气净化装置，其中：包括黄磷尾气净化站和循环水站，所述黄磷尾气净化站由碱洗装置、水洗装置、水环真空泵、文丘里洗涤装置、重力气液分离器、阻汽排水水封、尾气缓冲罐和U型水封通过管道依次连接组成，所述循环水站包括黄磷沉渣池、污水处理站，所述黄磷沉渣池与污水处理站相连通，所述阻汽排水水封与污水处理站相连通。