[发明专利]脱除黄磷尾气中磷化氢的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及尾气处理技术领域，尤其是一种脱除黄磷尾气中磷化氢的装置及方法。

背景技术

黄磷是黄色的蜡状固体，质软，不溶于水，微溶于醇，溶于液碱、苯、乙醚、氯仿、甲苯，易溶于二硫化碳；是一种重要的基础工业原料，主要用于化工、农药等多个领域。

目前，黄磷的生产全部采用高温还原法，原料为磷矿石、硅石和焦炭，生产时将磷矿石、硅石和焦炭按一定比例和粒度投入电炉，在1000多度高温下将氧化态的磷还原成单质磷蒸汽，再经过冷却、漂洗后得到产品，高温炉渣直接从电炉中排出，生产过程中排出的气体为黄磷尾气。

黄磷生产行业属于高耗能、高污染、高危险行业，黄磷尾气的组成成分十分复杂，主要为一氧化碳，约占80～92％,其次是氢气、氧气、二氧化碳、甲烷及小分子烃类，约为百分之十几，污染物成分有硫化氢、硫氧化碳、二硫化碳、甲硫醇、磷化氢、氰化氢、单质磷及细微粉尘。其中，硫化氢浓度约15000～20000PPm、硫氧化碳浓度约2200～2500PPm、二硫化碳浓度约300～400PPm、磷化氢浓度约650～800PPm。黄磷尾气脱除污染物的净化处理技术是非常复杂和困难的，仅脱除污染物之一的磷化氢，世界上研究过的方法近二十余种，其中工业化试运行过的脱磷化氢工艺技术仅两种：一种是变温吸附技术，吸附剂采用活性炭，试运初期磷化氢脱除率不到20～30％，运行两个月后，脱除率降低到5％以下；另一种是固定床催化氧化技术，催化剂采用具有氧化性的固体金属氧化物，装置试运行一段时间后，催化剂就被氧化生成的磷酸盐包裹，失去脱磷化氢活性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够脱除全部磷化氢的脱除黄磷尾气中磷化氢的装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：脱除黄磷尾气中磷化氢的装置，包括浓硫酸储槽、酸洗塔、碱洗塔和碱液储槽，所述酸洗塔设置有尾气进口、浓硫酸进口、废酸出口和尾气出口，所述碱洗塔设置有气体进口、气体出口、碱液进口和废碱出口，所述浓硫酸储槽与浓硫酸进口通过管道连通，所述尾气出口与气体进口通过管道连通，所述碱液储槽与碱液进口通过管道连通。

进一步地，设置有酸洗泵和废酸槽，所述酸洗泵设置有第一进口、第一出口和第二出口，所述第一进口与酸洗塔的废酸出口相通，第一出口与酸洗塔的浓硫酸进口相通，第二出口与废酸槽相通；

设置有碱洗泵，所述碱洗泵设置有第二进口、第三出口和第四出口，所述第二进口与碱洗塔的废碱出口相通，所述第三出口与碱洗塔的碱液进口相通。

进一步地，所述浓硫酸储槽与浓硫酸进口之间的管道上设置有补酸泵；所述碱液储槽与碱液进口之间的管道上设置有补碱泵。

进一步地，所述酸洗塔为填料塔，所述填料塔中部设置有填料段，所述尾气进口设置于填料段的下方，所述浓硫酸进口设置于填料段的上方，所述废酸出口设置于酸洗塔的底部，所述尾气出口设置于酸洗塔的顶部。

进一步地，所述第一出口与酸洗塔的浓硫酸进口之间设置有过滤器。

进一步地，所述碱洗塔为填料塔，所述填料塔中部设置有填料段，所述气体进口设置于填料段的下方，所述碱液进口设置于填料段的上方，所述废碱出口设置于酸洗塔的底部，所述气体出口设置于酸洗塔的顶部。

脱除黄磷尾气中磷化氢的方法，包括以下步骤：

(一)、将黄磷尾气通入浓硫酸溶液中，浓硫酸溶液吸收掉磷化氢，得到含二氧化硫和游离硫酸的混合气体A；

(二)、将混合气体A通入碱液中，吸收掉混合气体A中的二氧化硫和游离硫酸。

进一步地，步骤(一)中，采用硫酸质量分数高于98％的浓硫酸溶液吸收磷化氢。

进一步地，步骤(二)中，所述碱液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液。

进一步地，采用上述的脱除黄磷尾气中磷化氢的装置脱除磷化氢。

本发明的有益效果是：脱除黄磷尾气中磷化氢的装置，酸洗塔中，采用质量分数为98％左右的浓硫酸吸收黄磷尾气中的磷化氢，生成磷酸、二氧化硫和水，二氧化硫和少量硫酸进入黄磷尾气中，磷酸和水进入浓硫酸溶液中。再将黄磷尾气通入碱洗塔，利用碱性溶液如氢氧化钠或碳酸钠等，吸收二氧化硫和硫酸，得到硫酸钠和亚硫酸钠溶液。经测试，经过酸洗塔酸洗后的黄磷尾气中，磷化氢含量为0，实现了完全脱除磷化氢的目的。酸洗塔中的废硫酸溶液中，含有磷酸，可用于生产磷肥；废碱溶液中只含有硫酸钠和亚硫酸钠，可用于生产芒硝，避免了三废排放及对环境产生二次污染的问题。