[实用新型]一种电化学辅助化学吸收磷化氢气体的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种磷化氢气体的处理装置，属于废气处理技术领域。

背景技术

磷化氢(PH₃)是一种无色、剧毒、易燃的气体，主要产生于粮食仓库熏蒸杀虫、次磷酸钠生产、半导体工业、黄磷生产以及污泥沉淀等过程中。由于磷化氢气体有剧毒，当其在空气中浓度为2～4mg/m³时，人可嗅到其气味；当其在空气中浓度为超过9.7mg/m³时，可致人中毒；当其在空气中浓度为550～830mg/m³时，人接触后会在0.5～1.0小时内会发生死亡；当其在空气中浓度超过2798mg/m³时，可使人迅速致死。为了防止含有磷化氢气体的混合气体对环境的污染和生物的毒害，排放前必须对磷化氢气体进行处理。

目前现有技术中对磷化氢废气进行吸收净化的装置和方法主要有燃烧法、湿法和干法。其中燃烧法是传统的磷化氢处理方法，通过磷化氢和空气混合在焚化炉内燃烧生成磷酸烟雾，所得烟雾通入吸收塔制得工业级的磷酸，但此方法的缺点在于焚化炉采用电加热，属于高能耗设备，产生的磷酸烟雾对反应器有较强的腐蚀性，而且焚化炉各段温度相差大，不利于安全生产，还存在漏气的可能性。湿法处理磷化氢是采用次氯酸钠为吸收剂，生成较稳定的磷酸盐类，缺点是：产生大量反应的副产物氯气造成二次污染，次氯酸的化学性质不稳定，极易分解、失效，需要频繁更换吸收液，增加额外成本。干法处理磷化氢是采用活性炭对磷化氢进行吸附，但没有改变磷化氢的化学性质，不足之处是吸附后的活性炭要采用或燃烧或解析的方法进行后期处理，仍然存在污染问题。以上方法无论是化学转换法和吸附法，大都或多或少的造成一定程度的二次污染。

实用新型内容

本实用新型提供一种电化学辅助化学吸收的磷化氢处理装置，磷化氢能完全吸收，同时，化学吸收液能够循环使用。

一种电化学辅助化学吸收磷化氢气体的装置，包括套筒式反应器，所述套筒式反应器内由内至外依次为气体加压室，气体扩散阳极电极、气体吸收室和气体扩散阴极电极；所述气体加压室带有进气口；所述气体扩散阳极电极与气体扩散阴极电极之间通过导线连接并串接电源。

优选地，所述气体扩散阳极电极和气体扩散阴极电极的厚度均为 0.5mm～2mm。进一步优选，所述气体扩散阳极电极和气体扩散阴极电极的厚度均为0.5～1mm。最优选，所述气体扩散阳极电极和气体扩散阴极电极的厚度均为1mm。

优选地，所述气体扩散阳极电极和气体扩散阴极电极之间的间距为5 cm～50cm。进一步优选，所述气体扩散阳极电极和气体扩散阴极电极之间的间距为10～15cm；最优选，所述气体扩散阳极电极和气体扩散阴极电极之间的间距为10cm，合适的电极间距能够减小反应器的电阻，增加硫酸铜的生成速率，较少能耗。

优选地，所述气体扩散阳极电极为多层电极，层数为1-3层。进一步优选，所述的阳极电极层数为3层，合适的电极数量能够充分分散气体的流量，增加溶解性提升吸收效果。当电极为多层时，气体扩散阳极电极和气体扩散阴极电极之间的间距是指距离最近的间距。

优选地，所述套筒式反应器的高径比为3:1～10:1。进一步优选，所述套筒式反应器的高径比为4～6:1；最优选，所述套筒式反应器的高径比为5:1。高径比中的径是指反应器的最外层内径。

一种更优选的技术方案；所述气体扩散阳极电极和气体扩散阴极电极的厚度均为0.5～1mm；所述气体扩散阳极电极和气体扩散阴极电极之间的间距为10～15cm；所述气体扩散阳极电极为多层电极，层数为1-3层；所述套筒式反应器的高径比为4～6:1。

一种最优选的技术方案；所述气体扩散阳极电极和气体扩散阴极电极的厚度均为1mm；所述气体扩散阳极电极和气体扩散阴极电极之间的间距为10cm；所述气体扩散阳极电极为多层电极，层数为3层；所述套筒式反应器的高径比为5：1。

所述气体扩散阳极和气体扩散阴极本身为现有技术，优选地，所述气体扩散阳极由活性炭与炭黑按质量比1:2～1:5制备得到；进一步优选地，活性炭与炭黑比例为1:2，合适的比例能够高效的氧化吸收废气中的磷化氢，同时能够保持扩散阳极电极优良的透气性。

具体的操作方法如下：取活性炭10g和炭黑20g溶于乙醇溶液 (300mL)中，充分搅拌1h后加入聚四氟乙烯60g，再搅拌1h，然后80℃下加热蒸发乙醇至面团状，接着通过辊压机将面团状的混合物压制在不锈钢网上制得厚度为1mm的扩散电极，最后在340℃下煅烧20分钟后制得气体扩散电极。