[发明专利]黄磷尾气的净化方法

说明书

本发明涉及一种黄磷尾气的净化方法，属于磷化工技术领域。黄磷尾气的净化方法：将磷蒸气依次通过3个冷凝塔；冷凝塔喷淋水的温度依次为55‑75℃、45‑55℃、≤40℃；喷淋后的黄磷尾气温度为20‑40℃；控制3个冷凝塔的喷水量为80‑100m³/h；磷蒸气在冷凝塔中的停留时间为10‑120s，气流速度2‑4m/s，本发明冷凝塔工艺参数的设置，可以大大提高黄磷尾气的洗涤效率。本发明同时设计一个燃烧室，让黄磷尾气中残磷能充分燃烧，避免了黄磷尾气直接燃烧加热锅炉局部穿孔的问题。采用本发明的处理方法，可以大大提高黄磷的回收率，同时大大净化黄磷尾气的残磷含量，提升蒸汽锅炉的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种黄磷尾气的净化方法，属于磷化工技术领域。

背景技术

黄磷是磷化工的基础原材料，其下游产品品种繁多，具有较高的经济延伸价值。目前黄磷生产分为热法和湿法，热法黄磷生产过程中会产生大量的黄磷尾气，黄磷尾气是指黄磷生产中，用冷凝方法从磷炉气中洗涤分离出磷后的残余气体(属热法工艺制磷中的三废之一)，其主要成分是CO，其他杂质有无机硫(S，H₂S，SO₂)、有机硫(COS，CH₃SH)、磷及磷化物(P₄，PH₃)、氟及氟化物(HF，SiF₄)、砷及砷化物(AsH₃，AsF₃，As)、氰化物、原料粉尘以及CH₄，CO₂，O₂，N₂等。据统计，2012年我国黄磷产量为920kt，黄磷尾气总量达3169kt，其中用作碳一化工产品原料的约占尾气总量的2％，用作黄磷原料烘干、三聚磷酸钠干燥和聚合、加热六偏磷酸钠和水等热源的约占尾气总量的10％～25％，直接排放燃烧的约占尾气总量的80％。按此计算，直接或间接燃烧尾气产生的CO₂和SO₂量分别约为6350kt/a和6.9～16.3kt/a，对环境污染相当严重。而生产1t黄磷同时副产黄磷尾气2500～3000m³(标态)，其热值为10.5～11.7MJ/m³，是一种重要的资源和优质能源；黄磷尾气中的CO经净化处理后，是生产碳一化工产品的优质原料气。如果黄磷尾气不加以利用造成巨大的能源浪费。黄磷尾气经简单除尘后作为燃料取代生产装置中的燃煤锅炉，回收利用热量，该技术具有风险小、见效快、投资成本回收期短的优势，对节能、降耗和减排具有重大意义。

陈善继在《黄磷尾气的综合利用》一文中，公开了黄磷尾气冷凝的方法：安装1-2个热冷凝塔和1个冷冷凝塔，其中热冷凝塔的喷淋水温度控制为65-75℃，冷冷凝塔的温度为20-35℃，要求喷头喷洒成雾状，充满整个塔的空间，控制喷淋水pH＝5.5-6.5。但是，采用该种冷凝方法，需要控制尾气在冷凝塔内的气流速度为0.1-0.2m/s，停留时间为100s，才能保证出冷冷凝塔的尾气含磷量≤1g/m³。由于尾气的气流速度太小，严重影响了工业处理尾气的效率。

另一方面，国内已有多家黄磷生产企业先后将黄磷尾气用作燃煤锅炉的燃料，但由于黄磷尾气即使经过冷凝塔的洗涤，黄磷尾气中还夹带P₄颗粒，以及凝结在运输管道壁上的磷颗粒脱落后进入尾气中，直接将该尾气用于燃烧锅炉，会发生磷颗粒与锅炉中Fe元素发生反应(P₄+Fe＝FeP₄)，该反应会造成锅炉局部穿孔，严重缩短锅炉的使用寿命，锅炉在极短的时间内均因高温区域的外管局部快速穿孔腐蚀而报废，已成为制约黄磷尾气在锅炉中应用的一大难题。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种效率更高的黄磷尾气净化方法。

黄磷尾气的净化方法，按以下步骤进行：