[发明专利]碳酸盐矿热解减排CO工业尾气中酸性有害气体的方法及装置

说明书

本发明公开了一种碳酸盐矿热解减排CO工业尾气中酸性有害气体的方法及装置，该方法是将经粗净化的CO工业尾气与预热的助燃空气按照空气过剩系数为1.0～2.5的配比通入CO工业尾气燃烧系统中进行燃烧，产生的高温烟气通入碳酸盐矿热解炉中，在800~1100℃下煅烧碳酸盐矿，实现CO工业尾气中酸性有害气体的去除，同时去除碳酸盐矿中的CO₂，提高矿石品质，本发明装置结构简单，易操作，适于工业化生产和市场推广应用。

技术领域

本发明涉及一种利用碳酸盐矿热解减排CO工业尾气中PH₃、H₂S、HF、AsH₃等酸性物质的方法及装置。

背景技术

磷化工和煤化工是我国重要的化工行业，也是重污染行业，在生产过程中，会产生大量黄磷尾气、电石尾气、转炉煤气等CO工业尾气。磷、硫、氟、砷等元素广泛存在于地表的岩石、矿物中，在工业生产中、矿石加工冶炼中，不可避免的会产生PH₃、H₂S、HF、AsH₃等化合物，并存在于CO工业尾气中。这些CO工业尾气中，除了CO等有价值需要回收利用的气体，往往还存在着一些有害成分如PH₃、H₂S、HF、AsH₃等，阻止或影响CO工业尾气的达标排放或资源化回收利用。

黄磷制备赤磷过程中磷蒸气与水蒸气结合时，会产生大量有毒的磷化氢气体。电炉法黄磷生产过程中，每吨黄磷产品副产炉气约3000m³，炉气中富含CO，是碳一化工的优质原料，但其中存在含量为0.04~0.09％的磷化氢；磷化氢杂质的存在易使CO羰基合成催化剂中毒，成为限制黄磷尾气作为碳一化工原料的主要因素之一。含有磷酸钙水泥遇水时、含有磷的矿砂遇水或湿空气潮解、以及含有磷的锌、锡、铝、镁遇弱酸或受水作用时及饲料发酵时，都可产生磷化氢。

在工业生产中，许多有色金属矿如锌、锑、锡、钴、镍、铅等矿石中含有硫化砷，含砷矿石在冶炼、加工、储存的过程中与硫酸或盐酸类反应，在生产各种金属硫化物时均可产生砷化氢；许多金属冶炼，特别是在用冶炼的含砷矿渣、阳极泥等废渣料提炼金属时，用水浇熄热的矿渣或金属矿渣，均可产生砷化氢。砷化氢是一种极强的催化剂毒药，即使含量低至 60ppbv 也会在催化剂发生砷沉积，然后使催化剂活性逐渐降低。并且砷化氢是一种酸性气体，在湿热的条件下吸附在管道及设备等表面，会逐渐腐蚀管道等设备，从而大大地提高了维修及投资成本；砷化氢也是一种高毒类气体，人吸入10-32mg/m³数小时即会产生轻度中毒症状。

在电石法生产乙炔的过程中，工业炭化钙与水反应的同时，电石中的杂质在水相中进行副反应，不可避免的产生了H₂S、PH₃ 等杂质，影响了乙炔产品的纯度，并且尾气中的H₂S和PH₃会使催化剂中毒，降低产率，损害企业的经济效益。硫化氢是一种在标准状况下无色、有臭鸡蛋气味的酸性气体，易燃，有剧毒，能溶于水，易溶于醇类、石油溶剂，属于易燃的危险化学药品，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起爆炸。

氟化氢主要来自于化工、冶金、建材、火电厂等行业，含氟矿石在高温下的煅烧、熔融或化学反应过程，均会放出氟化氢。虽然生产过程中含氟废气的排放量不及含硫(SOx)含硝(NOx )废气的排放量大，但氟污染的毒性却较大。因为HF是具有强刺激性气味和强腐蚀性的有毒气体，低浓度吸人即会引起呼吸道疾病。如果环境中存在大量氟化物，还会使植物的生理代谢受到抑制，从而引起这些植物的减产，严重时甚至引起死亡。