龙帆-云南省黄磷厂尾气改进方案.docVIP

云南省黄磷厂尾气改进方案 姓名：龙 帆 学号：201110701125 专业： 环 境 工 程 教师： 胡 老 师 摘要：对我省黄磷厂尾气治理以及综合利用提出建议和方案。 近年来，经济发展和环境保护的矛盾日益突出，在发展经济的同时应该注意环境的保护，国家提出可持续发展的原则。为了使我省的环境治理更有效，也为了全面开展清洁生产、发展循环经济、提高资源利用、减少或避免污染物的产生和排放。我省决定实施黄磷尾气净化和综合利用工程。 黄磷尾气特征： 黄磷尾气主要成分有CO，CO2,CH4，H2以及少量磷化氢和硫化氢等。 CO mol% CO2 mol% O2 mol% 其他 mol% 磷 g/Nm3 砷 g/Nm3 氟 g/Nm3 硫 g/Nm3 85-95 2-4 0.1-0.5 3-5 0.5-1.0 0.07-0.08 0.4-0.5 0.6-3 它既是一种化工原料可生产草酸、甲酸等化工产品，同时它也是一种优质的气体燃料（所含热值约为10659kJ/Nm3）。相比发生炉煤气（空气煤气热值4500kJ/Nm3、混合煤气热值5500～6000kJ/Nm3、水煤气热值10450kJ/Nm3），其热值远高于空气煤气和混合煤气，相当于水煤气和富氧煤气。 过去处理措施： 多数黄磷生产厂家仅将黄磷尾气用作燃料或直接以火炬燃烧放空, 有效利用率不足40% , 造成了资源的极大浪费。另一方面, 大量有害成分放空, 严重污染环境。黄磷尾气的治理势在必行。 可优化措施： 由于黄磷尾气中含有大量的CO（含量高达85%-95%），直接排放会造成极大的空气污染，而且CO是工业上重要的化工原料，可利用CO生产许多化工产品。如甲酸，甲醇，甲酸钠等。 尾气处理： 尾气中除了CO以外，还含有大量的其它杂质，必须先对尾气进行净化，得到纯净的CO，才能进行下一步的生产。 变温和变压法净化黄磷尾气提纯CO 1.黄磷尾气先经过水洗，进行除尘降温，同时也脱除部分H2S,SO2,HF和P4.但是该工序对H2S，HF和P4的脱除没有达到要求。 2.水洗后的尾气进入变温吸附的工序，在该工序，主要脱除PH3，P4,HF和AsH3等使用CNA815作为吸附剂，对HF，AsH3有很好的脱除效果，同时在该工序还能脱除一部分H2S,SO2和有机硫，但是不能完全脱除H2S。该吸附工艺对总硫的脱除率在75%。磷，砷，氟的含量可以控制在10-⑥级，且总硫的含量在300X10-⑥一下，已经可以满足许多化工生产对原料气的要求。 3.如果对净化气要求很高，可以采用变压吸附工艺，该工艺非常简单，可以脱除CO2和微量硫。从变压吸附出来的净化气，总硫含量在1X10-⑥以下，CO2含量可以任意控制在（5—1000）X10-⑥以下。经过变温和变压吸附以后，水基本也脱除完毕，达到绝大多数生产工艺对CO的要求。 利用CO生产甲酸： 此生产工艺反应原理为: 首先羰基化合生成甲酸甲酯: C0+CH3OH HCOOHCH3 甲酸甲酯水解制得甲酸: H20+HCOOHCH3 HCOOH+CH3OH 甲酸在生产过程中自封闭循环。其反应式为: CO+H2O HCOOH+CH3OH 生产工艺流程图如下 工艺特点： 1.一氧化碳，甲醇羰基合成甲酸甲酯工艺为中压中温工艺，甲酸甲酯水解制甲酸工艺为低压中温工艺，工艺条件温和。该工艺具有产品品质高，能耗低，成本低，自动化程度高，可连续成产等特点。 2.甲酸甲酯水解后得到甲酸和甲醇，经过精馏提浓后，甲醇又返回到羰基合成系统之中作为原料，是循环使用。 3.该工艺可根据市场需求生产80%-99%浓度不等的高品质甲酸产品，操作调整方便，灵活。 经济核算： 提纯CO方案 对比指标 深冷法 Cosorb法 PAS法（二段法） 分离原理 液化蒸馏 化学吸收 物理吸附 适用规模 大型 中型 中小型 CO纯度（%） 98 99 99 CO吸收率（%） 90 95 45-80 操作难易 较难 较难 简单 相对投资（%） 170 100 90 操作费用 190 100 80 通过以上对比可以看出，三种提纯CO的方法中以深冷法的投资和成本最高，主要是该法流程设备复杂和能耗高所致，Cosorb法与PSA法相比，其投资约高10%以上，主要在于Cosorb法的溶剂回收装置和原料气净化方面。为了减少溶剂的损失，必须设置压缩，冷冻及活性炭吸附回收溶剂的设备；同时必须对原料气进行纯化处理，特别是其中所含微量水和微量硫化物都要求达到0.2PPM以下，因此使得整套装置的投资增加。 Cororb法生产CO的成本也较高，主要由于溶剂和蒸汽消耗较高，另外是溶剂的少量分解对设备有一定的腐蚀作用，造成设备折旧增加。 制备甲酸方案： 黄磷尾气净化制甲酸每吨甲酸消耗甲醇0.04t , CO( 体积9