黄磷尾气净化回收新工艺探讨.pptx

黄磷尾气净化回收新工艺探讨魏玺群郑才平张杰赵宇展李英（西南化工研究设计院成都610225）实验研究。在电炉法生产黄磷的过程中，每生产1 t黄磷（标态）。黄磷尾气的主要;成份是CO，较典型的组成如表1所示。实际上，由于生产过程中操作参数和原料的变化，尾气中杂质含量常比表1所示还高。项目其它磷砷氟硫含量3，标态）黄磷尾气富含CO，热值约;为（ 10 11）　10（标态） ，可作为燃料使用。但高浓度的CO更是优良的化工原料，能生产多种化工产品，综合利用途径非常广。由于黄磷尾气中有害杂质种类较多，净化分离;难度较大，阻碍了黄磷尾气的有效回收利用。目前，我国黄磷尾气的有效利用率不足40 ，大多生产厂仅将其作燃料利用或直接以火炬燃烧放空，造成了资源的严重浪费，还对环境造成了;严重的污染。仅在贵州开阳县，每年就有约（标态）尾气排放，其中含砷16 t、氟近100 t，这给环境带来了严重的污染，因此黄磷尾气的治理势在必行。本文对传统净化工艺进行;了改进，提出了新的工艺流程，并通过实验检测了新工艺的净化效果，得到了较佳的工艺参数。黄磷尾气净化的常用工艺电炉法生产黄磷的原理是在高温下进行的还原反应，尾气中的杂质主;要以还原态存在，其中磷主要是P和PH 3，硫主要是H S和有机硫，氟主要4，砷主要是AsH等。目前工业上黄磷尾气净化的主要工艺流程如水洗的作用是降温、除尘，同时可除去;部分和H S.磷的蒸气压随温度的下降而迅速降低，所以水洗后尾气中一些磷因冷凝除去， H HF在水中有一定的溶解可部分除去。碱洗是用5 15的NaOH溶液通过化学反应除;去大量的CO、HF等酸性气体。在对净化气要求比较高的工厂，为提高对尾气中磷、硫的脱除效果，用活性炭作为氧化催化剂。在尾气中配入约1的O 2，并预热到 e左右通过活性炭;床层，磷在活性炭的催化作用下氧化为P和P 5.由于活性炭对P和P的吸附量远比P大，所以P和P被活性炭所吸附，从而使尾气得以净化。尾气中的S也可发生氧化反应生成单质S而;被活性炭吸附。吸附了P和S的活性炭可以通过水蒸气直接加热再生，然后再干燥后重复使用。高压水洗是用物理溶解的方法进一步脱除尾气中的CO 2，因为提高压力，有利于提高CO;的脱除深度。上述工艺过程虽然达到了净化黄磷尾气的目的，但存在一些缺点。（ 1）碱洗工序的主要目的是脱除尾气中的S、HF等酸性杂质，但在脱除这些杂质的同时，化肥工业也与;NaOH反应而部分脱除。通过对工业装置运行情况的监测，碱洗工序可以脱除80 99的硫，脱除50左右的CO 2.由于黄磷尾气中CO含量相对较高，碱洗时CO消耗了大量的反;应而消耗） ，大大加重了碱洗工序的负荷，使投资和操作费用主要消耗在脱除CO上。碱洗负荷大，也增加了废碱液处理的难度，容易造成二次污染，所以用碱洗脱除CO的经济效益是很;差的。（2）碱洗效果波动较大。当加入新鲜碱液NaOH含量在10左右时，杂质脱除效果很好，但运行一段时间NaOH含量下降到5左右时，脱除效率急剧下降，对后续工段带来不利;影响。（3）采用活性炭催化氧化法脱磷时，需消耗大量的活性炭。虽然活性炭可以再生，但由于活性炭对P和P的吸附能力很强，再生十分困难，实际的再生效果并不理想，多数厂家没有;再生使用。此外，因受原料气中硫、磷含量波动和碱洗工序操作的影响，活性炭失效很快。（ 4）高压水洗脱除CO的效率不是很高，循环水量和塔结构对水洗效果影响也很大。增大循环;水量可以提高杂质脱除效果，但增加了能耗和废水处理量。同时，水洗后净化气中水含量较高，在许多场合还需增加分水和干燥工序以脱除水份，大大增加投资和操作费用。鉴于上述缺点的;存在，我们进行了新的工艺研究。新的黄磷尾气净化工艺原理变温吸附和变压吸附法对气体分离和提纯技术具有流程简单、操作方便、投资小、能耗低等突出优点，在工业上得到了广泛的应;用。随着新型吸附剂的开发和技术的不断完善，其应用范围也越来越广。吸附法气体分离和提纯工艺的关键是待处理气体各组份在吸附剂上能够得以分离，且吸附剂能够有效地进行吸附和再;生。由于黄磷尾气中各组份在吸附剂上都可以吸附和解吸，因此使吸附法处理黄磷尾气成为可能。西南化工研究设计院开发并工业化的变压吸附脱除CO技术，可以将CO脱除到0. 2以;下，而CO回收率可保持在92以上。如果不考虑CO回收率的影响，净化气中CO含量还可以控制得更低。变压吸附脱碳所用吸附剂对硫有一定的承受能力，当原料气中硫含量不高时，可;以直接进入变压吸附装置进行脱碳处理，同时将硫脱除到微量，这种工艺的优点非常明显。但当硫含量较高时，仅靠变压吸附脱碳装置不能完全脱除硫杂质，同时由于变压吸附仅是物理吸附;和解吸过程，解吸出的硫还要排入大气，无法满足环保要求，仍需增加脱硫工序。此时可用变温吸附和碱洗联合工艺脱硫，也可用常用的硫磺回收工艺联合