一種黃磷尾氣氧化堿洗深度凈化的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種黃磷尾氣氧化堿洗深度凈化的方法，其包括：先對(duì)黃磷工業(yè)產(chǎn)生的黃磷尾氣進(jìn)行水洗除去灰塵；再用NaOH溶液對(duì)水洗后的尾氣進(jìn)行堿洗；經(jīng)過(guò)堿洗后的尾氣再采用次氯酸鈉溶液進(jìn)行氧化堿洗，得到凈化后的黃磷尾氣；氧化堿洗后的洗滌廢液與CaO進(jìn)行反應(yīng)，濾除沉淀，得到的濾液進(jìn)入次氯酸鈉發(fā)生器中生成次氯酸鈉溶液，返回氧化堿洗步驟中回用。本法使次氯酸鈉循環(huán)使用，不僅可大量減少次氯酸鈉的使用量，還可減輕設(shè)備腐蝕。經(jīng)本方法洗滌后排放尾氣磷及磷化氫含量≤100mg/m3，水份含量應(yīng)≤20g/m3。符合作為燃料，硫、磷雜質(zhì)含量需低于100mg/m3的要求。
【專利說(shuō)明】一種黃磷尾氣氧化堿洗深度凈化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)工程與環(huán)境保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種黃磷氧化堿洗深度凈化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)黃磷生產(chǎn)企業(yè)除將黃磷尾氣作為原料干燥和配套磷酸鹽裝置的熱源氣夕卜，一般也作為漂磷熱水制備的熱源。這部分黃磷尾氣不需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格地凈化，是國(guó)內(nèi)黃磷生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用最為普遍的尾氣綜合利用途徑。但這部分黃磷尾氣用量只占到可利用量的40?50%，仍有大量尾氣白白放空燃燒，即浪費(fèi)能源又污染環(huán)境。如何使放空黃磷尾氣得到有效的熱能綜合利用是目前困擾我國(guó)黃磷生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能減排的重大課題。大型黃磷生產(chǎn)企業(yè)采用凈化后的黃磷尾氣與煤混燒蒸汽發(fā)電方案，可緩解企業(yè)對(duì)外部電力資源的依賴程度，提高裝置開(kāi)車率。是目前較好的黃磷尾氣綜合利用途徑。
[0003]但由于黃磷尾氣含有磷、硫、砷、氟等雜質(zhì)及較多水分，不凈化直接作為燃?xì)馐褂?，?duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的熱工設(shè)備會(huì)產(chǎn)生較為的嚴(yán)重腐蝕。所以需要對(duì)黃磷尾氣進(jìn)行凈化處理。目前國(guó)內(nèi)黃磷尾氣基本采用下面幾種凈化方法:
[0004]I)堿洗法:堿洗法是黃磷尾氣經(jīng)水洗后，在填料塔中用NaOH的溶液進(jìn)行洗滌，除去尾氣中大量的H2s、CO2等酸性氣體。堿洗的脫硫效率在80?99%。脫氟效率一般可高達(dá)99%，而脫CO2的效率在50%左右。但堿洗效果波動(dòng)較大，與堿液濃度關(guān)系密切。而且黃磷尾氣中CO2等酸性氣體含量較高，堿洗時(shí)會(huì)消耗大量的NaOH。堿洗對(duì)尾氣中的P2及PH3的脫除效果并不理想。
[0005]2)催化氧化法:對(duì)凈化氣要求較高的工廠，為提高對(duì)黃磷尾氣中磷、硫的脫除效果，可采用催化劑進(jìn)行催化氧化。通過(guò)在尾氣中配入一定量的氧氣，并加熱后經(jīng)過(guò)固定床催化劑，使得磷、硫等雜質(zhì)被氧化，其中磷被氧化生成P2O3和P2O5,而H2S則被氧化生成單質(zhì)S，這些氧化物易被催化劑表面吸附，從而使尾氣得以進(jìn)一步凈化。吸附了 P2O3和P2O5的活性炭可以通過(guò)水蒸汽直接加熱沖洗再生，然后再干燥后重復(fù)使用，達(dá)到循環(huán)使用的目的。經(jīng)過(guò)催化氧化凈化后的黃磷尾氣中總磷質(zhì)量濃度〈10mg/m3，硫化氫〈10mg/m3。但這種方法對(duì)催化劑的制作、性能要求較高。尤其是催化劑對(duì)磷硫氧化物吸附性很強(qiáng)，洗滌再生困難；尾氣在進(jìn)入催化氧化工序前必須升溫，能耗較高；生產(chǎn)成本居高難下。
[0006]3)變溫吸附法:變溫吸附主要用于黃磷尾氣脫磷。變溫吸附脫磷工序是在常溫下直接吸附雜質(zhì)磷，無(wú)需將磷催化氧化，省去了原料氣加熱和配氧過(guò)程，以大幅降低催化吸附劑用量并節(jié)約能耗。變壓吸附主要用于脫除黃磷尾氣中的H2S和C02。經(jīng)過(guò)該工藝凈化處理后的黃磷尾氣，基本可以達(dá)到碳一化工的原料氣要求。但是變溫、變壓吸附工藝由于磷吸附劑處理效率不高(僅為2.20L/g)，且價(jià)值較高。對(duì)于需要處理氣量較大的企業(yè)，投資將會(huì)十分巨大。
[0007]4)其他凈化法:目前對(duì)脫除氣體中的磷化氫、硫化氫，行至有效的方法還有三氯化鐵法、次氯酸鈉氧化法、濃硫酸吸收法、過(guò)氧化氫氧化法等。其中次氯酸鈉氧化法和濃硫酸吸收法對(duì)黃磷尾氣中磷化氫、硫化氫脫除較為適宜。這兩種工藝凈化脫磷效果均可達(dá)到10mg/m3以下，尤其是次磷酸鈉氧化法脫磷化氫文獻(xiàn)記載可以達(dá)到7mg/m3，其硫化氫出口濃度小于0.2mg/m3。如采用濃硫酸在加熱狀態(tài)下，洗滌除可以脫除黃磷尾氣中的PH3和H2S,還可以除去尾氣中的水分對(duì)下一步綜合利用更為有利，尤其是對(duì)作為鍋爐燃?xì)?，可以極大減少鍋爐的低溫腐蝕。但濃硫酸因吸水稀釋后處理效果急劇下降，所以濃硫酸用量較多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，針對(duì)黃磷尾氣作為燃料時(shí)雜質(zhì)含量過(guò)高、現(xiàn)有方法脫除效果不理想、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題，提供一種黃磷尾氣氧化堿洗深度凈化的方法。
[0009]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施達(dá)到:
[0010]一種黃磷尾氣氧化堿洗深度凈化的方法，其包括如下步驟:
[0011]A)對(duì)黃磷工業(yè)產(chǎn)生的黃磷尾氣在第一級(jí)文丘里洗滌器中進(jìn)行水洗除去灰塵；
[0012]B)在第二級(jí)文丘里洗滌器中用NaOH溶液對(duì)水洗后的尾氣進(jìn)行堿洗；
[0013]C)經(jīng)過(guò)堿洗后的尾氣加壓后在次氯酸鈉洗滌系統(tǒng)中采用次氯酸鈉溶液進(jìn)行氧化堿洗，得到凈化后的黃磷尾氣；
[0014]D)氧化堿洗后的洗滌廢液與CaO進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后濾除沉淀，得到的濾液進(jìn)入次氯酸鈉發(fā)生器中生成次氯酸鈉溶液，再返回氧化堿洗步驟中回用。
[0015]黃磷生產(chǎn)選用的工藝為電爐法工藝，本發(fā)明所處理的黃磷尾氣就是在黃磷生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的磷爐尾氣，經(jīng)冷凝收磷系統(tǒng)收磷后所剩余的尾氣，其中根據(jù)不同的礦石組份、入爐料配比以及收磷效果的不同，黃磷尾氣的組成也會(huì)有一定的差別，但基礎(chǔ)組份含量范圍一般如下表所示:
[0016]凈化前尾氣成份含量范圍(V%)
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種黃磷尾氣氧化堿洗深度凈化的方法，其特征在于包括如下步驟: A)對(duì)黃磷工業(yè)產(chǎn)生的黃磷尾氣在第一級(jí)文丘里洗滌器中進(jìn)行水洗除去灰塵； B)在第二級(jí)文丘里洗滌器中用NaOH溶液對(duì)水洗后的尾氣進(jìn)行堿洗； C)經(jīng)過(guò)堿洗后的尾氣加壓后在次氯酸鈉洗滌系統(tǒng)中采用次氯酸鈉溶液進(jìn)行氧化堿洗，得到凈化后的黃磷尾氣； D)氧化堿洗后的洗滌廢液與CaO進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后濾除沉淀，得到的濾液進(jìn)入次氯酸鈉發(fā)生器中生成次氯酸鈉溶液，再返回氧化堿洗步驟中回用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟A中所述黃磷尾氣是在黃磷生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的磷爐尾氣，經(jīng)冷凝收磷系統(tǒng)收磷后所剩余的尾氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于黃磷尾氣在第一級(jí)文丘里洗滌器中流速范圍為20?24m/s，洗滌溶液控制PH值8?9。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于黃磷尾氣在第二級(jí)文丘里洗滌器中流速范圍為18?22m/s,洗漆槽為常壓容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟B中的NaOH溶液的pH值為10?12，NaOH溶液的溫度為60?80°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟C中經(jīng)過(guò)堿洗后的尾氣先加壓至0.015?0.025MPa,再進(jìn)行進(jìn)行氧化堿洗。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述次氯酸鈉洗滌系統(tǒng)主要由相互串聯(lián)的第一級(jí)旋流板洗滌塔、動(dòng)力波洗滌塔和第二級(jí)旋流板洗滌塔構(gòu)成；尾氣在排出次氯酸鈉洗滌系統(tǒng)前進(jìn)行除霧操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于氧化堿洗中采用壓力0.3?0.4MPa、常溫的次氯酸鈉溶液為洗滌液。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在氧化堿洗中控制次氯酸鈉溶液的pH值在7?8。
【文檔編號(hào)】B01D53/40GK103768907SQ201210417461
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月26日
【發(fā)明者】余晨, 徐嘉, 魏琴 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中石化南京工程有限公司