CN109173669A - 一种净化黄磷尾气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种净化黄磷尾气的方法，属于废气处理技术领域，本发明将泥磷与水混合，得到泥磷乳浊液；向所述泥磷乳浊液中依次通入氧气和待处理黄磷尾气，进行氧化反应。本发明利用泥磷与氧气在液相中诱发产生的臭氧作为氧化剂，协同泥磷乳浊液里面含有的Fe3+催化氧化，将H2S氧化转化为硫酸根离子，PH3转化为PO4 3‑，HCN转化为N2和CO2。本发明操作方法简单；利用废弃物泥磷作为黄磷尾气中H2S、PH3和HCN的吸收剂，经济环保；产生的反应产物硫单质及其硫酸盐、磷酸盐可回收，没有二次污染，并且对黄磷尾气的净化效率高。本发明对H2S和PH3脱除效率达95％以上，HCN的净化效率可达90％以上。

Description

一种净化黄磷尾气的方法
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，特别涉及一种净化黄磷尾气的方法的方法。
背景技术
磷化工是云、贵、川、鄂等省份的重要产业，而云南占全国黄磷产量50％以上。黄磷生产过程中伴随着大量成分复杂、有毒有害的气体产生，每生产1t黄磷约产生2500～3000Nm3的尾气，其中含HCN 400～1000mg/Nm3，PH3750～1200mg/Nm3，H2S 800～8000mg/Nm3等，黄磷尾气成分及其性质复杂，净化处理难度大，难以处理和回收，以燃烧方式排放，不仅造成气体中硫、碳资源浪费，而且严重污染大气环境。分析表明，黄磷尾气的资源化利用是黄磷产业增强竞争力、彻底摆脱高污染、高能耗帽子的根本途径。
目前，国内外处理黄磷尾气的方法很多，可分为吸收法、变温变压吸附法和催化氧化法。其中变温变压吸附法开发了一系列的高选择性催化剂，再生简单；各级反应相互衔接，热能利用较好；净化气体不仅达到了羰基合成要求，并且脱除了有毒气体HCN。但是技术成本高，操作繁杂，而且需要考虑催化剂寿命问题。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种净化黄磷尾气的方法，本发明提供的方法操作简单、成本低且脱除效率高。
本发明提供了一种净化黄磷尾气的方法，包括以下步骤：
将泥磷与水混合，得到泥磷乳浊液；
向所述泥磷乳浊液中依次通入氧气和待处理黄磷尾气，进行氧化反应；
所述泥磷为生产黄磷过程中产生的泥磷；所述泥磷中含磷量为4％～40％，所述泥磷中Fe3+的质量含量为0.83％；
所述黄磷尾气为生产黄磷过程中产生的尾气。
优选地，所述泥磷乳浊液的固体含量为5～50wt％。
优选地，所述氧气的通入量为使得泥磷乳浊液中的含氧量为5～30％。
优选地，所述待处理黄磷尾气中硫化氢的含量为2000～6000mg/m3，氰化氢的含量为300～800mg/m3，磷化氢的含量为700～1000mg/m3。
优选地，所述待处理黄磷尾气通入的速率为0.2～1.0L/min。
优选地，所述泥磷乳浊液与待处理黄磷尾气的体积比为2:5。
优选地，所述氧化反应的温度为25℃～70℃，所述氧化反应的pH值为3.5～7。
优选地，所述净化黄磷尾气的装置包括依次连接的冷却器、除尘器、吸收反应和尾气碱洗器，所述吸收反应器的下端进气口与空气泵相连接，所述吸收反应器的上端进料口依次与高位槽和高压泵相连接。
有益技术效果：本发明提供了一种净化黄磷尾气的方法，包括以下步骤：将泥磷与水混合，得到泥磷乳浊液；向所述泥磷乳浊液中依次通入氧气和待处理黄磷尾气，进行氧化反应；所述泥磷为生产黄磷过程中产生的泥磷；所述泥磷中含磷量为4％～40％，所述泥磷中Fe3+的质量含量为0.83％；所述黄磷尾气为生产黄磷过程中产生的尾气。本发明利用泥磷与氧气在液相中诱发产生的臭氧作为氧化剂，协同泥磷乳浊液里面含有的Fe3+催化氧化，将H2S氧化转化为硫酸根离子，PH3转化为PO4 3-，HCN转化为N2和CO2。本发明操作方法简单；利用废弃物泥磷作为黄磷尾气中H2S、PH3和HCN的吸收剂，经济环保；产生的反应产物硫单质及其硫酸盐、磷酸盐可回收，没有二次污染，并且对黄磷尾气的净化效率高。实验数据表明，本发明对H2S和PH3脱除效率达95％以上，HCN的净化效率可达90％以上。
附图说明
图1为本发明提供的净化黄磷尾气的方法的装置图；
1-冷却器，2-除尘器，3-空气泵，4-吸收反应器，5-尾气碱洗器，6-高压泵，7-高位槽。
具体实施方式
本发明提供了一种净化黄磷尾气的方法，包括以下步骤：
将泥磷与水混合，得到泥磷乳浊液；
向所述泥磷乳浊液中依次通入氧气和待处理黄磷尾气，进行氧化反应；
所述泥磷为生产黄磷过程中产生的泥磷；所述泥磷中含磷量为4％～40％，所述泥磷中Fe3+的质量含量为0.83％；
所述黄磷尾气为生产黄磷过程中产生的尾气。
本发明将泥磷与水混合，得到泥磷乳浊液。
在本发明中，所述泥磷中含磷量优选为10％～40％，更优选为20％～40％。
在本发明中，所述泥磷中Fe3+的含量优选为0.5％～0.9％，更优选为0.7％～0.9％。
在本发明中，所述泥磷乳浊液的固含量优选为5～50wt％，更优选为10～40wt％，最优选为20～30wt％。
得到泥磷乳浊液后，本发明向所述泥磷乳浊液中依次通入氧气和待处理黄磷尾气，所述待处理黄磷尾气为生产黄磷过程中产生的尾气。
在本发明中，所述氧气优选以空气的形式通入。
在本发明中，所述氧气的通入量为使得泥磷乳浊液中的含氧量优选为5～30％，更优选为10～20％，最优选为15％。在本发明中，所述泥磷乳浊液中的含氧量通过烟气分析仪测定。
在本发明中，所述待处理气体中硫化氢的含量优选为2000～6000mg/m3，更优选为3000～5000mg/m3；氰化氢的含量优选为300～800mg/m3，更优选为400～700mg/m3，最优选为500～600mg/m3；磷化氢的含量优选为700～1000mg/m3，更优选为800～900mg/m3，最优选为850～880mg/m3。
在本发明中，所述待处理黄磷尾气通入的速率优选为0.2～1.0L/min，更优选为0.5～0.8L/min。
在本发明中，所述泥磷乳浊液与待处理黄磷尾气的体积比优选为2:5。
本发明利用泥磷与氧气诱发产生的臭氧作为氧化剂，协同泥磷乳浊液里面含有的Fe3+催化氧化，将H2S氧化转化为硫酸根离子，PH3转化为PO4 3-，HCN转化为N2和CO2。
在本发明中，所述待处黄磷尾气在通入前还优选依次包括冷却和除尘。
本发明对冷却的方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的冷却方法即可。
本发明对除尘的方法没有特殊限定，选用本领域技术人员熟知的除尘方法即可。
在本发明中，所述氧化反应的温度优选为25℃～70℃，更优选为30～50℃；所述氧化反应的pH值优选为3.5～7，更优选为5～6。
在本发明中，所述氧化反应后得到的失效的泥磷乳浊液可进行进一步回收处理。
在本发明中，所述净化黄磷尾气的装置包括依次连接的冷却器、除尘器、吸收反应和尾气碱洗器，所述吸收反应器的下端进气口与空气泵相连接，所述吸收反应器的上端进料口依次与高位槽和高压泵相连接。所述净化黄磷尾气的装置具体如图1所示。
在本发明中，所述净化黄磷尾气的具体操作如下：将空气由空气泵3鼓入吸收反应器4与泥磷乳浊液中的单质磷和氧气充分反应生成臭氧，将来自排放源的待处理黄磷尾气经冷却器1冷却、除尘器2除尘后进入吸收反应器4中进行氧化反应，经吸收反应过的气体经尾气碱洗器5干燥后排空，所述吸收反应器4里面装有泥磷乳浊液，底部由有控制阀的管道把失效的乳浊液转运去下一车间进行回收处理，泥磷乳浊液经高压泵6打进高位槽7后陆续补充新鲜浆液进入吸收反应器4，所述冷却器1可采用热交换的方式利用其热能以减少能量浪费。
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
采用云南省某黄磷厂的泥磷0.5g，经检测泥磷中磷含量为45％，Fe3+含量为0.83％，配制成40mL乳浊液，置于吸收反应器中通入空气，通入空气后泥磷中氧气含量为20％，然后通入含H2S、PH3和HCN的模拟气体(模拟气体中H2S气体浓度为1100mg/m3、PH3气体浓度为800mg/m3、HCN气体浓度为600mg/m3)，气流速率为0.3L/min，反应350min，吸收反应器温度控制在40℃，实验结果为H2S脱除率为98％、PH3脱除率为87％、HCN脱除率为83％的时间可持续270min。
实施例2
采用云南省某黄磷厂的泥磷0.7g，经检测泥磷中磷含量为45％，Fe3+含量为0.83％，将泥磷配制成40mL乳浊液，置于吸收反应器中通入空气，通入氧气后泥磷中氧气含量为20％，然后通入含H2S、PH3和HCN的模拟气体(模拟气体中H2S气体浓度为1100mg/m3、PH3气体浓度为800mg/m3、HCN气体浓度为600mg/m3)，气流速率为0.3L/min，反应350min，吸收反应器温度控制在60℃，实验结果为H2S脱除率为99％、PH3脱除率为96％、HCN脱除率为93％的时间可持续300min。
实施例3
采用云南省某黄磷厂的泥磷0.5g，经检测泥磷中磷含量为45％，Fe3+含量为0.83％，将泥磷配制成40mL乳浊液，置于吸收反应器中通入空气，通入空气后泥磷中氧气质量含量为15％，，然后通入含H2S、PH3和HCN的模拟气体(模拟气体中H2S气体浓度为1100mg/m3、PH3气体浓度为800mg/m3、HCN气体浓度为600mg/m3)，气流速率为0.7L/min，反应350min，吸收反应器温度控制在70℃，实验结果为H2S脱除率为94％、PH3脱除率为83％、HCN脱除率为79％的时间可持续250min。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种净化黄磷尾气的方法，包括以下步骤：
将泥磷与水混合，得到泥磷乳浊液；
向所述泥磷乳浊液中依次通入氧气和待处理黄磷尾气，进行氧化反应；
所述泥磷为生产黄磷过程中产生的泥磷；所述泥磷中含磷量为4％～40％，所述泥磷中Fe3+的质量含量为0.83％；
所述黄磷尾气为生产黄磷过程中产生的尾气。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述泥磷乳浊液的固体含量为5～50wt％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧气的通入量为使得泥磷乳浊液中的含氧量为5～30％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待处理黄磷尾气中硫化氢的含量为2000～6000mg/m3，氰化氢的含量为300～800mg/m3，磷化氢的含量为700～1000mg/m3。
5.据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待处理黄磷尾气通入的速率为0.2～1.0L/min。
6.根据权利要求1、4或5所述的方法，其特征在于，所述泥磷乳浊液与待处理黄磷尾气的体积比为2:5。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化反应的温度为25℃～70℃，所述氧化反应的pH值为3.5～7。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述净化黄磷尾气的装置包括依次连接的冷却器、除尘器、吸收反应器和尾气碱洗器，所述吸收反应器的下端进气口与空气泵相连接，所述吸收反应器的上端进料口依次与高位槽和高压泵相连接。
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