黄磷尾气净化工艺的探讨

时间:2019-10-24        来源:品臣环保

黄磷尾气净化工艺的探讨

云、贵、川等省磷资源比较丰富,磷化工是西南重要的化工产业。理论上每生产一吨黄磷可副产含85%以上的一氧化碳气2500-3000 m3,热值也很高11700KJ/m3是不可多得的二次资源。随着化工技术的飞速发展,尤其在一氧化碳羰基合成技术方面所获得的进展,利用黄磷尾气发电以及黄磷尾气中的CO制造甲酸钠、二甲醚、醋酸、碳酸二甲酯等各种及有经济价值的有机化合物已成为可能。但是黄磷尾气中杂质种类很多,H2S、COS、磷以及PH3的存在严重的影响了产品质量以及设备、管道的使用寿命,但目前从全国黄磷生产企业对脱硫脱磷的实际运行情况来看,生产运行周期短,脱硫脱磷效率低等,阻碍了黄磷尾气的有效利用

黄磷尾气的产生

黄磷生产国内主要采用电炉法,将磷矿石、焦炭和硅石按照一定比例汇合,加热熔融。Ca3(PO4 )2+ 5 C+ 3 siO2= P2+ 5CO +3 CaSiO3其尾气的主要成分是CO ,其次还含有CO2N2H2CH402H2SP4PH3HF、和砷化合物等。随着原磷矿石等原料的组成、生产操作工艺的不同,黄磷尾气的组成也有所变化。比较典型的组成如下 

1 黄磷尾气的组成

成分        CO     CO2   N2    H2    CH4  02

含量/V 8590  24  35  35   0.4    0.2

2 黄磷尾气杂质含量

砷含量       硫含量    氟含量     磷含量

0.007-0.008     0.6-3    0.4-0.5    0.5-1.0

电炉法制磷是在高温下进行还原反应,因此尾气中的杂质很少以氧化态形式存在,基本上以还原态形式存在,其中磷主要是P4PH3,硫主要是H2S和有机硫等。

黄磷尾气净化技术流程

1、湿式氧化法脱硫工艺催化剂采用河北品臣公司黄磷尾气专用产品串接催化再生脱磷工艺

传统方法净化黄磷尾气虽然简便,但净化后的黄磷尾气仍不能达到制取化工产品对原料气的要求(杂质含量<10 mg/m3),为了进一步除去磷,硫化物等杂质,贵州某黄磷厂,云南一磷电厂等在碱洗法的基础上脱硫采用了湿法氧化法脱硫工艺脱除硫化氢及部分有机硫,尾气先进行水洗除尘,在脱硫塔内脱出大部分硫化氢(小于10mg/m3)和部分有机硫,在催化剂的作用下硫以单质硫的形式溢流出来,经过再生后的清液经贫液槽进入脱硫塔循环使用。经过湿法脱硫后的尾气加入一定比例的空气后,经预热器加热,使P4PH3H2S在催化剂的催化作用下氧化为P2O3P2O5S,由于催化剂对P2O3P2O5S的吸附量远比P4PH3H2S大,氧化生成的P2O3P2O5S被催化剂表面所吸附,实现对杂质气体P4PH3H2S的深度净化。失效后的催化剂可通入水和蒸汽再生,以重新使用。

工艺流程

黄磷尾气       水洗    湿法脱硫(脱出硫化氢部分有机硫)   催化氧化去磷 净化气

 

湿法脱硫流程  

  脱硫后的尾气

经水洗的黄磷尾气       脱硫塔    贫液槽

 

                      富液槽    再生槽     残液

 

硫泡沫槽 熔硫釜   硫磺

催化氧化反应:

P4+3O22P2O3

P4+5O22P2O5

2PH3+3O2P2O3+3H2O

PH3+2O2H3PO4

2H2S+O22S+2H2O

催化剂再生反应:

P2O3+O2P2O5

P2O5+H2O H3PO4

该法可有效的净化黄磷尾气,突破传统工艺的限制,使净化后尾气中磷化氢含量<1 mg/m3、硫化氢含<1 mg/m3、砷含量<0.5 mg/m3、氟化氢含量<0.5 mg/m3,净化后的黄磷尾气可满足用于生产高附加值化工产品合成气要求

2、湿式氧化法脱硫工艺+变压变温吸附脱磷工艺

变温吸附脱磷工艺是在常温下直接吸附杂质磷,不将磷催化氧化,省去了原料气加热和配氧过程,变温吸附再生是加热再生,再生气加热后进入吸附塔将吸附剂加热再生,杂质随解吸气流出吸附塔,该工艺的关键是看脱磷使用的吸附剂。该工艺净化黄磷尾气相对简便,但是投资相对较大。

综上所述这次介绍的湿式氧化法脱硫工艺串接催化再生脱磷工艺和湿式氧化法脱硫加变温变压吸附脱硫脱磷工艺可满足生产高附加值化工产品对合成气的要求,供大家参考吧。河北品臣公司也在联合高校以及科研单位探索和研究更加高效节能的工艺路线,在该行业能更好的为大家服务。