CN101024140B - 一种净化处理黄磷尾气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明应用于黄磷行业黄磷尾气的净化处理，主要目标有两个：一是要解决黄磷尾气碱洗液的回收问题，将尾气中的磷和氟回收进入磷酸盐产品中，将尾气中的硫化物做成亚硫酸氢钠产品，变废为宝，是整个处理过程无二次污染；二是要使黄磷尾气的处理能力满足万吨级大电炉的能力，既要达到工业化稳定运行，又要回收所有的处理原料，达到低成本运行的目标，在处理废弃物的同时能为企业带来经济效益。具体的处理方法是首先用水粗洗黄磷尾气，除去黄磷尾气中的颗粒物杂质，然后用强碱吸收黄磷尾气中的酸性物质，使黄磷尾气得到净化，最后用磷酸酸化碱洗液，使洗涤液中硫化物和碳酸盐分解出来，达到分离的目的，投入的碱和磷酸以磷酸盐的方式进行回收，硫化物做成亚硫酸氢钠产品，达到低成本处理。

Description

一种净化处理黄磷尾气的方法
技术领域
本专利方法所涉及的技术领域为黄磷工业，黄磷工业制磷电炉副产尾气(炉气)的处理和尾气的应用领域。
背景技术
我国黄磷年产量已突破100万吨，每吨黄磷副产尾气2800到3000N3，因此黄磷尾气的总量非常大，然而，我国黄磷尾气的利用率却很低，关键的问题是没有大规模工业化而且比较经济、环保的黄磷尾气净化处理技术，本技术处理黄磷尾气的处理量不受限制，而且投资少，无二次污染，工业化实施容易、可行，处理剂易得且能100％的回收，运行成本很低。
发明内容
在电炉法黄磷生产中，要副产大量的黄磷尾气，黄磷尾气的主要成份为一氧化碳，它是生产一碳化学产品很好的原料。目前从事黄磷生产的企业绝大多数都是将黄磷尾气直接燃烧排放了，因为尾气中含有很多的有害成分，如：氟化物、硫化物、磷等，这些物质燃烧后直接排放，对大气造成比较大的污染，本发明的目的在于以较低的处理成本，有效地处理并回有害物质，并使黄磷尾气能够得到更好的利用，本发明是针对黄磷尾气中硫、磷、氟的处理和回收利用而设计的。
本发明涉及的领域为电炉法黄磷生产行业，处理的对象为电炉副产的磷炉尾气，处理过程中被除去的目标物质为黄磷尾气中的酸性气体和单质磷，回收的目标物质为一氧化碳气体。
黄磷尾气的净化处理共分三个步骤：
步骤1.黄磷尾气的初步净化：黄磷尾气的初步净化采用水为洗涤剂，主要目的是要除去气体中的颗粒物杂质。
步骤2.黄磷尾气的深度净化：用于黄磷尾气深度净化的介质中的特征物质为可溶性强碱。
a)黄磷尾气中磷的除去方法：除去黄磷尾气中的单质黄磷的原理是利用磷在强碱溶液中活泼的化学性质，它能发生如下化学反应，使黄磷尾气中的磷以磷酸盐的形式进入溶液相。
4P+3OH-+3H2O→3H2PO2 -+H3P↑
b)黄磷尾气中硫的除去方法：黄磷尾气中硫的最主要存在形式为硫化氢(H2S)但浓度不高，要除去黄磷尾气中的硫化物，本专利采用的是强碱吸收法，使得硫化物从黄磷尾气中分离出来进入液相，反应式如下：
H2S+2OH-→S2-+2H2O
c)黄磷尾气中氟化物的除去方法：黄磷尾气中含有少量的氟化物，但是不将此杂质进行去除，对于尾气的利用会造成较大的困难，本专利对黄磷尾中氟化物的去除办法为强碱中和法，反应式如下：
HF+OH-→F-+2H2O
步骤3.对步骤2所得溶液的回收处理：本步骤是用含磷的酸性液体对步骤2所得的溶液进行酸化处理，本步骤处理后所得的产物为含氟磷酸盐溶液和高浓度硫化氢气体，含氟磷酸盐溶液用于生产磷酸盐产品，硫化氢用生产硫化物产品，反应方程式如下：
S2-+2H+→H2S↑
F-+H3PO4→H2PO3F-
本发明在净化处理黄磷尾气第二个步骤时所用的介质的有效成份为可溶性强碱，其中包括钠碱NaOH、Na2CO3，钾碱KOH、K2CO3
本方法第三步骤是回收处理第二步骤产生的液体，所用的介质为一种磷含量为10-35％的酸，反应过程中有硫化氢气体放出。
步骤三酸化过程结束后得到的液体为含氟磷酸盐溶液，用于生产磷酸盐产品。
具体实施方式
实施例1：一台年产黄磷7500吨的黄磷电炉，黄磷尾气产气量为每小2850立方米，洗涤黄磷尾气耗用含量为41.95％的烧碱452.9公斤，处理洗涤液耗用含量为85.1的磷酸660公斤，从磷酸酸化反应产生的气体中收得硫化氢气体39.95立方米，在烧碱洗涤和磷酸酸化过程中几乎没有钠的损失，磷有增加，酸化后的到的液体为含氟磷酸盐溶液，所以用来生产含氟磷酸盐产品，提升了磷酸盐产品的价值。
注：气体体积为常温常压下的体积。

Claims (1)

1.一种净化和回收处理黄磷尾气的方法，该方法包括如下步骤：
步骤1，黄磷尾气的初步净化，黄磷尾气的初步净化采用水为洗涤剂，主要目的是要除去气体中的颗粒物杂质；
步骤2，黄磷尾气的深度净化，用于黄磷尾气深度净化的介质中的特征物质为可溶性强碱；
a)黄磷尾气中磷的除去：磷在强碱溶液中发生如下化学反应，使黄磷尾气中的磷以磷酸盐的形式进入溶液相，
4P+3OH-+3H2O→3H2PO2-+H3P↑
b)黄磷尾气中硫的除去：黄磷尾气中硫的最主要存在形式为硫化氢H2S但浓度不高，使用强碱吸收法，使得硫化物从黄磷尾气中分离出来进入液相，反应式如下：
H2S+2OH-→S2-+2H2O
c)黄磷尾气中氟化物的除去：对黄磷尾中氟化物的去除办法为强碱中和法，反应式如下：
HF+OH-→F-+2H2O
步骤3，对步骤2所得溶液的回收处理，本步骤是用含磷的酸性液体对步骤2所得的溶液进行酸化处理，本步骤处理后所得的产物为含氟磷酸盐溶液和高浓度硫化氢气体，含氟磷酸盐溶液用于生产磷酸盐产品，硫化氢用生产硫化物产品，反应方程式如下：
S2-+2H+→H2S↑
F-+H3PO4→H2PO3F-
所述可溶性强碱包括钠碱或钾碱。
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