CN107626195A - 红磷提纯的尾气处理工艺 - Google Patents

Abstract

红磷提纯的尾气处理工艺，将待提纯的红磷置于碱液中蒸煮，产生的尾气与空气按照体积比1:3—1：5混合，混合气体中的磷化氢气体先后经过两级氧化塔氧化后，生产H₃PO₄、H₃PO₂、H₃PO₃的混合气体，该混合气体依次进入两级洗涤塔，在两级氧化塔内均用自来水吸收将氧化后的气体，形成酸液，酸液进入洗涤池内再次循环吸收。从洗涤塔出来的尾气，经过除沫器和纤维除雾器后，排到空气中。使用该工艺处理红磷提纯的尾气时，所需设备较少，结构简易，处理工艺简便，流程较短，系统运行成本较低，且磷化氢气体的转化率高达99%，同时，最终形成的酸液浓度在65%左右，可以回收用于生产工业磷酸，也可以用于镀件，实现废液零排放。

Description

红磷提纯的尾气处理工艺

技术领域

本技术属于红磷加工技术领域，具体涉及一种红磷提纯的尾气处理工艺。

背景技术

在利用白磷加工成红磷的过程中，由于白磷转化不完全，导致加工成的红磷中还含有微量的白磷，需要用氢氧化钠碱液蒸煮红磷，从而对红磷中的白磷进行除杂，而在除杂的过程中会产生磷化氢尾气，反应方程式为：

P₄+3NaOH+H₂O =PH₃↑+3NaH₂PO₂

磷化氢是一种剧毒气体，对人体危害极大。目前，磷化氢气体处理方法较多，大致可分为湿法和干法两大类，其中湿法处理较为传统，由于PH₃具有强还原性，利用含有氧化剂的溶液吸收PH₃，并在溶液中加入Cu²⁺、Pd²⁺等具有催化性能的离子，提高对PH₃气体的催化氧化的速率；

干法主要包括燃烧法、吸附法以及催化分解法，在处理PH₃气体时，由于吸附容量大，且不会产生废液.对环境的污染较低等诸多优点，但是，由于碱煮红磷时，尾气中含有大量的水蒸气，湿度较大，因此，干法不适合用于处理该尾气。

现有技术中，采用湿法处理上述尾气中的磷化氢气体时，将尾气通入含有氧化剂的吸收液中，溶液中的氧化剂为浓H₂SO₄溶液、KMnO₄溶液、H₂O₂溶液、NaClO之一，PH₃ 被氧化充分，转化率高，但处理投入的设备较多，运行成本高，还产生大量的废液，回收难度大，对环境的污染较为严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种红磷提纯的尾气处理工艺，解决现有技术中，湿法处理红磷提纯的尾气时，运行成本高和产生的废液难易处理的问题。

本发明的技术方案是：一种红磷提纯的尾气处理工艺，包括以下步骤：

（1）将待提纯的红磷放入盛有碱液的碱煮锅中，蒸煮锅中排出的高温尾气与鼓风机吹进来的空气在封闭的气管中按照体积比1:3—1:5混合；将混合气体通入一级氧化塔内，上述混合气体中的磷化氢气体在一级氧化塔氧化后，生成气态氧化物H₃PO₄ 、H₃PO₂ 、H₃PO₃ ；

碱煮锅中碱液的PH值在9—11之间，碱液加热碱液120℃—150℃，持续蒸煮，碱煮锅中产气量为60—120立方米/分钟；鼓风机的供气量为180—600立方米/分钟；

（2）一级氧化塔内的混合气体通过排气管进入二级氧化塔，促使混合气体中余量的磷化氢充分氧化，生成气态氧化物H₃PO₄ 、H₃PO₂ 、H₃PO₃ ；一级氧化塔内的温度在65℃—80℃之间，二级氧化塔内的温度在50℃—60℃之间；一级氧化塔和二级氧化塔的容积分别在800—1000立方米；

（3）将二级氧化塔内的混合气体通入一级洗涤塔内下端，用水从上向下喷淋混合气体，吸收气态氧化物中的H₃PO₄ 、H₃PO₂ 、H₃PO₃ ，喷淋水通过循环管排到洗涤池循环使用；

（4）一级洗涤塔内的酸雾和余量混合气体再次通入二级洗涤塔，继续用洗涤池内的酸液循环吸收混合气体，再次形成的酸液通过循环管排到洗涤池；

（5）将二级洗涤塔内的酸雾以及余量的混合气体通入除沫器，除沫器将酸沫除去，剩余的混合气体进入纤维除雾器，纤维除雾器将混合气体中的水雾吸收后，剩余的气体从纤维除雾器顶部排出。

洗涤池内的循环液为自来水，抽到一级洗涤塔和二级洗涤塔吸收氧化后的气体，当洗涤池内的溶液参与循环吸收280—310次后，回收喷淋液，在洗涤池内的添加新的自来水，进行下一轮混合气体喷淋。

采用本发明的技术方案，利用碱液蒸煮红磷，从而对红磷提纯，碱煮锅中排出的尾气与空气按照一定的体积比混合，在一定的温度范围内，依次在一级氧化塔和二级氧化塔中氧化磷化氢气体，确保磷化氢气体氧化充分，经过多次检测，采用本发明设计，磷化氢气体的转化率达到99%以上；虽然磷化氢气体微溶于水，但经过两级喷淋，依然可以将剩余的磷化氢气体进行部分吸收，进一步降低尾气中磷化氢气体的含量；经过两级氧化后的微量磷化氢可以直接排到空气中，符合环保标准，不会造成环境污染，也不会对人体带来危害。

磷化氢气体被氧化后的产物为H₃PO₄ 、H₃PO₂ 、H₃PO₃ 的混合气体，依次在两级洗涤塔内用水喷淋吸收，H₃PO₄ 、H₃PO₂ 、H₃PO₃易溶合于水，可以充分吸收，形成含磷的酸液，当洗涤槽内酸液参与循环280—310次后，溶液中磷酸浓度达65%左右，可以进行回收，用于工业磷酸生产原料，也可以用于电镀，酸洗铝金属件表面。

采用该工艺处理磷化氢气体，所需设备较少，结构简易，处理方式简便，系统运行成本较低，磷化氢气体的转化率极高，同时，最终形成的酸液可以进行回收，不会对环境造成污染。

该工艺克服了现有技术中，用浓H₂SO₄溶液、KMnO₄溶液、H₂O₂溶液或NaClO作氧化剂氧化磷化氢气体，导致产生废液较多，且不能回收处理，造成严重环境污染的问题。

附图说明

图1 为本发明的工艺流程图。

具体实施例

如图片所示，一种红磷提纯的尾气处理工艺，包括以下步骤：

（1）将待提纯的红磷放入盛有碱液的碱煮锅中，蒸煮锅中排出的高温尾气与鼓风机吹进来的空气在封闭的气管中按照体积比1:4混合；将混合气体通入一级氧化塔内，上述混合气体中的磷化氢气体在一级氧化塔氧化后，生成气态氧化物H₃PO₄ 、H₃PO₂ 、H₃PO₃ ；

碱煮锅中碱液的PH值为10，碱液加热碱液140℃，持续蒸煮，碱煮锅中产气量为100立方米/分钟；鼓风机的供气量为400立方米/分钟；

（2）一级氧化塔内的混合气体通过排气管进入二级氧化塔，促使混合气体中余量的磷化氢充分氧化，生成气态氧化物H₃PO₄ 、H₃PO₂ 、H₃PO₃ ；一级氧化塔内的温度在70℃之间，二级氧化塔内的温度在55℃之间；一级氧化塔和二级氧化塔的容积分别在900立方米；

（3）将二级氧化塔内的混合气体通入一级洗涤塔内下端，用水从上向下喷淋混合气体，吸收气态氧化物中的H₃PO₄ 、H₃PO₂ 、H₃PO₃ ，喷淋水通过循环管排到洗涤池循环使用；

（4）一级洗涤塔内的酸雾和余量混合气体再次通入二级洗涤塔，继续用洗涤池内的酸液循环吸收混合气体，再次形成的酸液通过循环管排到洗涤池；

（5）将二级洗涤塔内的酸雾以及余量的混合气体通入除沫器，除沫器将酸沫除去，剩余的混合气体进入纤维除雾器，纤维除雾器将混合气体中的水雾吸收后，剩余的气体从纤维除雾器顶部排出。

洗涤池内的循环液为自来水，抽到一级洗涤塔和二级洗涤塔吸收氧化后的气体，当洗涤池内的溶液参与循环吸收300次后，回收喷淋液，在洗涤池内的添加新的自来水，进行下一轮混合气体喷淋。

Claims (2)

1.红磷提纯的尾气处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将待提纯的红磷放入盛有碱液的碱煮锅中，蒸煮锅中排出的高温尾气与鼓风机吹进来的空气在封闭的气管中按照体积比1:3—1:5混合；将混合气体通入一级氧化塔内，上述混合气体中的磷化氢气体在一级氧化塔氧化后，生成气态氧化物H₃PO₄ 、H₃PO₂ 、H₃PO₃ ；

碱煮锅中碱液的PH值在9—11之间，碱液加热碱液120℃—150℃，持续蒸煮，碱煮锅中产气量为60—120立方米/分钟；鼓风机的供气量为180—600立方米/分钟；

（2）一级氧化塔内的混合气体通过排气管进入二级氧化塔，促使混合气体中余量的磷化氢充分氧化，生成气态氧化物H₃PO₄ 、H₃PO₂ 、H₃PO₃ ；一级氧化塔内的温度在65℃—80℃之间，二级氧化塔内的温度在50℃—60℃之间；一级氧化塔和二级氧化塔的容积分别在800—1000立方米；

（3）将二级氧化塔内的混合气体通入一级洗涤塔内下端，用水从上向下喷淋混合气体，吸收气态氧化物中的H₃PO₄ 、H₃PO₂ 、H₃PO₃ ，喷淋水通过循环管排到洗涤池循环使用；

（4）一级洗涤塔内的酸雾和余量混合气体再次通入二级洗涤塔，继续用洗涤池内的酸液循环吸收混合气体，再次形成的酸液通过循环管排到洗涤池；

（5）将二级洗涤塔内的酸雾以及余量的混合气体通入除沫器，除沫器将酸沫除去，剩余的混合气体进入纤维除雾器，纤维除雾器将混合气体中的水雾吸收后，剩余的气体从纤维除雾器顶部排出。

2.如权利要求1所述的红磷提纯的尾气处理工艺，其特征在于：洗涤池内的循环液为自来水，抽到一级洗涤塔和二级洗涤塔吸收氧化后的气体，当洗涤池内的溶液参与循环吸收280—310次后，回收喷淋液，在洗涤池内的添加新的自来水，进行下一轮混合气体喷淋。