脫除黃磷尾氣中磷化氫的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及尾氣處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種脫除黃磷尾氣中磷化氫的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]黃磷是黃色的蠟狀固體，質(zhì)軟，不溶于水，微溶于醇，溶于液堿、苯、乙醚、氯仿、甲苯，易溶于二硫化碳；是一種重要的基礎(chǔ)工業(yè)原料，主要用于化工、農(nóng)藥等多個領(lǐng)域。
[0003]目前，黃磷的生產(chǎn)全部采用高溫還原法，原料為磷礦石、硅石和焦炭，生產(chǎn)時將磷礦石、硅石和焦炭按一定比例和粒度投入電爐，在1000多度高溫下將氧化態(tài)的磷還原成單質(zhì)磷蒸汽，再經(jīng)過冷卻、漂洗后得到產(chǎn)品，高溫爐渣直接從電爐中排出，生產(chǎn)過程中排出的氣體為黃磷尾氣。
[0004]黃磷生產(chǎn)行業(yè)屬于高耗能、高污染、高危險行業(yè)，黃磷尾氣的組成成分十分復(fù)雜，主要為一氧化碳，約占80?92%，其次是氫氣、氧氣、二氧化碳、甲烷及小分子烴類，約為百分之十幾，污染物成分有硫化氫、硫氧化碳、二硫化碳、甲硫醇、磷化氫、氰化氫、單質(zhì)磷及細(xì)微粉塵。其中，硫化氫濃度約15000?20000PPm、硫氧化碳濃度約2200?2500PPm、二硫化碳濃度約300?400PPm、磷化氫濃度約650?800PPm。黃磷尾氣脫除污染物的凈化處理技術(shù)是非常復(fù)雜和困難的，僅脫除污染物之一的磷化氫，世界上研究過的方法近二十余種，其中工業(yè)化試運(yùn)行過的脫磷化氫工藝技術(shù)僅兩種:一種是變溫吸附技術(shù)，吸附劑采用活性炭，試運(yùn)初期磷化氫脫除率不到20?30%，運(yùn)行兩個月后，脫除率降低到5%以下；另一種是固定床催化氧化技術(shù)，催化劑采用具有氧化性的固體金屬氧化物，裝置試運(yùn)行一段時間后，催化劑就被氧化生成的磷酸鹽包裹，失去脫磷化氫活性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠脫除全部磷化氫的脫除黃磷尾氣中磷化氫的裝置。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:脫除黃磷尾氣中磷化氫的裝置，包括濃硫酸儲槽、酸洗塔、堿洗塔和堿液儲槽，所述酸洗塔設(shè)置有尾氣進(jìn)口、濃硫酸進(jìn)口、廢酸出口和尾氣出口，所述堿洗塔設(shè)置有氣體進(jìn)口、氣體出口、堿液進(jìn)口和廢堿出口，所述濃硫酸儲槽與濃硫酸進(jìn)口通過管道連通，所述尾氣出口與氣體進(jìn)口通過管道連通，所述堿液儲槽與堿液進(jìn)口通過管道連通。
[0007]進(jìn)一步地，設(shè)置有酸洗栗和廢酸槽，所述酸洗栗設(shè)置有第一進(jìn)口、第一出口和第二出口，所述第一進(jìn)口與酸洗塔的廢酸出口相通，第一出口與酸洗塔的濃硫酸進(jìn)口相通，第二出口與廢酸槽相通。
[0008]進(jìn)一步地，設(shè)置有堿洗栗，所述堿洗栗設(shè)置有第二進(jìn)口、第三出口和第四出口，所述第二進(jìn)口與堿洗塔的廢堿出口相通，所述第三出口與堿洗塔的堿液進(jìn)口相通。
[0009]進(jìn)一步地，設(shè)置有濃硫酸卸車槽和濃硫酸卸車?yán)?，所述濃硫酸卸車槽、濃硫酸卸車?yán)鹾蜐饬蛩醿Σ垡来瓮ㄟ^管道連通。
[0010]進(jìn)一步地，設(shè)置有配堿槽和堿液抽取栗，所述配堿槽、堿液抽取栗和堿液儲槽依次通過管道連通。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述濃硫酸儲槽與濃硫酸進(jìn)口之間的管道上設(shè)置有補(bǔ)酸栗。
[0012]進(jìn)一步地，所述堿液儲槽與堿液進(jìn)口之間的管道上設(shè)置有補(bǔ)堿栗。
[0013]進(jìn)一步地，所述酸洗塔為填料塔，所述填料塔中部設(shè)置有填料段，所述尾氣進(jìn)口設(shè)置于填料段的下方，所述濃硫酸進(jìn)口設(shè)置于填料段的上方，所述廢酸出口設(shè)置于酸洗塔的底部，所述尾氣出口設(shè)置于酸洗塔的頂部。
[0014]進(jìn)一步地，所述第一出口與酸洗塔的濃硫酸進(jìn)口之間設(shè)置有過濾器。
[0015]進(jìn)一步地，所述堿洗塔為填料塔，所述填料塔中部設(shè)置有填料段，所述氣體進(jìn)口設(shè)置于填料段的下方，所述堿液進(jìn)口設(shè)置于填料段的上方，所述廢堿出口設(shè)置于酸洗塔的底部，所述氣體出口設(shè)置于酸洗塔的頂部。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:酸洗塔中，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于75%的濃硫酸吸收黃磷尾氣中的磷化氫，生成磷酸、二氧化硫和水，二氧化硫和少量硫酸進(jìn)入黃磷尾氣中，磷酸和水進(jìn)入濃硫酸溶液中。再將黃磷尾氣通入堿洗塔，利用堿性溶液如氫氧化鈉或碳酸鈉等，吸收二氧化硫和硫酸，得到硫酸鈉和亞硫酸鈉溶液。經(jīng)測試，經(jīng)過酸洗塔酸洗后的黃磷尾氣中，磷化氫含量為O，實(shí)現(xiàn)了完全脫除磷化氫的目的。酸洗塔中的廢硫酸溶液中，含有磷酸，可用于生產(chǎn)磷肥；廢堿溶液中只含有硫酸鈉和亞硫酸鈉，可用于生產(chǎn)芒硝，避免了三廢排放及對環(huán)境產(chǎn)生二次污染的問題。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型脫除黃磷尾氣中磷化氫的裝置的流程圖；
[0018]I—酸洗塔；2—堿洗塔；3—濃硫酸儲槽；4一堿液儲槽；5—酸洗栗；6—廢酸槽；7—過濾器；8—堿洗栗；9一濃硫酸卸車槽；10—濃硫酸卸車?yán)酰?1一尾氣進(jìn)口 ； 12—濃硫酸進(jìn)口 ； 13—廢酸出口 ； 14一尾氣出口 ；21—?dú)怏w進(jìn)口 ；22—?dú)怏w出口 ；23—堿液進(jìn)口 ；24—廢堿出口 ；51—第一進(jìn)口 ；52—第一出口 ；53—第二出口 ；81—第二進(jìn)口 ；82—第三出口 ；83—第四出口 ；110—配堿槽；120—堿液抽取栗；130—補(bǔ)酸栗；140—補(bǔ)堿栗。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型的脫除黃磷尾氣中磷化氫的裝置，包括濃硫酸儲槽3、酸洗塔1、堿洗塔2和堿液儲槽4，所述酸洗塔I設(shè)置有尾氣進(jìn)口 11、濃硫酸進(jìn)口 12、廢酸出口13和尾氣出口 14，所述堿洗塔2設(shè)置有氣體進(jìn)口 21、氣體出口 22、堿液進(jìn)口 23和廢堿出口24，所述濃硫酸儲槽3與濃硫酸進(jìn)口 12通過管道連通，所述尾氣出口 14與氣體進(jìn)口 21通過管道連通，所述堿液儲槽4與堿液進(jìn)口 23通過管道連通。
[0021]濃硫酸儲槽3用于存儲濃硫酸，濃硫酸中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為98%;堿液儲槽4用于存儲堿液，堿液采用氫氧化鈉、碳酸氫鈉或者碳酸鈉配制。裝置運(yùn)行時，先將濃硫酸從濃硫酸儲槽3通過濃硫酸進(jìn)口 12通入酸洗塔1，到達(dá)設(shè)定液位，啟動循環(huán)酸洗栗5，從酸洗塔I底部的13出口抽出，從酸洗塔I的12進(jìn)口送入，建立酸循環(huán)。酸循環(huán)建立后，再將黃磷尾氣從尾氣進(jìn)口 11通入酸洗塔1，黃磷尾氣向上流動，與向下噴淋的濃硫酸在填料表面逆向接觸，黃磷尾氣中的磷化氫被濃硫酸氧化生成磷酸、二氧化硫和水，磷酸和水進(jìn)入濃硫酸溶液中。裝置開工時，給酸洗塔I打入的98%新鮮硫酸，通入黃磷尾氣后經(jīng)過一段時間的酸循環(huán)洗滌，循環(huán)酸的濃度將會降低，當(dāng)硫酸濃度降低到接近75%時，由循環(huán)酸洗栗5在繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)的情況下，給外送廢酸，將廢酸送入廢酸儲罐中；同時重新啟動補(bǔ)酸栗130，給酸洗塔I補(bǔ)酸。二氧化硫和少量硫酸進(jìn)入黃磷尾氣中，從尾氣出口 14排出。從酸洗塔I排出的含二氧化硫和硫酸的黃磷尾氣通過氣體進(jìn)口 21進(jìn)入堿洗塔2。在給堿洗塔2通入黃磷尾氣前，首先需要將將存儲于堿液儲槽4的堿液通入到堿洗塔2中，并啟動循環(huán)堿洗栗8進(jìn)行循環(huán)，建立堿液平衡。進(jìn)入堿洗塔2的黃磷尾氣向上流動，與從上往下噴淋的循環(huán)堿液在填料表面逆向接觸，尾氣中的二氧化硫和硫酸與堿液中的碳酸鈉或氫氧化鈉反應(yīng)，生成亞硫酸鈉、硫酸鈉和水，從而脫除全部的二氧化硫和硫酸。經(jīng)過堿洗后的黃磷尾氣從氣體出口 22排出，由循環(huán)堿洗栗8將含亞硫酸鈉和硫酸鈉的廢堿液從廢堿出口 24抽出，全部從堿洗塔2的23進(jìn)口送入，循環(huán)吸收。當(dāng)循環(huán)堿洗栗8出口循環(huán)液PH值降低到7左右時，在繼續(xù)循環(huán)的情況下，往外打脫硫廢液，送出的廢液量通過調(diào)控堿洗塔2液位確定；同時從新啟動補(bǔ)堿栗120，給堿洗塔充新鮮堿液，堿液補(bǔ)充量的大小根據(jù)黃磷尾氣進(jìn)料流量高低、其中的二氧化硫和硫酸含量大小確定。
[0022]經(jīng)過檢測，經(jīng)過酸洗塔I酸洗后的黃磷尾氣中，磷化氫的含量能夠低至零，實(shí)現(xiàn)了完全脫除磷化氫。從酸洗塔I廢酸出口 13排出的硫酸溶液中，只含有磷酸雜質(zhì)，能夠作為生產(chǎn)磷肥的原材料；從堿洗塔2廢堿出口 24排出的廢堿溶液中，主要溶質(zhì)為亞硫酸鈉和硫酸鈉，能夠作為生產(chǎn)芒硝的原料，充分利用各種中間產(chǎn)品，避免資源浪費(fèi)，提高經(jīng)濟(jì)效益，且解決了廢酸與費(fèi)減溶液處理、排放的問題，避免對環(huán)境造成二次污染。
[0023]在保證酸洗塔I內(nèi)硫酸濃度高于75%的條件下，酸洗塔I中從上而下的硫酸噴淋量越大，磷化氫的脫除效果越好，外送的廢酸量越少，新鮮硫酸的消耗量越低，脫除成本越低，為此，設(shè)置有酸洗栗5和廢酸槽6，所述酸洗栗5設(shè)置有第一進(jìn)口 51、第一出口 52和第二出口 53，所述第一進(jìn)口 51與酸洗塔I的廢酸出口 13相通，第一出口 52與酸洗塔I的濃硫酸進(jìn)口 12相通，第二出口 53與廢酸槽6相通。酸洗塔I中吸收磷化氫的硫酸流入塔