脱除黄磷尾气中磷化氢的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及尾气处理技术领域，尤其是一种脱除黄磷尾气中磷化氢的装置。
【背景技术】
[0002]黄磷是黄色的蜡状固体，质软，不溶于水，微溶于醇，溶于液碱、苯、乙醚、氯仿、甲苯，易溶于二硫化碳；是一种重要的基础工业原料，主要用于化工、农药等多个领域。
[0003]目前，黄磷的生产全部采用高温还原法，原料为磷矿石、硅石和焦炭，生产时将磷矿石、硅石和焦炭按一定比例和粒度投入电炉，在1000多度高温下将氧化态的磷还原成单质磷蒸汽，再经过冷却、漂洗后得到产品，高温炉渣直接从电炉中排出，生产过程中排出的气体为黄磷尾气。
[0004]黄磷生产行业属于高耗能、高污染、高危险行业，黄磷尾气的组成成分十分复杂，主要为一氧化碳，约占80?92%，其次是氢气、氧气、二氧化碳、甲烷及小分子烃类，约为百分之十几，污染物成分有硫化氢、硫氧化碳、二硫化碳、甲硫醇、磷化氢、氰化氢、单质磷及细微粉尘。其中，硫化氢浓度约15000?20000PPm、硫氧化碳浓度约2200?2500PPm、二硫化碳浓度约300?400PPm、磷化氢浓度约650?800PPm。黄磷尾气脱除污染物的净化处理技术是非常复杂和困难的，仅脱除污染物之一的磷化氢，世界上研究过的方法近二十余种，其中工业化试运行过的脱磷化氢工艺技术仅两种:一种是变温吸附技术，吸附剂采用活性炭，试运初期磷化氢脱除率不到20?30%，运行两个月后，脱除率降低到5%以下；另一种是固定床催化氧化技术，催化剂采用具有氧化性的固体金属氧化物，装置试运行一段时间后，催化剂就被氧化生成的磷酸盐包裹，失去脱磷化氢活性。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够脱除全部磷化氢的脱除黄磷尾气中磷化氢的装置。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:脱除黄磷尾气中磷化氢的装置，包括浓硫酸储槽、酸洗塔、碱洗塔和碱液储槽，所述酸洗塔设置有尾气进口、浓硫酸进口、废酸出口和尾气出口，所述碱洗塔设置有气体进口、气体出口、碱液进口和废碱出口，所述浓硫酸储槽与浓硫酸进口通过管道连通，所述尾气出口与气体进口通过管道连通，所述碱液储槽与碱液进口通过管道连通。
[0007]进一步地，设置有酸洗栗和废酸槽，所述酸洗栗设置有第一进口、第一出口和第二出口，所述第一进口与酸洗塔的废酸出口相通，第一出口与酸洗塔的浓硫酸进口相通，第二出口与废酸槽相通。
[0008]进一步地，设置有碱洗栗，所述碱洗栗设置有第二进口、第三出口和第四出口，所述第二进口与碱洗塔的废碱出口相通，所述第三出口与碱洗塔的碱液进口相通。
[0009]进一步地，设置有浓硫酸卸车槽和浓硫酸卸车栗，所述浓硫酸卸车槽、浓硫酸卸车栗和浓硫酸储槽依次通过管道连通。
[0010]进一步地，设置有配碱槽和碱液抽取栗，所述配碱槽、碱液抽取栗和碱液储槽依次通过管道连通。
[0011 ] 进一步地，所述浓硫酸储槽与浓硫酸进口之间的管道上设置有补酸栗。
[0012]进一步地，所述碱液储槽与碱液进口之间的管道上设置有补碱栗。
[0013]进一步地，所述酸洗塔为填料塔，所述填料塔中部设置有填料段，所述尾气进口设置于填料段的下方，所述浓硫酸进口设置于填料段的上方，所述废酸出口设置于酸洗塔的底部，所述尾气出口设置于酸洗塔的顶部。
[0014]进一步地，所述第一出口与酸洗塔的浓硫酸进口之间设置有过滤器。
[0015]进一步地，所述碱洗塔为填料塔，所述填料塔中部设置有填料段，所述气体进口设置于填料段的下方，所述碱液进口设置于填料段的上方，所述废碱出口设置于酸洗塔的底部，所述气体出口设置于酸洗塔的顶部。
[0016]本实用新型的有益效果是:酸洗塔中，采用质量分数高于75%的浓硫酸吸收黄磷尾气中的磷化氢，生成磷酸、二氧化硫和水，二氧化硫和少量硫酸进入黄磷尾气中，磷酸和水进入浓硫酸溶液中。再将黄磷尾气通入碱洗塔，利用碱性溶液如氢氧化钠或碳酸钠等，吸收二氧化硫和硫酸，得到硫酸钠和亚硫酸钠溶液。经测试，经过酸洗塔酸洗后的黄磷尾气中，磷化氢含量为O，实现了完全脱除磷化氢的目的。酸洗塔中的废硫酸溶液中，含有磷酸，可用于生产磷肥；废碱溶液中只含有硫酸钠和亚硫酸钠，可用于生产芒硝，避免了三废排放及对环境产生二次污染的问题。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型脱除黄磷尾气中磷化氢的装置的流程图；
[0018]I—酸洗塔；2—碱洗塔；3—浓硫酸储槽；4一碱液储槽；5—酸洗栗；6—废酸槽；7—过滤器；8—碱洗栗；9一浓硫酸卸车槽；10—浓硫酸卸车栗；11一尾气进口 ； 12—浓硫酸进口 ； 13—废酸出口 ； 14一尾气出口 ；21—气体进口 ；22—气体出口 ；23—碱液进口 ；24—废碱出口 ；51—第一进口 ；52—第一出口 ；53—第二出口 ；81—第二进口 ；82—第三出口 ；83—第四出口 ；110—配碱槽；120—碱液抽取栗；130—补酸栗；140—补碱栗。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0020]如图1所示，本实用新型的脱除黄磷尾气中磷化氢的装置，包括浓硫酸储槽3、酸洗塔1、碱洗塔2和碱液储槽4，所述酸洗塔I设置有尾气进口 11、浓硫酸进口 12、废酸出口13和尾气出口 14，所述碱洗塔2设置有气体进口 21、气体出口 22、碱液进口 23和废碱出口24，所述浓硫酸储槽3与浓硫酸进口 12通过管道连通，所述尾气出口 14与气体进口 21通过管道连通，所述碱液储槽4与碱液进口 23通过管道连通。
[0021]浓硫酸储槽3用于存储浓硫酸，浓硫酸中硫酸的质量分数约为98%;碱液储槽4用于存储碱液，碱液采用氢氧化钠、碳酸氢钠或者碳酸钠配制。装置运行时，先将浓硫酸从浓硫酸储槽3通过浓硫酸进口 12通入酸洗塔1，到达设定液位，启动循环酸洗栗5，从酸洗塔I底部的13出口抽出，从酸洗塔I的12进口送入，建立酸循环。酸循环建立后，再将黄磷尾气从尾气进口 11通入酸洗塔1，黄磷尾气向上流动，与向下喷淋的浓硫酸在填料表面逆向接触，黄磷尾气中的磷化氢被浓硫酸氧化生成磷酸、二氧化硫和水，磷酸和水进入浓硫酸溶液中。装置开工时，给酸洗塔I打入的98%新鲜硫酸，通入黄磷尾气后经过一段时间的酸循环洗涤，循环酸的浓度将会降低，当硫酸浓度降低到接近75%时，由循环酸洗栗5在继续进行循环的情况下，给外送废酸，将废酸送入废酸储罐中；同时重新启动补酸栗130，给酸洗塔I补酸。二氧化硫和少量硫酸进入黄磷尾气中，从尾气出口 14排出。从酸洗塔I排出的含二氧化硫和硫酸的黄磷尾气通过气体进口 21进入碱洗塔2。在给碱洗塔2通入黄磷尾气前，首先需要将将存储于碱液储槽4的碱液通入到碱洗塔2中，并启动循环碱洗栗8进行循环，建立碱液平衡。进入碱洗塔2的黄磷尾气向上流动，与从上往下喷淋的循环碱液在填料表面逆向接触，尾气中的二氧化硫和硫酸与碱液中的碳酸钠或氢氧化钠反应，生成亚硫酸钠、硫酸钠和水，从而脱除全部的二氧化硫和硫酸。经过碱洗后的黄磷尾气从气体出口 22排出，由循环碱洗栗8将含亚硫酸钠和硫酸钠的废碱液从废碱出口 24抽出，全部从碱洗塔2的23进口送入，循环吸收。当循环碱洗栗8出口循环液PH值降低到7左右时，在继续循环的情况下，往外打脱硫废液，送出的废液量通过调控碱洗塔2液位确定；同时从新启动补碱栗120，给碱洗塔充新鲜碱液，碱液补充量的大小根据黄磷尾气进料流量高低、其中的二氧化硫和硫酸含量大小确定。
[0022]经过检测，经过酸洗塔I酸洗后的黄磷尾气中，磷化氢的含量能够低至零，实现了完全脱除磷化氢。从酸洗塔I废酸出口 13排出的硫酸溶液中，只含有磷酸杂质，能够作为生产磷肥的原材料；从碱洗塔2废碱出口 24排出的废碱溶液中，主要溶质为亚硫酸钠和硫酸钠，能够作为生产芒硝的原料，充分利用各种中间产品，避免资源浪费，提高经济效益，且解决了废酸与费减溶液处理、排放的问题，避免对环境造成二次污染。
[0023]在保证酸洗塔I内硫酸浓度高于75%的条件下，酸洗塔I中从上而下的硫酸喷淋量越大，磷化氢的脱除效果越好，外送的废酸量越少，新鲜硫酸的消耗量越低，脱除成本越低，为此，设置有酸洗栗5和废酸槽6，所述酸洗栗5设置有第一进口 51、第一出口 52和第二出口 53，所述第一进口 51与酸洗塔I的废酸出口 13相通，第一出口 52与酸洗塔I的浓硫酸进口 12相通，第二出口 53与废酸槽6相通。酸洗塔I中吸收磷化氢的硫酸流入塔