[发明专利]黄磷尾气燃气净化方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种黄磷尾气燃气净化方法及其装置，尤其是涉及黄磷尾气燃气燃烧的净化方法及其系统成套设备。

背景技术

目前，全球黄磷几乎都是用电炉法生产黄磷。中国黄磷生产已有60年的历史，目前黄磷生产企业已有130多家，其生产过程中产生大量黄磷尾气，生产1吨黄磷约副产黄磷尾气2500～3000Nm³，尾气富含CO(82～95％)(vol.)(而水煤气中CO平均含量在20％以下)，热值10.7475～12.0119MJ/m³，属中热值气体燃料，可以作为燃料用，每Nm³黄磷尾气热值为10.6763～11.9324MJ/m³。黄磷尾气成分复杂，除主要含CO外，还含磷、硫(～300mg/Nm³)、砷(1～2mg/Nm³)、氟(～500mg/Nm³)等高腐蚀的杂质及少量水份，磷主要以PH₃和P₄形式存在，含量分别为PH₃500～900mg/Nm³，P₄300～700mg/Nm³；硫主要以H₂S形式存在，含量为800～3000mg/Nm³。

磷主要以PH₃和P₄形式存在，含量分别为PH₃400～900mg/Nm³、P₄300～700mg/Nm³；硫主要以H₂S、COS、CS₂等形式存在，含量分别为800～3000mg/Nm³、20～2000mg/Nm³、1～50mg/Nm³。20世纪90年代以来，许多国内外企业或研究单位对利用黄磷尾气作为锅炉燃料进行过一些尝试。由于黄磷制磷电炉单台产能小、数量多、分布广、尾气难以收集，主要是将黄磷尾气用作为中低压锅炉的燃料，如用于干燥原料、生产热水蒸汽等，但由于黄磷尾气中含磷、硫、砷、氟等有害、腐蚀成分，把它当常规燃气利用，导致锅炉部件材料腐蚀失效，设备寿命大大缩短。例如：云南某化学工业公司，1998年底完成“黄磷尾气代替锅炉燃烧煤节能技改项目”，然而在黄磷尾气作燃料利用过程中发现黄磷尾气燃烧时锅炉的腐蚀十分严重，经过3个月的运行后，锅炉因腐蚀击穿而报废；四川某化学公司，经过企业认为可行的黄磷尾气净化设备净化后，将其作为2台40吨/小时蒸汽锅炉的燃料，结果40天就因腐蚀严重而报废；南京某化工研究院，一台100Kg/cm²换热器，不到一个月换热器管因腐蚀而报废；云南某磷制品公司投建三座热水锅炉，运行3～4个月锅炉内过热面出现腐蚀击穿而频繁更换换热部件等。因此黄磷尾气的利用不到20％，这些废气都是用火炬燃成CO₂、SO₂、H₂S、PH₃等排到大气中，一方面浪费了重要而宝贵的一氧化碳资源，同时又加剧了大气环境的污染。

黄磷生产能耗大、成本高，已成为制约磷化工可持续发展的主要因素。《云南省黄磷行业准入条件》规定：2010年黄磷企业必须灭天灯等、新建项目必须同步建设黄磷尾气、炉渣等资源综合利用设施。黄磷尾气燃气净化方法及其设备是黄磷生产企业在竞争日益激烈，准入条件日益严格的状况下寻求节能减排、降耗之路的重要技术。

要解决黄磷尾气作为燃气进行二次能源综合利用，必须去除燃气有害杂质，消除黄磷尾气燃气对燃气设备(如：锅炉、发电机组)材料腐蚀危害，需要净化黄磷尾气燃气，这是进行黄磷尾气燃气利用的重要手段和关键技术。

发明内容

本发明的目的就是提供一种去除黄磷尾气燃气中磷、硫、氟、砷等有害成分的有效净化方法和设备，得到可利用的黄磷尾气燃气，满足黄磷尾气燃气设备对含磷、硫、氟、砷等有害成分的要求，即：H₂S含量<50mg/Nm³、PH₃含量<10mg/Nm³，AsH₃含量<10mg/Nm³，HF含量<20mg/Nm³。