[发明专利]一种磁助变压吸附提纯黄磷尾气中CO的方法

说明书

本发明涉及一种磁助变压吸附提纯黄磷尾气中CO的方法，属于烟气净化技术领域。本发明在外磁场条件下，将黄磷尾气进行预处理脱除顺磁性杂质得到预处理混合气；将预处理混合气通入变压吸附阶段PSA‑Ⅰ工序的吸附床中，经吸附、均压降压、逆向放压、冲洗、均压升压、终升压以脱除吸附性强于CO的杂质得到混合气I；将混合气I通入变压吸附阶段PSA‑Ⅱ工序的吸附床中，其中变压吸附阶段PSA‑Ⅱ工序的吸附床外设磁场，经吸附、置换、均压降压、逆向放压、抽真空、磁助脱附、均压升压以脱除吸附性弱于CO的杂质得到高纯CO气体。本发明方法提纯的CO浓度可达95％以上。

技术领域

本发明涉及一种磁助变压吸附提纯黄磷尾气中CO的方法，属于烟气净化技术领域。

背景技术

黄磷是一种重要的化工产品，制取方法通常为电炉法，尾气中可能含有CO、PH₃、H₂S、硫化物、少量的AsH₃、HCN、CO₂、H₂、N₂及微量O₂。其中，CO是尾气的主要成分，含量一般为85％-95％。CO既可以作为燃料，也是碳一化学的重要原料，可用于甲酸、草酸、丙烯酸酯、光气等多种有机化学品的生产及合成。尾气中的其他杂质，如磷、硫、AsH₃、HCN等则是对羟基合成有害的污染物，因此，要实现黄磷尾气的综合利用，就要将尾气中的磷、硫、砷、氰等杂质除去，实现CO的净化、分离。由于黄磷尾气具有很高的热值，某些黄磷生产厂家将黄磷尾气用作燃料或者直接燃烧放空，有效利用率不足40％，造成资源的极大浪费。其中含有的有害杂质易造成设备腐蚀，寿命大大缩短，有害成分放空后对环境造成极大污染。为了实现黄磷尾气的治理，必须开发高效的提纯CO的方法。

变压吸附(PSA)是一种高效的从多种混合气中分离提纯一种或多种目标气体的方法。吸附剂有效吸附强吸附质，弱吸附质经过吸附剂床层得到富集，强吸附质则在随后的脱附过程中得到富集。经过变压吸附过程，强弱吸附质得到有效分离，通过多床吸附操作使系统连续进行。但是已有的二段法变压吸附提纯CO工艺，对黄磷尾气中各种杂质的去除效率不高，不能保证CO的有效提纯。

发明内容

本发明针对提纯黄磷尾气中CO中杂质的去除效率不高的技术问题，提供一种磁助变压吸附提纯黄磷尾气中CO的方法，本发明利用不同气体的磁性差异，提高气体在吸附剂上的吸附或解吸效率，从而提高杂质的脱除效率和CO的提纯浓度。

本发明磁助变压吸附提纯黄磷尾气中CO的方法在磁场作用下，催化剂高效率地脱除顺磁性气体组分，再通过利用CO的抗磁性性质，使CO更高效地从吸附剂上解吸，获得纯度更高的CO。

一种磁助变压吸附提纯黄磷尾气中CO的方法，具体步骤如下：

(1)在外磁场条件下，将黄磷尾气进行预处理脱除顺磁性杂质得到预处理混合气；

(2)将步骤(1)预处理混合气通入变压吸附阶段PSA-Ⅰ工序的吸附床中，经吸附、均压降压、逆向放压、冲洗、均压升压、终升压以脱除吸附性强于CO的杂质得到混合气I；

(3)将步骤(2)混合气I通入变压吸附阶段PSA-Ⅱ工序的吸附床中，其中变压吸附阶段PSA-Ⅱ工序的吸附床外设磁场，经吸附、置换、均压降压、逆向放压、抽真空、磁助脱附、均压升压以脱除吸附性弱于CO的杂质得到高纯CO气体。

所述步骤(1)外磁场的强度为0.3～5.0T。

所述步骤(1)预处理的吸附剂为金属催化剂，金属催化剂的载体为活性炭、活性氧化铝或HZSM-5分子筛，金属催化剂的活性组分为铁盐、锰盐、镍盐、钴盐、铜盐中的一种或两种。

所述步骤(2)PSA-Ⅰ工序吸附床内的吸附剂为硅胶、活性炭、活性氧化铝中的一种或多种。

进一步的，所述步骤(2)变压吸附阶段PSA-Ⅰ工序的吸附步骤压力为0.3～1.9MPa。