黄磷尾气变温变压吸附分离技术

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黄磷尾气变温变压吸附分离技术

来源项目

技术分类

大气污染防治技术-工业烟气

适用对象及范围

黄磷尾气深度进化

基本原理

黄磷电炉尾气深度净化技术采用吸收、氧化、变温变压吸附（TPSA）等技术，对黄磷电炉尾气进行分离、净化（包括预处理、深度净化），提纯CO后，用作能源（燃料、发电等）或化工原料（生产甲酸、草酸酯、甲酸甲酯、甲酸钠等化学品），并回收磷、硫、砷、氟等有毒有害组分，实现了黄磷电炉尾气大规模清洁处理和资源化利用。

技术描述（创新点及优势）

黄磷电炉尾气深度净化技术采用吸收、氧化、变温变压吸附（TPSA）等技术，对黄磷电炉尾气进行分离、净化（包括预处理、深度净化），提纯CO后，用作能源（燃料、发电等）或化工原料（生产甲酸、草酸酯、甲酸甲酯、甲酸钠等化学品），并回收磷、硫、砷、氟等有毒有害组分。

案例规模

贵州磷都化工股份有限公司建成投产黄磷电炉尾气年产2万吨甲酸项目，这是全球首套黄磷电炉尾气深度净化与利用工业化装置，并建设了黄磷电炉尾气年产5000吨甲酰胺项目。

工艺流程

黄磷生产时，出黄磷炉的尾气经过3-4级水洗回收黄磷后，已有相当一部分有害物质（如H2S、SO2、HF、SiF4、粉尘）进入水中，但尾气中仍有磷及磷化物（主要形态为P4和PH3）、硫及硫化物（主要形态为H2S、COS、SO2）、砷及砷化物（主要形态为AsH3、AsF3、As）、氟及氟化物（主要形态为HF、SiF4）以及CO2、O2、N2、H2、CH4等杂质，组成复杂，波动较大，干扰性强。通过碱洗除去大部分还原性气体、硫化物。为进一步脱除有机硫，采用液相氧化催化法。这种溶剂对脱硫和氧化再生两个过程均有催化作用，对无机硫和有机硫均有良好的去除效果，且具有硫容量大、生成的硫泡沫易浮选、易分离等优点。再采用变温吸附法（TSA），脱净黄磷电炉尾气中存留的磷、砷、氟以及硫化合物，确保有害杂质P、As、F化合物浓度均≤1 ppm。最后采用变压吸附法（PSA）提纯CO，使CO产品气达到羰基合成的技术要求。

污染防治效果和达标情况

利用黄磷电炉尾气年产2万吨甲酸装置的运行结果表明，该工程原材料与能耗、污染物减排、“三废”综合利用等全部达到工程设计指标，CO产品气质量达到：CO≥98 %、O2≤10 ppm 、CO2≤10 ppm、H2O≤10 ppm、总S≤1 ppm，P、As、F化合物浓度均≤1 ppm。甲酸产品满足国家标准GB2093-96优等品的要求。成本优势明显，4～5年即可收回投资。目前黄磷生产企业正在推广实施黄磷电炉尾气深度净化制甲酸、草酸酯、发电等产业化项目。