黄磷尾气深度净化技术研究现状及展望

Hans Journal of Chemical Engineering and Technology 化学工程与技术, 2018, 8(5), 284-290

Published Online September 2018 in Hans. /journal/hjcet

https:///10.12677/hjcet.2018.85035

Research Status and Prospect in Deeply

Purified Technology of Yellow

Phosphorus Exhaust

Hui Feng1, Rongsheng Xie2*

1Guangxi Bohuan Environmental Consulting Services Co. Ltd., Nanning Guangxi

2Kunming Metallurgical Research Institute, Kunming Yunnan

Received: Jul. 20th, 2018; accepted: Aug. 3rd, 2018; published: Aug. 10th, 2018

Abstract

The research status about purifying impure components of yellow phosphorus exhaust was inves-tigated in this paper. The purification methods such as absorption, adsorption and catalytic oxida-tion are introduced. And the catalytic oxidation method has advantages of simple operation, high purification efficiency and easily reproducing the catalyst, meanwhile it has potential values in practical application. Based on these principles, deeply purified technology of yellow phosphorus exhaust can effectively remove residual impurities. And the purified exhaust can be used as ordi-nary industrial raw materials, but there is few deep research on catalyst poisoning and regenera-tion. In view of the practical problems existing in the application of the deeply purified technology of yellow phosphorus exhaust, we combined them with the existing researches and looked for-ward to the prospect of its application.

Keywords

Phosphorus Exhaust, Deep Purification, Catalytic Oxidation, Research Advances

黄磷尾气深度净化技术研究现状及展望

冯辉1，谢容生2*

1广西博环环境咨询服务有限公司，广西南宁

2昆明冶金研究院，云南昆明

收稿日期：2018年7月20日；录用日期：2018年8月3日；发布日期：2018年8月10日

*通讯作者。

冯辉，谢容生

摘 要

本文综述了黄磷尾气净化及深度净化的技术现状，介绍了吸收法、吸附法、催化氧化法等净化方法。其中，催化氧化法具有操作简单、净化效率高、催化剂易再生等优点，存在潜在的应用价值。基于此原理开发的黄磷尾气深度净化技术可以有效脱除残存的杂质，净化后的尾气可作为普通的工业原料使用，但对于催化剂中毒、再生的问题研究还不够深入。针对黄磷尾气深度净化技术应用中存在的实际问题，结合现有研究，展望了其应用前景。

关键词

黄磷尾气，深度净化，催化氧化，研究进展

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1. 引言

黄磷的生产通常采用电炉法，含磷炉气进入冷凝塔，其中的冷凝炉气中的磷蒸汽变为液态黄磷进入收磷槽，经精制得到成品黄磷，未冷凝炉气则为黄磷尾气。每生产1吨黄磷排放出的尾气量为2700~3000 Nm 3，其主要成分为CO 85%~90%，还含有H 2S 、COS 、CH 4SH 、AsH 3、PH 3、HF 、氰化物等有害成分[1] [2] [3]。本文着重分析黄磷尾气的预处理技术、现代分离技术和净化工艺的研究进展，并对黄磷尾气深度净化的可行性进行简单的论述。以期有效净化黄磷尾气制取高纯度CO ，为后续高附加值化工产品的生产工艺提供洁净的原料气，真正实现资源、能源和环保的高度协调统一、推动化工可持续发展具有极其重要的意义。

2. 黄磷尾气净化技术

由于黄磷尾气中有害杂质种类较多，净化分离难度大，我国黄磷尾气的有效利用率不足40%。解决黄磷尾气的净化处理问题是提高黄磷尾气有效利用率的关键。目前，国内黄磷尾气净化处理技术主要包括：吸收法、吸附法和催化氧化法、催化水解法等。

2.1. 吸收法

1) 水洗法

水洗法是使用大量清水对黄磷尾气进行反复洗涤的方法，一般有两至三道工序，以有效除去粉尘、SiF 4等机械杂质和焦油、泥巴磷等有毒害杂质。水洗工艺能吸收尾气中少量的HF 、H 2S 、P 4，同时可冷却尾气温度，但是对PH 3没有作用。表1是黄磷尾气经水洗前后杂质组分含量的变化。其中氟的含量降低非常明显。

水洗后的黄磷尾气可作为燃料气用于烧结磷矿石与泥磷制酸，也可以用作硫磺制酸中的燃料。但由于其中的有毒成分如硫、氟、砷等会氧化生成有毒有害气体，造成二次污染，环境风险较大。

2) 水洗串碱洗法

水洗串碱洗法是在水洗法之后加入碱洗的过程[4]，工艺流程如图1所示。