黄磷尾气深度净化发电技术实验研究

针对黄磷行业尾气利用现状,为促进中小规模黄磷企业可持续利用黄磷尾气资源,提出了一种低成本净化利用黄磷尾气发电技术,并在小试装置上进行了实验研究。通过调节尾气流量、氢氧化钠质量浓度及次氯酸钠有效氯质量浓度等参数,监测相应条件下的净化效果。实验发现,次氯酸钠有效氯质量浓度是影响黄磷尾气净化效果的主要因素,其最佳质量浓度为8 g·L^(-1);尾气流量对次氯酸钠洗和碱洗效果均有影响,且洗涤效果与尾气流量成反比。实验验证了适合内燃机发电的黄磷尾气压力范围为3~6 kPa,最佳压力为5 kPa。

黄磷尾气碱洗——催化氧化净化

采用碱洗 催化氧化方法净化黄磷尾气,随着反应温度和氧体积分数增加可显著提高净化效果,确定反应温度110℃,氧体积分数1.5%为最佳工艺条件.净化后黄磷尾气中总磷质量浓度<10mg/m3,硫化氢质量浓度<10mg/m3,氟化氢质量浓度<5mg/m3,到生产一碳化工产品对原料气的要求。失效后的催化剂易于再生,催化剂经多次再生后催化性能良好。

黄磷尾气净化脱除磷化氢、硫化氢中试试验

采用自制的催化剂JC-4,设计出碱洗-催化氧化工艺对黄磷尾气进行深度净化处理.中试试验结果表明:常压、100℃、尾气流量为36～50 m3/h、氧气体积分数为1.2%～1.5%时,PH3的脱除率接近100%,出口质量浓度低于1.0 mg/m3;碱洗单元可以除去90%的H2S,经过催化氧化单元可以进一步脱除H2S,净化效率接近100%,出口质量浓度低于1.0mg/m3;催化剂经100～200h需要再生,400h后需要活化,再生和活化处理后的催化剂性能良好.

变温和变压吸附法从黄磷尾气净化回收一氧化碳

黄磷尾气的回收利用势在必行 ,但目前的回收工艺存在一些缺点。本文针对常用净化方法的缺点 ,通过实验测定了吸附法处理黄磷尾气的效果 ,得到了较佳的工艺操作参数 ,提出了处理黄磷尾气的新的工艺流程。

PdCl2-CuCl2液相催化氧化净化黄磷尾气中PH3

以自主筛选的PdCl2-CuCl2作为模拟黄磷尾气中PH3液相催化氧化净化催化剂。研究催化剂中PdCl2和CuCl2的不同配比、pH值、氧含量、温度、流速、PH3浓度及催化剂含量对净化效率的影响规律。实验结果表明:催化剂中PdCl2和CuCl2的最佳配比为n(PdCl2):n(CuCl2)=1:10;混合气中氧含量为2%时就可以满足需要;较佳的pH值为1.0;混合气速和入口PH3质量浓度的降低有利于催化剂催化效果的发挥;较佳的反应温度为37℃。当混合气速为300mL/L,PH3入口质量浓度为850mg/m3,催化剂中PdCl2浓度为0.03mol/L时,在850min之内对磷化氢的净化效率都能达到100%。催化剂净化机理为:含有3个氧化还原反应,同时完成PH3的氧化和催化剂的再生;另含2个络合反应,可降低PH3的相间传质阻力。

酸碱改性碳吸附脱除黄磷尾气中的H_2S和PH_3

为综合利用黄磷尾气中的CO,通过钢瓶配气模拟和气相色谱GC-14C测定的方法,研究了酸碱改性碳吸附净化PH3和H2S的相关问题。结果表明:H2S在碱改性碳上平均吸附活化能为23.77 kJ/mol,为负一级吸附反应,PH3在酸改性碳上平均吸附活化能为61.3 kJ/mol,为负二级吸附反应,吸附时以先物理吸附后化学吸附的顺序进行;TG/DTA和孔径分布初步证明吸附质主要为硫和硫氧化物或磷和磷氧化物,酸碱改性碳孔径<1.5 nm的微孔对H2S和PH3的吸附贡献较大,吸附质质量损失主要发生在0—100℃阶段;由机理推导的吸附模型具有很好的可行性。

催化氧化法脱除黄磷尾气中的磷化氢和硫化氢

在常压、温度60~100℃、气体流量0.375~0.875 m3/h的条件下,利用自制的JC-4型催化剂可以深度脱除黄磷尾气中的磷化氢和硫化氢,使它们在产品气中的体积分数小于1×10-6,净化效率接近100%。该催化剂寿命长达6 000 m in,处理黄磷尾气能力为300 m3/kg。在36~50 m3/h黄磷尾气净化中试试验中,取得了同样的效果。

净化黄磷尾气制取甲酸、碳酸二甲酯工艺研究

介绍了水洗-碱洗-催化氧化-变温变压吸附组成的黄磷尾气净化工艺,通过净化可以得到质量分数大于98%的一氧化碳气体,且有害杂质(硫化氢、磷化氢等)的质量浓度均小于1 mg/m3。介绍了甲酸和碳酸二甲酯的合成,其中重点介绍了净化黄磷尾气制取甲酸和碳酸二甲酯2个清洁生产工艺。这2个工艺既利用了黄磷尾气,又无三废排放,其一氧化碳的转化率分别为95%和100%,甲酸和碳酸二甲酯的收率分别达到90%和85%,为净化黄磷尾气合成多种一碳化工产品提供了工艺基础。

黄磷尾气中总磷及磷化氢的测定

电炉法生产黄磷的过程中会产生大量的尾气 ,其主要成分是 CO( 85 %～ 95 %) ,还有磷、硫、氟、砷、CO2 、N2 、H2 等杂质。黄磷尾气中的磷主要以 P4 、PH3、P2 O5等形式存在。一般尾气经过水洗后 ,P2 O5大部分被水吸收 ,尾气中主要是 P4 、PH3。采用分光光度法分析总磷和气体检测管测定磷化氢 。

改性活性炭吸附净化黄磷尾气中的PH_3

通过钢瓶配气模拟和气相色谱GC-14C测定的方法,研究了改性活性炭吸附净化黄磷尾气中PH3的相关问题。得到了吸附反应的最佳吸附温度、氧含量、气体流量、改性液浓度、活性炭粒径和焙烧温度。再生方法可行,可通过再生液回收磷酸。热重差热分析和孔径分布初步证明吸附质为磷和磷氧化物。

改性活性碳吸附净化黄磷尾气中的磷化氢

为综合利用黄磷尾气中的高浓度CO气体,通过钢瓶配气模拟和气相色谱GC-14C测定的方法,研究了HCl改性活性碳吸附净化黄磷尾气中PH3的相关问题。结果表明:较适宜的改性剂为质量分数为5%的盐酸;无氧时较适宜温度为20℃,有氧时较适宜温度为70℃;较适宜氧体积分数为1%;孔径和热重差热分析初步证明吸附质主要为磷和磷氧化物,酸改性活性碳上孔径<1.5 nm的微孔对PH3的吸附反应贡献较大,吸附质失重主要发生在0—100℃阶段。

黄磷尾气中氰化氢的测定

采用硝酸银容量法测定黄磷尾气中HCN的含量。依照HJ 484—2009氰化物的AgNO3容量法为蓝本,进行方法的改进研究。结果表明,采用改进后的硝酸银容量法较其他方法更优,能彻底消除黄磷尾气中大量H2S的干扰。该方法简单实用,重现性好,适用于工作场所空气中和黄磷尾气中HCN的测定。

改性活性炭吸附净化黄磷尾气中的H_2S

研究了以Cu2+离子活性溶液制备改性活性炭吸附净化黄磷尾气中H2S的相关问题,考察了改性活性炭制备过程中的浸渍液浓度、干燥温度和焙烧温度的影响,以及温度和氧含量对吸附的影响;并对空白活性炭、改性活性炭吸附前后做SEM表征。研究结果表明,浸渍液浓度0.05 mol/L、干燥温度120℃、焙烧温度250℃为改性活性炭制备的最佳条件;吸附反应阶段较适宜的温度为95℃,氧含量为1%;结合扫描电镜初步表明,改性后的活性炭S容量增加,吸附效果明显。

氟离子选择电极测定黄磷尾气中气态氟含量

采用NaOH溶液吸收黄磷尾气中气态氟,氟离子选择电极测定其氟含量。结果表明,电极电位与5~100.0μg/mL氟离子浓度的对数有良好的线性关系（R=0.99992）。相对标准偏差（RSD）为3.05%,平均回收率为98.70%~99.69%。该方法操作简便、干扰小、准确度高,分析成本低,适用于黄磷尾气中氟含量的测定。

次氯酸钠氧化脱除黄磷尾气中的硫、磷杂质

采用次氯酸钠氧化工艺净化黄磷尾气 :在次氯酸钠溶液中有效氯的质量分数为0 .6 5 %、pH为 9、反应温度为 2 85K、气体流速为 0 .6～ 0 .8L/min的条件下 ,对尾气中H2 S、PH3 的脱除率分别达到 99.9%和 99.8% ,出口含量分别小于 0 .2mg/m3 和 7mg/m3 ,对有机硫也有 30 %的脱除能力。

黄磷尾气中单质磷的测定

研究了测定黄磷尾气中单质磷的分析方法 ,该方法具有灵敏度高 ,线性好 ,操作快速、简便的特点 ,检测限 1μg 5mL ,摩尔吸光系数为 4 5× 10 4L mol·cm ,线性相关系数为 0

催化氧化净化黄磷尾气中的磷和硫

利用黄磷尾气生产甲酸、乙酸以及甲醇等高附加值产品,净化预处理成为制约其应用的瓶颈问题。研究了用普通活性炭和自制催化剂KU2催化氧化净化黄磷尾气的方法;讨论了固定床系统中常压下、温度2 0～14 0℃,催化剂上磷和硫化氢的吸附特征。KU2和活性炭都能通过催化氧化过程有效脱除黄磷尾气中的P4,PH3和H2 S杂质,随着反应温度和氧含量增加可显著提高净化效果,在最优条件下,经催化氧化净化后的总磷含量<5mg/m3 ,硫化氢含量<5mg/m3 ,失效后的催化剂易于再生,催化剂经多次再生后催化性能恢复良好;提出了活性炭固定床稳定流动吸附过程的数学模型,测得了总传质系数,从实验和理论计算两方面分析讨论了该体系吸附过程的动力行为,模型计算结果与实验测定的穿透曲线吻合良好。

流化床燃烧黄磷尾气过程中Ca(OH)_2的固磷作用

通过流化床预混燃烧黄磷尾气,在燃烧过程中加入氢氧化钙,对黄磷尾气燃烧产生的五氧化二磷进行去除。改变空燃比考察反应温度对去除率的影响,对吸收剂进行XRD,SEM,EDS物相表征和微区元素分析,采用FactSage6.2热力学软件对生成的固体产物进行预测。研究结果表明：流化床预混燃烧黄磷尾气,最高温度1 060℃,在空燃比1.7~4.2的范围内炉内温度能稳定在870℃以上。吸收剂可同五氧化二磷反应,吸收率随温度升高而增加,1 060℃时吸收率为86%,920℃时吸收率为50%,870℃时吸收率为30%;氢氧化钙同五氧化二磷首先形成碱式磷酸钙,之后变为磷酸钙,在高温下磷酸钙转变为焦磷酸钙。固体产物的预测结果与实验结果一致。

净化黄磷尾气变换制甲醇合成气设计与验证

为实现净化黄磷尾气变换制甲醇合成气,对变换反应热力学、静力学及动力学进行了计算。通过计算,在汽气摩尔比为1.4时,反应放出热量33167.14kJ/kmol,将黄磷尾气变换反应设计为部分变换,变换采用循环进气的方式,可移走大量反应热,并可以使反应维持在催化剂活性温度范围内,此时平衡变换率为0.5294,可以满足制甲醇合成气的需要。实验表明,出口气体H2和CO摩尔比可以稳定在2∶1左右达到150h,催化剂床层温度稳定在催化剂活性温度范围内。

连续化回收黄磷尾气副产甲酸的新系统

引言我国拥有世界上最为丰富的磷矿资源,黄磷的储量、产量和市场占有率均位居世界第一位[1]。黄磷冶炼过程会产生大量尾气,这些尾气富含一氧化碳,如能充分利用将是很好的化工原料。但由于黄磷尾气成分复杂、回收利用难度大且投资多,