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CN104941422A - 一种磷化氢气体的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磷化氢气体的处理方法，属于废气处理技术领域。该方法包括将含磷化氢的气体首先进入吸收塔经过吸收液进行吸收，吸收后的溶液再与石灰水进行反应；所述的吸收是通过具有特定结构的吸收塔实现的，采用本发明所述的方法并且辅以相应的设备，最终使得排放的磷化氢废气转化成可以再次利用的磷肥，基本达到磷化氢“零”含量排放，避免了大气污染，并生成可以二次利用的肥料，是对保护人体健康和大气环境都具有积极意义的发明。

Description

一种磷化氢气体的处理方法
技术领域
本发明涉及一种磷化氢气体的处理方法，属于废气处理技术领域。
背景技术
磷化氢是一种有毒有害的气体，具有高毒性、自燃的特点，对人体有明显的伤害，在生产和使用磷化氢的单位，如果对磷化氢气体直接排放，会造成大气污染，因此对磷化氢废气的吸收和处理尤为重要。
目前现有技术中对磷化氢废气进行吸收净化的装置和方法主要有燃烧法、湿法和干法。其中燃烧法是传统的磷化氢处理方法，通过磷化氢和空气混合在焚化炉内燃烧生成磷酸烟雾，所得烟雾通入吸收塔制得工业级的磷酸，但此方法的缺点在于焚化炉采用电加热，属于高能耗设备，产生的磷酸烟雾对反应器有较强的腐蚀性，而且焚化炉各段温度相差大，不利于安全生产，还存在漏气的可能性。湿法处理磷化氢是采用次氯酸钠为吸收剂，生成较稳定的磷酸盐类，缺点是：产生大量反应的副产物氯气造成二次污染，次氯酸的化学性质不稳定，极易分解、失效，需要频繁更换吸收液，增加额外成本。干法处理磷化氢是采用活性炭对磷化氢进行吸附，但没有改变磷化氢的化学性质，不足之处是吸附后的活性炭要采用或燃烧或解析的方法进行后期处理，仍然存在污染问题。以上方法无论是化学转换法和吸附法，大都或多或少的造成一定程度的二次污染。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明提出了一种磷化氢气体的处理方法，采用本发明所述的方法并且辅以相应的设备，最终使得排放的磷化氢废气转化成可以再次利用的磷肥，基本达到磷化氢“零”含量排放，避免了大气污染，并生成可以二次利用的肥料。
本发明所述的一种磷化氢气体的处理方法，该方法包括将含磷化氢的气体首先进入吸收塔经过吸收液进行吸收，吸收磷化氢气体后的溶液再与石灰水进行反应；
所述的吸收通过如下的吸收塔实现：该吸收塔，包括塔体，塔体外部由下到上依次设有排液口，气体进口，溢流口，吸收液进口和气体出口；塔体内部由下至上依次设有进气喷头，孔板，折流环和布液盘；进气喷头与气体进口连通；布液盘与吸收液进口连通；塔体内部有吸收液；
所述的吸收液为过氧化氢和硫酸组成的水溶液。
其具体的处理流程为：含有磷化氢的气体通过气体进口进入到进气喷头，在进气喷头的作用下被分散到吸收液内进行反应，过氧化氢与磷化氢在酸性条件下发生反应，具体的反应式为：
2H2O2+PH3＝H3PO2+2H2O
3H2O2+PH3＝H3PO3+3H2O
本发明所述的进气喷头可以对含磷化氢的气体进行初步的分散。气体在吸收液中继续上升，经过塔体内部的孔板，被分散成若干弱小气流，吸收液在气流的作用下呈现出发泡状态，即孔板上方的吸收液与含磷化氢的气流混合，呈现一个泡沫层状态，增加了气液的接触面积，加大了反应几率，使得磷化氢能够被充分吸收。本发明所述的孔板与溢流口之间的高度为塔高的2/3-3/5，也就是说整个泡沫层的高度为塔高的2/3-3/5，保证了气液接触有足够的反应行程，使得磷化氢能够被吸收液充分吸收；所述吸收塔中孔板的孔径为1mm-3mm，开孔率不低于30％，优选30％-40％，可以保证含磷化氢的气体被分散成更加细小的气流，增大气液接触面积。
为了进一步保证有较好的吸收效果，经过发明人多次试验摸索确定所述的吸收液中过氧化氢的质量分数为3％-5％；硫酸的浓度为0.25mol/L。所述吸收塔中静态条件下吸收液的高度高于孔板高度，低于溢流口的高度。所述吸收塔的气体孔塔流速为0.02m/sec-0.05m/sec。所述吸收塔的塔高与塔径比为7:1～10:1。
进一步的，本发明所述的吸收塔的溢流口可以与塔体底部连通，使得溢流的吸收液可以被再次返回塔体进行利用。
在实际生产运行过程中，运行一段时间以后，如果吸收塔内的吸收液量过多时，可以通过塔体底部的排液口将吸收液部分排出。
本发明所述的吸收液采用本领域的常规方法进行配制即可。在具体处理过程中可以采用以下方法对吸收液的吸收能力进行控制：(1)测量过氧化氢(H2O2)含量进行判断，用碘量法容量分析过氧化氢(H2O2)的含量，当H2O2的浓度＜0.2％～0.3％，对过氧化氢进行补充；(2)测量排放磷化氢气体的浓度，当排放量超过1μmol/mol时，若工艺条件未发生变化，对过氧化氢(H2O2)进行补充。
经过泡沫层吸收之后，所处理的气体中磷化氢的含量已经很小，为了避免气体中的磷化氢吸收不完全，经过泡沫层吸收之后的气体继续上升，从布液盘分布下的吸收液形成“液膜”和上升的气体进行逆向接触，对其中的磷化氢进行进一步的吸收，为了保证上升的气体和“液膜”之间的充分接触，布液盘的下方设有折流环，所述的布液盘的直径大于折流环的内径，上升的气体在折流环的作用下可以全部从折流环的内孔中上升并与布液盘分布下来的液体进行接触，使得残留的磷化氢再次被充分吸收，保证净化效果。
本发明通过泡沫层和“液膜”的双重吸收，最终气体中残留的磷化氢气体微乎其微，可以达到99％以上的吸收率，经过吸收塔吸收后的气体从塔体顶部的气体出口排出。本发明适用于含磷化氢且不含有其它还原性物质的气体的处理。
吸收磷化氢气体后的吸收液进一步与石灰水进行反应生成硫酸钙—磷酸钙乳液，该反应终点pH值为6。该乳液的成分与过磷酸钙成分相同，因而可以作为磷肥使用，也可以添加其它钾肥等有机物，直接应用于农业，如可以用于庭院绿化和一般农作物等。该乳液可以直接使用或经沉淀后用固状物，沉淀后的上层清液可循环利用配制吸收液，不产生液体排放，经过转化后的乳化液中过磷酸钙含量＞25％，转化率＞90％。
综上所述，本发明的优点是基本完全吸收磷化氢废气，将磷化氢的毒性降至最低，几乎为零，并转换为可以再次利用的肥料进行二次利用。是将无用转换为有用，将有毒转换成无毒，变废为宝的过程，而且投入成本较低，是一项利用效率高，对保护人体健康和大气环境都具有积极意义的发明。
附图说明
图1为本发明所述吸收塔的结构示意图；
图2为本发明所述孔板的结构示意图。
图中：1、塔体，2、气体进口，3、溢流口，4、吸收液进口，5、气体出口，6、进气喷头，7、孔板，8、折流环，9、布液盘，10、排液口。
具体实施方式
实施例1
一种磷化氢气体的处理方法，该方法包括将含磷化氢的气体首先进入吸收塔经过吸收液进行吸收，吸收磷化氢气体后的溶液再与石灰水进行反应；
所述的吸收通过如下的吸收塔实现：该吸收塔，包括塔体1，塔体1外部由下到上依次设有排液口10，气体进口2，溢流口3，吸收液进口4和气体出口5；塔体1内部由上至下依次设有进气喷头6，孔板7，折流环8和布液盘9；进气喷头6与气体进口2连通；布液盘9与吸收液进口4连通；塔体1内部有吸收液；
所述的吸收液为过氧化氢和硫酸组成的水溶液；所述的吸收液中过氧化氢的质量分数为5％；硫酸的浓度为0.25mol/L。
所述的孔板7与溢流口3之间的高度为塔高的2/3。
所述吸收塔的气体空塔流速为0.02m/sec。
所述吸收塔中孔板7的孔径为3mm，开孔率30％。
所述吸收塔的塔高与塔径比为7:1
所述吸收塔中静态条件下吸收液的高度高于孔板7高度。
所述的布液盘9的直径大于折流环8的内径。
吸收磷化氢气体后的溶液与石灰水反应终点pH值为6。
实施例2
一种磷化氢气体的处理方法，该方法包括将含磷化氢的气体首先进入吸收塔经过吸收液进行吸收，吸收磷化氢气体后的溶液再与石灰水进行反应；
所述的吸收通过如下的吸收塔实现：该吸收塔，包括塔体，塔体外部由下到上依次设有排液口，气体进口，溢流口，吸收液进口和气体出口；塔体内部由上至下依次设有进气喷头，孔板，折流环和布液盘；进气喷头与气体进口连通；布液盘与吸收液进口连通；塔体内部有吸收液；
所述的吸收液为过氧化氢和硫酸组成的水溶液；所述的吸收液中过氧化氢的质量分数为3％；硫酸的浓度为0.25mol/L。
所述的孔板与溢流口之间的高度为塔高的3/5。
所述吸收塔的气体空塔流速为0.03m/sec。
所述吸收塔中孔板的孔径为1mm，开孔率40％。
所述吸收塔的塔高与塔径比为8:1
所述吸收塔中静态条件下吸收液的高度高于孔板高度。
所述的布液盘的直径大于折流环的内径。
吸收磷化氢气体后的溶液与石灰水反应终点pH值为6。
实施例3
一种磷化氢气体的处理方法，该方法包括将含磷化氢的气体首先进入吸收塔经过吸收液进行吸收，吸收磷化氢气体后的溶液再与石灰水进行反应；
所述的吸收通过如下的吸收塔实现：该吸收塔，包括塔体，塔体外部由下到上依次设有排液口，气体进口，溢流口，吸收液进口和气体出口；塔体内部由上至下依次设有进气喷头，孔板，折流环和布液盘；进气喷头与气体进口连通；布液盘与吸收液进口连通；塔体内部有吸收液；
所述的吸收液为过氧化氢和硫酸组成的水溶液；所述的吸收液中过氧化氢的质量分数为4％；硫酸的浓度为0.25mol/L。
所述的孔板与溢流口之间的高度为塔高的2/3。
所述吸收塔的气体空塔流速为0.05m/sec。
所述吸收塔中孔板的孔径为2mm，开孔率35％。
所述吸收塔的塔高与塔径比为10:1
所述吸收塔中静态条件下吸收液的高度高于孔板高度。
所述的布液盘的直径大于折流环的内径。
吸收磷化氢气体后的溶液与石灰水反应终点pH值为6。

Claims (9)

1.一种磷化氢气体的处理方法，其特征在于：该方法包括将含磷化氢的气体首先进入吸收塔经过吸收液进行吸收，吸收磷化氢气体后的溶液再与石灰水进行反应；
所述的吸收通过如下的吸收塔实现：该吸收塔，包括塔体(1)，塔体(1)外部由下到上依次设有排液口(10)，气体进口(2)，溢流口(3)，吸收液进口(4)和气体出口(5)；塔体(1)内部由下至上依次设有进气喷头(6)，孔板(7)，折流环(8)和布液盘(9)；进气喷头(6)与气体进口(2)连通；布液盘(9)与吸收液进口(4)连通；塔体(1)内部有吸收液；
所述的吸收液为过氧化氢和硫酸组成的水溶液。
2.根据权利要求1所述的一种磷化氢气体的处理方法，其特征在于：所述的吸收液中过氧化氢的质量分数为3％-5％；硫酸的浓度为0.25mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种磷化氢气体的处理方法，其特征在于：所述的孔板(7)与溢流口(3)之间的高度为塔高的2/3-3/5。
4.根据权利要求1所述的一种磷化氢气体的处理方法，其特征在于：所述吸收塔的气体空塔流速为0.02m/sec-0.05m/sec。
5.根据权利要求1所述的一种磷化氢气体的处理方法，其特征在于：所述吸收塔中孔板(7)的孔径为1mm-3mm，开孔率不低于30％。
6.根据权利要求1所述的一种磷化氢气体的处理方法，其特征在于：所述吸收塔的塔高与塔径比为7:1～10:1。
7.根据权利要求1所述的一种磷化氢气体的处理方法，其特征在于：所述吸收塔中静态条件下吸收液的高度高于孔板(7)高度。
8.根据权利要求1所述的一种磷化氢气体的处理方法，其特征在于：所述的布液盘(9)的直径大于折流环(8)的内径。
9.根据权利要求1所述的一种磷化氢气体的处理方法，其特征在于：吸收磷化氢气体后的溶液与石灰水反应终点pH值为6。
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