CN108097009A - 一种净化无组织排放环境中磷化氢气体并回收磷酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种净化无组织排放环境中磷化氢气体并回收磷酸的方法，将含有磷化氢的气体输送到电晕放电等离子体处理器，在放电极和极板上负载高压直流电，在电场和高速电子的作用下，磷化氢分子和氧分子发生解离，产生活性粒子，磷化氢分子、氧气分子和活性粒子相互之间发生进一步的反应，生成磷酸富集在极板上。通过本方法处理后磷化氢的去除率高于99.9%。
Description
技术领域
本发明涉及一种无组织排放环境中磷化氢气体的净化技术，属于空气污染防治技术领域。
技术背景
磷化氢是一种无色、剧毒气体，吸入磷化氢会对心脏、呼吸系统、肾、肠胃、神经系统和肝脏造成影响。当空气中浓度为2-4 mg/m3可嗅到其气味；9.7 mg/m3以上浓度，可致中毒；550-830 mg/m3接触0.5-1.0小时发生死亡，2798 mg/m3可迅速致死。为了人体健康，各国也规定了工作环境中磷化氢的最高允许浓度。EPA规定工作环境空气中磷化氢浓度低于0.3ppm。由于磷化氢药效高，所需的致死量低，熏蒸后无残留，且对熏蒸产品无品质上的影响，是目前世界范围内广泛使用的熏蒸剂。但是磷化氢作为熏蒸剂的使用也带来严重的环境问题，大量未被消耗的磷化氢气体排放到工作环境和大气环境中，对工作人员和大气造成健康威胁和污染。此外，黄磷厂、乙炔厂等企业生产过程中也会有大量的磷化氢排放到环境中。环境中磷化氢的净化是一个迫切需要解决的问题。
现有一些利用吸附剂、催化剂去除工业集中排放尾气中磷化氢的方法。CN102716653A公开了一种用真空紫外光源照射磷化氢熏蒸尾气将磷化氢转化为磷酸雾后通入活性炭过滤器，吸收磷酸雾的方法。该方法中需要利用活性炭过滤器对紫外光源照射后磷化氢熏蒸尾气进行处理，活性炭过滤器存在更换和再生的需要。CN 101972604B公开了一种仓储废气中磷化氢的净化方法和装置，利用抽风机将空气抽到加热器中加热后利用催化剂将磷化氢氧化为P2O3，并在催化剂表面吸附，用水再生得到H3PO4溶液，再用石灰乳中和H3PO4溶液。该方法中需要催化剂再生，再生后的H3PO4浓度较低，需要后续处理。其它的一些利用铜、铁、镍、钴等金属制备的催化剂、吸附剂净化磷化氢的方法中，需要一定的适用条件，且存在吸附容量有限、容易中毒等问题。
目前无组织排放环境中磷化氢气体的净化技术缺乏，现有的几种技术需要多步骤、多工序处理。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种利用电晕放电等离子体净化无组织排放环境中的磷化氢气体，同时回收高浓度磷酸的方法。
本发明的原理：
高压电晕放电条件下，会产生大量高能电子，高能电子撞击气体分子会使分子发生解离产生各种活性自由基。本发明中在电晕放电条件下，当电压、电场达到一定强度时，高能电子撞击空气的各种气体分子，而其中的磷化氢分子和氧分子更容易发生解离，优先被解离，产生活性粒子，磷化氢分子、氧气分子和活性粒子相互之间发生进一步的反应，反应过程如下：
PH3+e→P•+3H•+e
O2+e→2O•+e
2P•+5O•→P2O5
P2O5+3H2O→2H3PO4
P•+4O•+3H•→H3PO4
O2+ O•→O3
3PH3+ 4O3→3H3PO4
PH3+ 4O•→H3PO4
通过上述一系列反应磷化氢气体转化为磷酸雾，在电晕放电场中磷酸雾在电场作用下移向电晕放电极板，并附着到极板上，磷酸雾累积后可以回收利用。
本发明通过以下技术方案实现：
通过抽风机将含有磷化氢的气体输送到电晕放电等离子体处理器。电晕放电等离子体处理器可以采用线板式也可以采用线管式的电晕放电方式，其中要求放电极为圆柱状，直径为1-3mm，放电极和极板间距离为15-30mm，同时电极和极板表面需要涂防磷酸腐蚀的涂层。在放电极和极板上负载高压直流电，根据气体流量和气体中磷化氢的浓度条件负载不同的电压强度，电压范围为10-18kV。通过电晕放电等离子体处理器处理后磷化氢的去除率高于99.9%。经过一定时间的处理，电晕放电等离子体处理器的极板上会富集高浓度的磷酸，可以回收利用。
本发明的优点：利用电晕放电等离子体可以一步直接净化无组织排放环境中的磷化氢气体；根据磷化氢的浓度和气流量控制电晕放电的电压范围，可以将磷化氢气体基本完全转化且无其它污染气体生成；电晕放电等离子体处理器不仅可以净化磷化氢气体，而且可以直接将转化后产生的磷酸回收利用，而不需要特殊处理。
具体实施方式
实施例1
通过抽风机将某仓储熏蒸气抽送到电晕放电等离子体处理器，其中磷化氢的含量为40-85mg/m3，引风流量为1m3/s。电晕放电等离子体处理器采用线管式的电晕放电方式，由100组长20cm的单个线管式处理单元并列组成，其中放电极为圆柱状，直径为1mm，放电极和极板间距离为20mm，电极和极板表面涂防磷酸腐蚀的涂层。在放电极和极板上负载高压直流电，负载的电压强度为16kV。通过电晕放电等离子体处理器处理后，处理器出口处磷化氢的浓度小于0.1mg/m3。
实施例2
通过抽风机将某黄磷厂含磷化氢的环境空气的抽送到电晕放电等离子体处理器，其中磷化氢的含量为20-40mg/m3，引风流量为5m3/s。电晕放电等离子体处理器采用线版式的电晕放电方式，由多组线板放电组件构成，有效面积为60m2，放电极为圆柱状，直径为2mm，放电极和极板间距离为15mm，极线和极线之间的距离为35mm，电极和极板表面涂防磷酸腐蚀的涂层。在放电极和极板上负载高压直流电，负载的电压强度为10kV。通过电晕放电等离子体处理器处理后，处理器出口处磷化氢的浓度小于0.1mg/m3。
实施例3
通过抽风机将某含磷化氢的空气抽送到电晕放电等离子体处理器，其中磷化氢的含量为100-150mg/m3，引风流量为3m3/s。电晕放电等离子体处理器采用线管式的电晕放电方式，由150组长30cm的单个线管式处理单元并列组成，其中放电极为圆柱状，直径为3mm，放电极和极板间距离为30mm，电极和极板表面涂防磷酸腐蚀的涂层。在放电极和极板上负载高压直流电，负载的电压强度为18kV。通过电晕放电等离子体处理器处理后，处理器出口处磷化氢的浓度小于0.2mg/m3。
Claims (7)
1.一种净化无组织排放环境中磷化氢气体并回收磷酸的方法，具体包括以下步骤：将含有磷化氢的气体输送到电晕放电等离子体处理器，在放电极和极板上负载高压直流电，在电场和高速电子的作用下，磷化氢分子和氧分子发生解离，产生活性粒子，磷化氢分子、氧气分子和活性粒子相互之间发生进一步的反应，生成磷酸富集在极板上，收集即可。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电晕放电等离子体处理器采用线板式或线管式的电晕放电方式。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电晕放电等离子体处理器的放电极为圆柱状，直径为1-3mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电晕放电等离子体处理器的放电极和极板间距离为15-30mm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电晕放电等离子体处理器的电极和极板表面涂有防磷酸腐蚀的涂层。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电晕放电等离子体处理器由一个以上组件单元组成。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，负载的电压为10-18kV。
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| CN (1) | CN108097009A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5951742A (en) * | 1996-07-29 | 1999-09-14 | The Boc Group Plc | Processes for the scrubbing of exhaust gas streams |
| US6224653B1 (en) * | 1998-12-29 | 2001-05-01 | Pulsatron Technology Corporation | Electrostatic method and means for removing contaminants from gases |
| CN102716653A (zh) * | 2011-03-30 | 2012-10-10 | 中国人民解放军63971部队 | 一种磷化氢熏蒸尾气净化方法 |
| CN104258699A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-01-07 | 昆明理工大学 | 等离子体与气固或气液分散系协同净化污染物的方法 |
| CN104528642A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-22 | 中山大学 | 一种等离子体流化床重整沼气制合成气方法 |
| CN106298421A (zh) * | 2015-06-23 | 2017-01-04 | 应用材料公司 | 用以消除来自离子注入工艺的自燃副产物的方法和装置 |
| CN107051067A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-18 | 广州薪光合环保技术有限公司 | 一体化废气处理设备 |
-
2018
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5951742A (en) * | 1996-07-29 | 1999-09-14 | The Boc Group Plc | Processes for the scrubbing of exhaust gas streams |
| US6224653B1 (en) * | 1998-12-29 | 2001-05-01 | Pulsatron Technology Corporation | Electrostatic method and means for removing contaminants from gases |
| CN102716653A (zh) * | 2011-03-30 | 2012-10-10 | 中国人民解放军63971部队 | 一种磷化氢熏蒸尾气净化方法 |
| CN104258699A (zh) * | 2014-09-16 | 2015-01-07 | 昆明理工大学 | 等离子体与气固或气液分散系协同净化污染物的方法 |
| CN104528642A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-22 | 中山大学 | 一种等离子体流化床重整沼气制合成气方法 |
| CN106298421A (zh) * | 2015-06-23 | 2017-01-04 | 应用材料公司 | 用以消除来自离子注入工艺的自燃副产物的方法和装置 |
| CN107051067A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-18 | 广州薪光合环保技术有限公司 | 一体化废气处理设备 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 武占成等编著: "《气体放电》", 31 January 2012, 国防工业出版社 * |
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