全站搜索
负载酸活性炭净化黄磷尾气中磷化氢
作者:管理员    发布于:2016-11-04 09:12:37    文字:【】【】【

  工艺与设备负载酸活性炭净化黄磷尾气中磷化氢李彬宁平王学谦(昆明理工大学研究生院,昆明,650093)黄磷尾气的回收利用势在必行,本文用活性炭吸附方法对PH3进行脱除净化,主要考虑了氧含量、浸渍液浓度、温度对吸附效率的影响,取得了良好的成效,磷化氢的净化效率达90以上,满足碳一化工对原料气的要求。

  1前言黄磷是重要的基本化工原料之一,用途十分广泛。云南磷贮量丰富,加快磷化工的发展是云南工业强省的战略之一。但是由于磷化工产品单一,纯度低,一直制约着磷化工的发展。黄磷尾气是黄磷生产中产生的工业废气,其中一氧化碳的含量高达80―95,是一种非常有用的碳一化工原料。黄磷尾气的主要组成见表1.目前各厂家主要以点燃的方式处置黄磷尾气,严重污染了大气。本实验对黄磷尾气用固定床吸附柱进行吸附净化,以满足后续生产碳一化工产品,同时增加黄磷生产的附加值。

  表1黄磷尾气的主要组成成份总F含量目前,黄磷尾气的净化方法主要有水洗法、水洗加碱洗法、催化氧化法、变温和变压吸附法。本文采用吸附净化法对黄磷生产的尾气进行处理。采用吸附净化法的技术关键在于选择有效的吸附剂及其再生方式,以解决可能存在的杂质组分在吸附剂上的沉淀问题,保证装置能长期稳定地运行。根据吸附法的特性,黄磷尾气中各组分的吸附优先顺序为因此有脱除PH3的理论基础。吸附剂选择活性炭作载体加入活性组分物质盐酸浸渍后进行实验。

  2实验装置及方法整个反应在通风橱里进行,实验过程中磷化氢的测定用检测管,同时用比色法对数据进行校正,保证测量的误差小。在储气袋1内,控制氮气和空气的比例,保证PH3的浓度与实际生产中尾气的浓度相当(1100mg/m3);动力泵2放在反应器后,保证吸附的负压操作;干燥管4内装有桂胶,防止水分进入反应器内,影响催化吸附的反应效果;洗涤瓶7用硫酸铜吸收未反应的磷化氢,防止污染大气;在吸附柱6中,磷化氢被吸附到活性炭表面,与氧气反应:P4+吸附剂活性炭以盐酸为浸渍液,考察了浸渍液1.5)、反应温度(20°C、70°C、90°C)对PH3吸附效果的影响。

  表2实验用活性炭物性参数空隙率堆密度粒度比表面碘吸附容量压碎强度比热3实验结果与讨论bookmark3 3.1氧含量对吸附曲线的影响bookmark4在磷化氢入口浓度为1100mg/m3、浸渍液为5下,考察了不同氧含量对吸附效果的影响,结果如。

  浸渍液浓度对吸附容量的影响bookmark6不同氧含量下磷化氢的穿透曲线比较由可见,当氧的含量较少时,吸附效果很差,随着氧含量的上升,吸附明显升高,但是氧含量在1.5附近没有明显改变。作者认为增加氧含量,一方面利于磷化氢的充分混合、扩散,另一方面由于竞争吸附,导致效果不太明显。

  3.2反应温度对吸附容量的影响在氧含量为2时,考察了不同浓度PH3在不同温度下的饱和吸附容量。从中可以看出,温度太高或者太低都不利于PH3的吸附。这可以从两个方面解释:首先根据氧的影响,推知该吸附反应可能发生化学反应2PH3+42=P2O5+3H2O―228692k,升高温度利于向吸热的正反应方向进行另外温高活性炭结构可能改丨概将5与10及1盐酸浸渍液处理效果加以比较,浸渍的活性组分浓度大,有利于提供更多的活性吸附部位,但是过多的活性组分势必影响活性炭孔隙率的实际利用效率,即活性组分占据了吸附剂的活性部位,导致PH3进入的位阻增大,不利于吸附的进行。实验结果5与10的浸渍液效果差别不大也说明了这一点。

  本底值比较,回归德弗兰德利希方程式分别为:y=可见,本底活性炭中弗兰德利希方程式的1/n=2. 2,难吸附),在物理吸附过程中,说明磷化氢本身是难以被吸附的物质,而经盐酸浸453<0.5,活化能大大降低了,强化了吸附效果,可以说又属于易于被吸附的物质。这证明了我们结论的正确性:即盐酸浸渍后主要发生化学反应吸附,在催化剂的表面上发生表面化学反应,改变了原来磷化氢本身的吸附历程,也与一般的化学反应不同,使得磷化氢在催化剂表面上的吸附量大大增加了(大概增加了8―10倍)。但是由于在实验室内催化剂量较小,实验中有可能存在短路,催化剂利用率不高,导致了我们实际测得的吸附容量只有4一5倍。

  吸附净化的机理是P4和PH3在催化剂的催化作用下氧化为P23和P25,由于催化剂对P23和P25的吸附量远远大于对P4和PH3的吸附量,使得尾气得以净化。

  4结论及建议41结论41.1采用酸性物质浸渍后的活性炭吸附净化PH3,出口PH3的浓度保持在8―12mg/m3之间;41.2该反应不需要其它的预处理,净化效率可达90以上,满足碳一化工对原料气的要求;41.3催化氧化脱磷过程中的反应温度及气体中的氧含量是影响净化效率的关键因素,增加气体中的氧含量或提高反应温度可显著提高净化效率,但增加到一定值后净化效果无显著提高。

  42建议建议加强催化剂再生方面的研究,同时建立催化反应动力学模型,以扩大试验的范围。

访问统计
51客服