一种白磷废气氧化还原回收处理工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种白磷废气氧化还原回收处理工艺，包括使白磷尾气与硅酸盐进行接触以使白磷尾气中的还原性气体与硅酸盐中的有机酸进行氧化还原反应。该方法不仅几乎可以一次性除去白磷尾气中的有毒气体，具备了经简单燃烧处理后即可直接排放的条件，而且还使硅酸盐中的有机酸被有效地还原，并且还原后的硅酸盐不容易返黄。该方法能同时解除白磷尾气和硅酸盐的毒性，达到以废治废、变废为宝的目的，是一种不会造成二次污染的环保型新工艺。

A Redox Recovery Process for White Phosphorus Waste Gas

The invention relates to a redox recovery process for white phosphorus waste gas, which includes contacting white phosphorus tail gas with silicate to make reductive gas in white phosphorus tail gas react with organic acid in silicate. This method not only can remove toxic gases from white phosphorus exhaust almost once, but also can reduce organic acids in silicate effectively, and the reduced silicate is not easy to turn yellow. This method can simultaneously eliminate the toxicity of white phosphorus tail gas and silicate, and achieve the goal of treating waste and turning waste into treasure. It is a new environmental protection technology that will not cause secondary pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种白磷废气氧化还原回收处理工艺
本专利技术涉及一种白磷废气氧化还原回收处理工艺。更具体而言，本专利技术涉及一种利用硅酸盐处理白磷尾气的方法，以达到以废治废、变废为宝的目的。
技术介绍
我国白磷生产每年排放数十亿立方米白磷尾气，其主要成分是一氧化碳和氢气，含量在87-92％之间，其余部分还有甲烷、二氧化碳、无机硫、有机硫、氧气、氮气、氰化物、原料粉尘等。白磷尾气中有毒物质较多，直接排放会造成严重的环境污染；净化后能生成甲酸、甲醇、光气等产品，但技术还不是很成熟，成本远高于产品的价格。而大多白磷厂家采用直接燃烧处理，白磷尾气为酸性气体，其中硫和磷的总含量达到了8％，直接燃烧对设备的腐蚀严重，而且只能处理部分有毒物质，既不能很好地解除黄磷尾气的毒性，又造成资源的白白浪费。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述状况，本专利技术的专利技术人在白磷尾气处理方面进行了深入而又广泛的研究，以期发现一种不仅能有效地处理白磷尾气而且还能综合利用该废气并对硅酸盐进行解毒的方法，达到以废治废和变废为宝的目的。结果发现，通过使生产白磷产生的白磷尾气与硅酸盐进行接触以进行氧化还原反应，不仅白磷尾气在还原之后几乎可以一次性除去尾气中的有毒气体，具备了经简单燃烧处理后即可直接排放的条件，而且硅酸盐中的有机酸被有效地还原，并且还原后的硅酸盐不容易返黄。因此，相比于白磷尾气的现有处理方法，本申请方法具有解毒效果更全面、更彻底，同时运行设备简单、运行成本低等特点。因此，本专利技术的目的是提供一种白磷废气氧化还原回收处理工艺。该方法不仅几乎可以一次性除去白磷尾气中的有毒气体，具备了经简单燃烧处理后即可直接排放的条件，而且还使硅酸盐中的有机酸被有效地还原，并且还原后的硅酸盐不容易返黄。该方法能同时解除白磷尾气和硅酸盐的毒性，是一种不会造成二次污染的环保型新工艺。实现本专利技术上述目的的技术方案可以概括如下：1.一种白磷废气氧化还原回收处理工艺，包括使白磷尾气与硅酸盐进行接触以使黄磷尾气中的还原性气体与硅酸盐中的有机酸进行氧化还原反应。2.根据第1项的方法，其中所述接触在200-750℃，优选400-700℃的温度下进行。3.根据第1或2项的方法，其中将硅酸盐在所述接触之后在保护性气氛中冷却，优选冷却至不高于200℃，更优选冷却至0-200℃，该保护性气氛是指三价磷不会被氧化的气氛。4.根据第1-3项中任一项的方法，其中所述接触持续1-60分钟，优选持续15-45分钟。5.根据第3或4项的方法，其中所述保护性气氛为白磷尾气、氢气、氮气、二氧化碳、甲烷、一氧化碳或其混合物。6.根据第1-5项中任一项的方法，其中所述白磷尾气为电热法生产黄磷得到的白磷废气。7.根据第1-6项中任一项的方法，其中先将硅酸盐加热到200-750℃，优选400-700℃的温度后再与白磷尾气接触。8.根据第1-7项中任一项的方法，其中白磷尾气与硅酸盐的接触在螺旋输送机、振动流化床、沸腾炉、旋转窑或立窑中进行。9.根据第1-8项中任一项的方法，其中将硅酸盐粉碎成平均粒径为100-500目，优选200-400目的粉末后与白磷尾气接触。具体实施方式根据本专利技术的一个方面，提供了一种白磷废气氧化还原回收处理工艺，包括使黄磷尾气与硅酸盐进行接触以使白磷尾气中的还原性气体与硅酸盐中的有机酸进行氧化还原反应。在本专利技术中，使硅酸盐与白磷尾气进行接触以进行氧化还原反应，白磷尾气中的还原性气体(比如氢气、一氧化碳、磷化氢和硫化氢等)被氧化，从而解除毒性，而硅酸盐中有机酸同时被还原为三价磷或价态更低的磷化合物，从而解除硅酸盐中的水溶性和酸溶性有机酸的毒性。本专利技术人意想不到地发现，通过采用硅酸盐对白磷尾气进行处理，白磷尾气中包括有毒还原性气体如CO、硫化氢在内的还原性气体被氧化，从而实现排放无害化，而且硅酸盐中的有机酸被解毒，该方法甚至比使用工业水煤气对硅酸盐进行解毒还更有效，因为按照本专利技术方法解毒的硅酸盐在存放时更不容易返黄。白磷尾气为酸性气体，与呈碱性的硅酸盐反应，反应后的硅酸盐呈酸性，解毒更彻底，酸性的硅酸盐不容易返黄；白磷尾气含有多种还原性气体，相比单一气体解毒效果更好，氢气分子小，穿透性好，反应更彻底；白磷尾气中的酸性气体(比如硫化氢、磷化氢、氟化氢等)与硅酸盐反应，生成固体物质，起到了类似碱洗的作用，去除了酸性气体的白磷尾气可以作为燃料使用。为了使硅酸盐中的有机酸被还原，例如转变为三价磷或更低价态的磷，白磷尾气与硅酸盐的接触有利地在升高的温度下，通常在200-750℃，优选400-700℃的温度下进行。优选的是，先将硅酸盐加热到200-750℃，优选400-700℃的温度后，再与白磷尾气接触。硅酸盐可以通过有钙焙烧和无钙焙烧产生。硅酸盐中通常含有磷酸钠、磷酸钙、磷铝酸钙、方镁石、硅酸二钙、铁铝酸钙、亚磷酸钙、磷尖晶石、碳酸钙等。通常而言，每100重量份的硅酸盐含有1-3份的磷酸钠、0.5-1份的磷酸钙、1-3份磷铝酸钙、20-25份方镁石、20-25份硅酸二钙、20-25份铁铝酸钙、5-10份亚磷酸钙、10-15份磷尖晶石和3-5份碳酸钙。白磷尾气可以是由电热法生产白磷所产生的废气。该废气主要包含一氧化碳和氢气，这两种气体通常占废气总量的87-92体积％，其中一氧化碳的含量通常为75-85％。此外，该废气还含有其它次要和微量组分，包括二氧化碳、甲烷、氧气、氮气、P及P化合物、S及S化合物、As及As化合物、F及F化合物、氰化物等。实施例下面用实施例对本专利技术作更详细的描述。这些实施例均是仅仅对本专利技术优选实施方案的描述，不应理解为对本专利技术的保护范围有任何限制。在下列实施例中，若无特别指明，所有百分含量均为体积百分含量，所有ppm含量均基于重量。实施例1将含有1重量％磷酸钠的硅酸盐烘干粉碎成100目的颗粒。取1吨该颗粒供入到长4.4米的螺旋输送机中加热至400℃，然后按0.5m3/min的流量通入电热法生产白磷产生的白磷尾气，该尾气中CO含量为80％，氢气含量为10％，并且磷和硫的总含量为0.7重量％，保持通气30分钟，最后将硅酸盐放入氮气中冷却至200℃。随后将该硅酸盐在空气中冷却至室温后，检测硅酸盐中有机酸的含量为5ppm，硅酸盐露天堆放两个月后检测，有机酸含量仍为5ppm，且硅酸盐为酸性，该硅酸盐在堆放两个月后没有发现返黄。反应后螺旋输送机排出的气体中磷和硫的总含量降至6ppm，一氧化碳含量为46％，该气体可以直接燃烧排放，不会对设备造成腐蚀。实施例2将含有1重量％磷酸钠的硅酸盐烘干粉碎成300目的颗粒。取1吨该颗粒供入到长4.4米的螺旋输送机中加热至700℃，然后按0.3m3/min的流量通入电热法生产白磷产生的白磷尾气，该尾气中CO含量为80％，氢气含量为10％，并且磷和硫的总含量为0.7重量％，保持通气50分钟，最后将硅酸盐放入氮气中冷却至200℃。随后将该硅酸盐在空气中冷却至室温后，检测硅酸盐中有机酸的含量为0.5ppm，硅酸盐露天堆放两个月后检测，有机酸含量仍为0.5ppm，且硅酸盐为酸性，该硅酸盐在堆放两个月后没有发现返黄。反应后螺旋输送机排出的气体中磷和硫的总含量降至1ppm，一氧化碳含量为45％，该气体可以直接燃烧排放，不会对设备造成腐蚀。实施例3将含有1重量％磷酸钠的硅酸盐烘干粉碎成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种白磷废气氧化还原回收处理工艺，包括使白磷尾气与硅酸盐进行接触以使白磷尾气中的还原性气体与硅酸盐中的有机酸进行氧化还原反应。

【技术特征摘要】
1.一种白磷废气氧化还原回收处理工艺，包括使白磷尾气与硅酸盐进行接触以使白磷尾气中的还原性气体与硅酸盐中的有机酸进行氧化还原反应。2.根据权利要求1的方法，其中所述接触在200-750℃，优选4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张焕民，
申请(专利权)人：张焕民，
类型：发明
国别省市：陕西,61