[發明專利]一種利用黃磷尾氣制備多種合成氣的裝置及方法

在審

• 申請號: 201910663266.7
• 申請日: 2019-07-22
• 公開（公告）號: CN110203883A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 肖華送;楊泳濤;王渝;江輝;張凱妍
• 申請（專利權）人: 成都市通用工程技術有限責任公司
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32;C01B3/50;C01B32/40
• 代理公司: 成都厚為專利代理事務所(普通合伙) 51255
• 代理人: 李坤

本發明公開了一種利用黃磷尾氣制備多種合成氣的裝置及方法，所述裝置包括依次連通的收集罐、洗滌塔、粗脫硫塔、粗脫磷塔、壓縮機、變換器、一次凈化塔組、二次脫硫塔、脫碳塔、精脫硫塔、二次凈化塔，黃磷尾氣從所述收集罐的進氣口進入，合成氣從所述二次凈化塔的凈化出氣口流出。本發明對黃磷尾氣中的磷、硫、砷、氯、氟、氧實現了脫除或者部分脫除，滿足了多種合成氣的要求，同時整個結構及工藝設計很巧妙、緊湊，有利于使黃磷尾氣的利用實現工業化，無論從資源有效利用，還是環境保護角度來說，都具有較高的社會價值和意義。

技術領域

本發明涉及黃磷尾氣利用領域，具體是一種利用黃磷尾氣制備多種合成氣的裝置及方法。

背景技術

黃磷尾氣，指的是從磷礦石中提取磷元素的過程中產生的尾氣，其主要成分為一氧化碳，另外還有氮氣、氫氣、二氧化碳、磷化氫、硫化氫、二氧化硫、砷化氫等雜質。我國每年要產生大量的黃磷尾氣，由于黃磷尾氣中的一氧化碳體積分數高達85%以上，理論上黃磷尾氣可作為碳一化工的原料氣使用，但黃磷尾氣中含有磷、硫、氟等有害雜質，不能直接使用，且黃磷尾氣的凈化分離難度大，基于此，目前大部分黃磷生產企業直接將尾氣燃燒后放空，這樣不僅會對大氣環境造成一定的污染，而且黃磷尾氣的有效利用率幾乎為零，即使將黃磷尾氣燃燒后的熱量用作其他熱交換，如鍋爐熱水、發電，由于其含有較多的有害雜質，其尾氣腐蝕性及雜質可能帶來的堵塞，使得黃磷尾氣的有效利用率很低，且使用成本較高。因此，如何高效回收和綜合利用黃磷尾氣，無論從資源有效利用，還是環境保護角度來說，都是值得關注的問題。另外，目前還沒有利用黃磷尾氣制備多種合成氣的設備及工藝。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供了一種利用黃磷尾氣制備多種合成氣的裝置及方法，解決黃磷尾氣難凈化、難利用、污染環境的問題。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：

一種利用黃磷尾氣制備多種合成氣的裝置，包括依次連通的收集罐、洗滌塔、粗脫硫塔、粗脫磷塔、壓縮機、變換器、一次凈化塔組、二次脫硫塔、脫碳塔、精脫硫塔以及二次凈化塔，黃磷尾氣從所述收集罐的進氣口進入，合成氣從所述二次凈化塔的凈化出氣口流出。

進一步地，作為優選技術方案，所述變換器為等溫變換反應器，所述等溫變換反應器內設有耐硫催化劑。

進一步地，作為優選技術方案，所述一次凈化塔組包括依次連通的脫磷塔、脫砷塔、脫氯塔、脫氧塔、脫硫塔、脫氟塔以及脫氰化氫塔，所述脫磷塔、脫砷塔、脫氯塔、脫氧塔、脫硫塔、脫氟塔以及脫氰化氫塔內分別對應設有脫磷劑、脫砷劑、脫氯劑、脫氧劑、脫硫劑、脫氟劑以及脫氰化氫劑。

進一步地，作為優選技術方案，所述二次脫硫塔為干法脫硫塔或者濕法脫硫塔。

進一步地，作為優選技術方案，還包括氣柜，所述氣柜的進氣口與粗脫磷塔的出氣口連通，所述氣柜的出氣口與壓縮機的進氣口連通。

一種利用黃磷尾氣制備甲醇合成氣的方法，包括以下步驟：

步驟1：將磷含量為500~1000mg/Nm3、硫化氫含量為20~2000mg/Nm3的黃磷尾氣收集并作為原料氣送去洗滌，去除原料氣中的灰塵和單質磷；

步驟2：對洗滌后的尾氣依次進行粗脫硫、粗脫磷，將原料氣中磷含量降至20ppm及以下，硫化氫降至50ppm及以下，得到混合氣體；

步驟3：對混合氣體進行變換處理，黃磷尾氣中的一氧化碳與水發生變換反應，生成二氧化碳和氫氣；

步驟4：將變換后的混合氣體送入一次凈化塔組中進行第一次凈化處理，將混合氣體中的P、As、Cl總含量脫至0.1ppm以下，氧氣含量降至0.1ppm以下，有機硫全部轉化為硫化氫；

步驟5：對第一次凈化處理后的混合氣體采用濕法或干法脫硫，將混合氣體中的硫化氫脫至20ppm及以下；