[实用新型]一种磷化氢气体的电化学处理装置

说明书

技术领域

本实用新型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(PH₃)是一种无色、剧毒、易燃的气体，主要产生于粮食仓库熏蒸杀虫、次磷酸钠生产、半导体工业、黄磷生产以及污泥沉淀等过程中。由于磷化氢气体有剧毒，当其在空气中浓度为2～4mg/m³时，人可嗅到其气味；当其在空气中浓度为超过9.7mg/m³时，可致人中毒；当其在空气中浓度为550～830mg/m³时，人接触后会在0.5～1.0小时内会发生死亡；当其在空气中浓度超过2798mg/m³时，可使人迅速致死。为了防止含有磷化氢气体的混合气体对环境的污染和生物的毒害，排放前必须对磷化氢气体进行处理。

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。

公开号CN 103551031A的中国发明申请文献公开了一种一种电化学协同液相催化氧化净化磷硫氰的方法及装置，通过电化学氧化、催化剂催化氧化的共同作用将含磷、硫、氰中的一种或多种的混合气进行处理，处理后磷、硫、氰分别被氧化为磷酸、单质硫、二氧化碳和氮气或氨气，但是该方法的吸收中需要添加重金属，不仅会增加成本，吸收废液难处理。只经过一次吸收难以保证吸收效果，阳极电极产生氧气有限，只适用低浓度的气体。

实用新型内容

针对现有技术的不足之处，本实用新型提出了一种磷化氢气体的电化学处理装置，采用本实用新型设备，使得排放的磷化氢废气完全吸收降解，实现磷化氢“零”含量排放，同时避免传统化学吸收方法中所需的大量化学氧化剂，避免了二次污染。

一种磷化氢气体的电化学处理装置，包括反应室，还包括：

水平设于所述反应室内的至少一层气体扩散阳极，底层气体扩散阳极的下方为气体加压室、上方为电化学吸收室；

设于所述电化学吸收室内的网状阴极和曝气装置，所述网状阴极与气体扩散阳极通过导线外接电源；

以及设于所述气体加压室上的进气口，该进气口的外接管路上设置气体加压设备。

多层气体扩散阳极之间并联，所述加压设备可以采用加压泵或增压风机等常规加压设备，本实用新型在磷化氢电化学吸收室中，含磷化氢废气通过气体加压泵压入，透过气体扩散阳极，大部分磷化氢在外加电源正电势作用下，在阳极/电解液界面被氧化成磷酸盐，剩余磷化氢溶入电解液；电解液中通入空气，氧气组分在阴极负电势作用下与阳极传递的质子结合还原成双氧水，从而进一步氧化截留溶于电解液中的残余磷化氢气体，从而实现磷化氢完全吸收降解。

阳极/电解液界面发生的具体的反应式为：

(1)PH₃+4H₂O→PO₄^3-+11H⁺+8e^-

阴极电极发生的具体的反应式为：

(2)O₂+2H₂O+2e^-→H₂O₂+2OH^-

(3)H₂O₂+PH₃+2OH^-→HPO₃^2-+5H₂O。

所述气体加压室和电化学吸收室之间通过气体扩散阳极和对应的支撑材料隔离；气体扩散阳极电极可以使磷化氢气体自由的通入磷化氢电化学吸收室，同时可以杜绝磷化氢电化学吸收室中的电解液渗透。