[发明专利]一种利用黄磷尾气制备多种合成气的装置及方法

说明书

本发明公开了一种利用黄磷尾气制备多种合成气的装置及方法，所述装置包括依次连通的收集罐、洗涤塔、粗脱硫塔、粗脱磷塔、压缩机、变换器、一次净化塔组、二次脱硫塔、脱碳塔、精脱硫塔、二次净化塔，黄磷尾气从所述收集罐的进气口进入，合成气从所述二次净化塔的净化出气口流出。本发明对黄磷尾气中的磷、硫、砷、氯、氟、氧实现了脱除或者部分脱除，满足了多种合成气的要求，同时整个结构及工艺设计很巧妙、紧凑，有利于使黄磷尾气的利用实现工业化，无论从资源有效利用，还是环境保护角度来说，都具有较高的社会价值和意义。

技术领域

本发明涉及黄磷尾气利用领域，具体是一种利用黄磷尾气制备多种合成气的装置及方法。

背景技术

黄磷尾气，指的是从磷矿石中提取磷元素的过程中产生的尾气，其主要成分为一氧化碳，另外还有氮气、氢气、二氧化碳、磷化氢、硫化氢、二氧化硫、砷化氢等杂质。我国每年要产生大量的黄磷尾气，由于黄磷尾气中的一氧化碳体积分数高达85%以上，理论上黄磷尾气可作为碳一化工的原料气使用，但黄磷尾气中含有磷、硫、氟等有害杂质，不能直接使用，且黄磷尾气的净化分离难度大，基于此，目前大部分黄磷生产企业直接将尾气燃烧后放空，这样不仅会对大气环境造成一定的污染，而且黄磷尾气的有效利用率几乎为零，即使将黄磷尾气燃烧后的热量用作其他热交换，如锅炉热水、发电，由于其含有较多的有害杂质，其尾气腐蚀性及杂质可能带来的堵塞，使得黄磷尾气的有效利用率很低，且使用成本较高。因此，如何高效回收和综合利用黄磷尾气，无论从资源有效利用，还是环境保护角度来说，都是值得关注的问题。另外，目前还没有利用黄磷尾气制备多种合成气的设备及工艺。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种利用黄磷尾气制备多种合成气的装置及方法，解决黄磷尾气难净化、难利用、污染环境的问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种利用黄磷尾气制备多种合成气的装置，包括依次连通的收集罐、洗涤塔、粗脱硫塔、粗脱磷塔、压缩机、变换器、一次净化塔组、二次脱硫塔、脱碳塔、精脱硫塔以及二次净化塔，黄磷尾气从所述收集罐的进气口进入，合成气从所述二次净化塔的净化出气口流出。

进一步地，作为优选技术方案，所述变换器为等温变换反应器，所述等温变换反应器内设有耐硫催化剂。

进一步地，作为优选技术方案，所述一次净化塔组包括依次连通的脱磷塔、脱砷塔、脱氯塔、脱氧塔、脱硫塔、脱氟塔以及脱氰化氢塔，所述脱磷塔、脱砷塔、脱氯塔、脱氧塔、脱硫塔、脱氟塔以及脱氰化氢塔内分别对应设有脱磷剂、脱砷剂、脱氯剂、脱氧剂、脱硫剂、脱氟剂以及脱氰化氢剂。

进一步地，作为优选技术方案，所述二次脱硫塔为干法脱硫塔或者湿法脱硫塔。

进一步地，作为优选技术方案，还包括气柜，所述气柜的进气口与粗脱磷塔的出气口连通，所述气柜的出气口与压缩机的进气口连通。

一种利用黄磷尾气制备甲醇合成气的方法，包括以下步骤：

步骤1：将磷含量为500~1000mg/Nm3、硫化氢含量为20~2000mg/Nm3的黄磷尾气收集并作为原料气送去洗涤，去除原料气中的灰尘和单质磷；

步骤2：对洗涤后的尾气依次进行粗脱硫、粗脱磷，将原料气中磷含量降至20ppm及以下，硫化氢降至50ppm及以下，得到混合气体；

步骤3：对混合气体进行变换处理，黄磷尾气中的一氧化碳与水发生变换反应，生成二氧化碳和氢气；

步骤4：将变换后的混合气体送入一次净化塔组中进行第一次净化处理，将混合气体中的P、As、Cl总含量脱至0.1ppm以下，氧气含量降至0.1ppm以下，有机硫全部转化为硫化氢；

步骤5：对第一次净化处理后的混合气体采用湿法或干法脱硫，将混合气体中的硫化氢脱至20ppm及以下；