Технология непрерывной каталитической окисления для удаления фосфора из отходящих газов желтого фосфора

Thread Content

Компании, занимающиеся производством желтого фосфора, с оптимизмом относятся к технологии получения этиленгликоля из синтез-газа. Успешный опыт использования отходов производства карбида кальция для получения этиленгликоля может служить ценным примером для таких компаний. Однако проблема очистки отходов производства желтого фосфора мешает сочетанию этих двух технологий. Для использования газов, образующихся при производстве желтого фосфора, необходимо удалять примеси такие как фтор, арсен, фосфор и сера. При этом существуют уже разработанные технологии для удаления фтора, арсена и серы, поэтому основной сложностью в очистке газов, образующихся при производстве желтого фосфора, является удаление фосфора. В настоящее время для очистки отходящих газов, содержащих желтый фосфор, в промышленности широко используются три метода: промывка водой с добавлением щелочи, адсорбция при изменяющейся температуре и непрерывная каталитическая окисление. Однако при промышленном использовании все эти три метода сталкиваются с различными проблемами: при методе промывки с добавлением щелочи в процессе обработки фосфор реагирует с щелочью, в результате чего образуется фосфин. Поэтому этот метод не позволяет эффективно устранить фосфор; кроме того, возникает большое количество отходов в виде щелочного раствора ； Технология термоадсорбции довольно сложна; ненадлежащая обработка примесей, таких как фосфор, выделяющихся в процессе десорбции, может привести к вторичному загрязнению ； Метод непрерывной каталитической окислительной депфосфоризации является процессом с интермиттентной работой, требующим переключения между несколькими колоннами; катализатор, насыщенный адсорбатом, должен регенерироваться, причем его каталитическая активность сильно снижается в результате регенерации. Учитывая проблемы, связанные с вышеупомянутыми методами, компания Beijing Peking Pioneer Technology Co., Ltd. взялась за решение сложной задачи удаления фосфора из отходящих газов при производстве желтого фосфора. Если это исследование принесет промышленный успех, оно, скорее всего, выведет использование продуктов обработки желтого фосфора с высокой добавленной стоимостью на новый уровень. Разработанный компанией Пекинский пионер процесс непрерывной каталитической окислительной дефосфорации основан на принципе каталитической окисления отходящих газов желтого фосфора после их фильтрации и повышения давления. Образующиеся фосфорные оксиды отделяются от поверхности катализатора и удаляются из камеры реакции в газообразном состоянии. Катализатор не требует восстановления, что позволяет осуществлять процесс очистки отходящих газов желтого фосфора в непрерывном режиме. У этого процесса мало операционных единиц, он прост в реализации, что снижает сложность оборудования и процедур управления. В результате значительно сокращаются инвестиции и расходы на энергию, что помогает предприятиям, занимающимся производством желтой фосфорной кислоты, сократить долгосрочные затраты на эксплуатацию оборудования. Ключом к возможности осуществления непрерывной каталитической окислительной реакции является то, что катализатор, разработанный компанией Beida Pioneer, обладает тремя значимыми инновационными преимуществами. Во-первых, обычные катализаторы для дефосфорации требуют постоянной регенерации, и со временем они теряют свою эффективность; в таком случае необходимо заменить их на новые, чтобы устройство могло продолжать работать. Новый катализатор, разработанный компанией Пекинский пионер, не требует регенерации в процессе непрерывной депфосфоризации, тем самым эффективно решая множество проблем, существующих у существующих технологий депфосфоризации с прерывистым процессом. Во-вторых, в отличие от всех существующих методов очистки газов, образующихся при производстве желтого фосфора, новый катализатор, разработанный компанией Пекинский пионер, обладает высокой стойкостью к сере. Общее содержание серы в газах, образующихся при производстве желтого фосфора, не меняется как до, так и после удаления фосфорсодержащих примесей, что также не влияет на способность катализатора к непрерывному удалению фосфора. Это означает, что технология последовательной дефосфорации от компании Пекинский пионер позволяет сначала устранить общее содержание фосфора, после чего предприятия, производящие желтый фосфор, могут гибко выбирать способы десульфуризации и степень ее проведения в зависимости от способа использования отходящих газов. Например, при выработке электроэнергии с использованием отходов желтого фосфора требуется уголь в качестве вспомогательного топлива. Общее количество серы в отходящих газах, образующихся при сгорании желтого фосфора, и сера, содержащаяся в угле, превращаются в диоксид серы. Для котлов нет необходимости заранее удалять сероводород; поэтому серу из отходящих газов можно удалять одновременно с серой, содержащейся в угле, что значительно упрощает процесс. В-третьих, новый катализатор обладает стабильными характеристиками, что позволяет оборудованию работать в течение длительного времени; по скромным оценкам, его можно использовать непрерывно 3–5 лет. Это в значительной степени обеспечивает возможность для предприятий по производству желтого фосфора стабильно поставлять очищенные отходы газов на последующие этапы обработки. В октябре 2014 года этот процесс был протестирован в пилотном масштабе на одной из компаний по производству фосфорных продуктов в провинции Юньнань. Устройство работало непрерывно в течение полутора лет, очистив в общей сложности 1,2 миллиона кубических метров выхлопных газов. Общее содержание фосфора в очищенных отходящих газах снизилось с 1200–1500 мг/м³ до менее 1 мг/м³ (примерно 0,7 ppm). Таким образом была достигнута цель по контролю уровня фосфора на уровне ниже 1 ppm. Это позволяет соответствовать требованиям к сырьевому газу для производства электроэнергии и химической синтезации. Во всем технологическом процессе не образуется других видов «трех отходов». Согласно данным, полученным в ходе тестирования устройства в промышленных масштабах, при объеме газовых отходов, содержащих желтый фосфор, в 20 тысяч кубических метров в час, первоначальные инвестиции в процесс непрерывной каталитической окислительной депфосфорации составляют примерно 20 миллионов юаней. Расходы на обработку каждого кубического метра газовых отходов составляют около 0,08 юаня (с учетом амортизации). Инвестиции и операционные расходы на этот процесс ниже, чем при использовании методов непрерывной окислительной адсорбционной депфосфорации и депфосфорации с изменением температуры. В настоящее время компании, производящие желтый фосфор, уделяют большое внимание этой технологии очистки. Компания Пекинский пионер планирует в ближайшее время начать строительство первого промышленного оборудования для ее использования.