化学吸收法处理烟库磷化氢废气的研究与工程应用

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磷化氢是一种剧毒有恶臭味气体,烟叶储存过程中产生的熏蒸尾气是磷化氢气体的重要来源之一,国家相关法规严格规定了磷化氢气体的排放标准。本文对固体吸收剂净化磷化氢方法依次进行了实验室研究、中试放大研究和工业样机示范线试验研究。1、在实验室自制的固定床反应器上,以动态吸收法为实验方法,对固体吸收剂的配方进行了设计与优化,对吸收工艺参数进行了优化,对吸收残留物进行了红外表征、XPS表征以及有效氯和磷含量分析,对吸收反应的热力学数据进行了计算分析,对后处理工艺进行了探讨。结果表明:吸收剂配方及配比(体积比)为80%次氯酸钙颗粒,10%疏松剂,5%防结块剂,5%活性炭,复配工艺在实验室条件下为搅拌混合法,放大试验条件下为等量倍增法;最佳工艺参数为反应温度35℃、湿度约50%、粒径为40-60目、停留时间为2.713s、气体流量200L/h、入口质量分数900mg/m-3,此时的穿透吸收容量为45.92mg/g;床层压降与气体流量和床层高度均有一定的线性关系;吸收过程可自发进行,且限度很深;磷化氢被氧化为磷酸和磷酸盐;后处理工艺可采用水泥固化法。2、对中试规模的磷化氢净化系统进行了设计与选型,并进行中试试验,将结果与实验室实验结果进行了分析比较。结果表明:中试设备包括了磷化氢净化设备、磷化氢气体发生器、缓冲罐、防爆风机;降低床层高度、将吸收剂过筛分离、减小气体流量可降低床层压降;反应器采用径向流通固定床,既保持了较高的磷化氢气体处理量和吸收容量,也大大降低了床层压降。中试的吸收容量以及床层压降与实验室结果相近,达到继续放大至工业样机规模实验的要求。3、选择场地进行工业样机放大实验,对工业样机和示范线进行了设计与选型,并进行开车试验,分析了运行情况,并将实验结果与市场现有技术进行了分析比较。结果表明:本磷化氢净化工业样机与示范线完全合格。通过本文的研究,说明了次氯酸钙固体吸收磷化氢的方法具有吸收容量高、工艺简单且后处理方便的优点,非常适用于处理烟库中磷化氢废气的工业应用。
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