（环境工程专业论文）黄磷尾气催化理论研究——脱硫、脱磷催化剂制备及其反应动力学研究.pdf

融明理工人学硕士学位论文 黄磷尾气倦化理论研究一脱硫、脱磷催化荆制备及其动力学研究 主要因素，所以符合物理吸附随蓿温度的增加而吸附容量降低。漱度再升简，化 学吸驸澎濒戆开始占舌| ；己势，吸黠褰量又开始增热。8 ) 在2 e 、5 0 。c 、7 0 。c 熬湿 度下，实验中在吸附容量分别为1 5 0m g m 3 、2 0 0m g m 3 、2 5 0m g m 3 时催化剂吸 辫滚伍氢瓣壤瓣热分裂为捻2k j m o l 、1 3 。6k j m o l 、1 4 。2 繇m o l ，郝在3 2 5k j m o l ，说明柱这三个温度下发生的吸附作用中物理吸附发挥很明显的作用， 繇良在低瀣条释下吸辩容菇达至l 警餐( 嗣实验基本一致) ，丽谨纯反应一般都在 e b 较高的温度下发生，所以物理吸附在偻化反应过程中越的作用相当微小。9 ) 脱p h ，催纯齐口在没有加氧的条件下，反应所发生的仅仅是物理吸附；在力n 裁( 氧 禽量为1 ) 的条件下，吸附量远送大于没有期氧瓣条件，箍且? o 对豹吸辫净 化效果最好，远邋大于2 0 和9 0 x 2 时的情况。1 0 ) 随着反应中p h 3 空速的增加， 童于蘧蓑滚璧豹壤燕，p h 3 气镕流星邈夔之增燕，嚣魏维簸了玛分子在鲣纯裁 麻层中的停留时间，吸附容量便随着减小。1 1 ) 0 5 的氧含量下脱p h 3 催化剂的 裁辩容量簧远远夺予其它三令浓度貔氧禽餐下静蹶辩容蘩，蔼获l 篱瑶葫戮2 链酶 情况下，脱p h 3 催化剂的吸附容擞变化不是太大。随着氧含量的增加，脱p h 3 催 纯剂的吸附容羹瓣增加，但氧含鬣增加捌1 戳麝，吸附容量静变化不是太大， 飘含量对催化氧化脱除p 魄的影镌也越来越小。1 2 ) f r c u n d l i c h 方程对p h 3 在脱 p h 3 催化济寸上的吸附平衡实验数据拟合的很好。随着温度升高，脱p h 3 倦化剂的 滤让能大大黪低，强他了吸瓣鹣效果，残p h 3 馕纯裁对p 辑骞缀磐静吸辫效采。 13 ) 脱p h 3 催化刹脱除p h 3 的过程中化学吸附发撵明显的作用，猩吸附容量为5 m g j g 露魏p h 3 僚佬裁麓除p h 3 缀辫燕夺予稻k j m 0 1 ，w 虢看蠢耪理蔽辩还在 超一定作用，随精吸附量的增加，可以看出发生的吸附作用中化学吸附逐渐发挥 徽明显的作用。 本论文针对赞磷尾气豹特性，强及黄磷尾气巾存在豹杂霞h 2 s 、p h 3 黥净化 问题，在实验中运用催化氧化法有效的脱除了h 2 s 、p h 3 。为黄磷尾气的诤化技 本提供了拿凝瓣愚路秘装零，弼坟癜少焚磷厂熬磷、酸豹骞害锈菝麓撵敖，使 盼黄磷殿气中的一氧化碳变废为盆，可以促进一碳化工的发展，增强磷化工企业 翡竞争能力。本论文有煮簧静瓣学意爻帮广阔的旋幕嚣秉，更有蠢好的环境、经 济及社会效益。 关键词：黄磷尾气、净化、磷仡氯、硫化氢、催化荆 i i 垦婴型三盔堂堡主兰焦堡兰 堕壁墨皇焦垡堡丝堡塑= 堕堕：照壁堡些型! 坚堡薹麴查! ! 里堕 a b s t r a c t t h ey e l l o wp h o s p h o r u sm a k i n gp r o c e s sd i s c h a r g e sm a s st a i l g a s ，豫m a j o r8 5t o9 5 p e r c e n tc o m p o n e n to f t h et a i l g a si sc a r b o nm o n o x i d e ，a n dt h eo t h e rc o m p o n e n t s c o n t a i np h o s p h o r u s ( p ) ，s u l p h u r ( s ) ，f l u o r i n e ( f ) ，a r s e n i c ( a s ) ，c a r b o n d i o x i d e ( c 0 2 ) ， h y d r o g e ng a s ( h 2 ) ，n i t r o g e n ( n 2 ) a n dm a r s hg a s ( c i - h ) t h eh i 醣q u a l i t yc a r b o n m o n o x i e di nt h et a i l - g a sc a l lb eu s e dt om a k ef u e la n dc a r b o nc h e m i c a lm a t e r i a l s 。 s u c ha sf o r m i ca c i d ( c h 2 0 2 ) ，o x a l i ca c i d ( c 2 h 2 0 4 ) ，p h e n y l a c c t i ca c i d ( c s l 氐0 2 ) ， a m i d e ，d i m e t h y tc a r b o n a t e ( c 3 h 0 3 ) ，c a r b i n o la n dp h o s g e n e ，h o w e v e r , i n a l lo f t h e c o m p o n e n t st h ee x i s t e n c eo f t h ee l e m e n t so ft h ep h o s p h o r u s ( p ) a n dt h es u l p h u r ( s ) b r i n g sn e g a t i v ee f f e c t st ot h ef l l l f f l c l p r o d u c t i o no f t h e c h e m i c a l s i no r d e rt or e m o v e t h ei m p u r i t i e so ft h eh y d r o g e ns u l f i d e ( h 2 s ) a n dt h eh y d r o g e np h o s p h i d e ( p h s ) ，t h i s p r o j e c ti st or e s e a r c hh o w t ou s ec a t a l y s t st oo x y g e n i z et h eh y d r o g e ns u l f i d e ( h 2 s ) a n dt h eh y d r o g e np h o s p h i d e ( p h 3 ) t oa c h i e v et h i sa i m , t h em a i nr e s e a r c ho b j e c t i v e s o f t h i s p r o j e c ta 揩a s f o l l o w s ： t oc h o o s et h e c a t a l y s tc a r r i e r t oe o n f m nt h e p r e p a r a t i o n m e t h o do f t h e c a t a l y s t t oc h s eak i 稚o ft h em a c e r a t i o ne x t r a c ta n dc o n f i r mi t s d e n s i t y f o r m a c e r a t i o no f t h e c a t a l y s t t o p r o d u c e t h e c a t a l y s t t o a n a l y z et h e f a c t o r sw h i c hi n f l u e n c et h eo x y g e n i z a t i o no ft h eh y d r o g e n s u l f i d e ( h 2 s ) a n d t h eh y d r o g e n p h o s p h i d e 圆h 3 ) 。 t o a n a l y z et h ea d s o r p t i o ne q u i l i b r i u mo f t h ec a t a l y s ti nt h ep r o c e s so ft h e o x y g e n i z a t i o no f 程弛h y d r o g e ns u l f i d e ( h 2 s ) a n dt h eh y d r o g e np h o s p h i d e ( p h 3 ) t or e s e a r c ht h eh e a to fa d s o r p t i o no ft h e c a t a l y s t i nt h e p r o c e s s o ft h e o x y g e n i z a t i o n o ft h e h y d r o g e ns u l f i d e ( h 2 s ) a n dt h eh y d r o g e np h o s p h i d e 攀h 3 ) t or e s e a r c ht h e p r o c e s so f t h eo x y g e n i z a t i o no f t h eh y d r o g e ns u _ l f i d e ( h 2 s ) a n d 昆明理工大学硕士学位论定黄磷尾气催化理论研究脱硫、脱磷催化剂制备及其动力学研究 t h eh y d r o g e n p h o s p h i d e ( p h 3 ) w i t h t h e p r i n c i p l e so fd y n a m i c s a f t e rl o t so f c h e m i c a le x p e r i m e n t a lr e a c t i o n st h i sp r o j e c tf i n d st h ef o | l o 诚珏ga n s w e r s ； ( 1 ) c o m p a r e dw i t ho t h e r c a r r i e r si nt h em a r k e t ，s u c ha sa c t i y a t e dc h a r c o a la n d a c t i v a t e da l u m i n u mo x i d e ，i n d u s t r i a la e t i v a t e dc h a r c o a lh a sn o to n l yh i 薛a d s o r p t i v e c a p a c i t yb u ta l s og o o da d s o r p t i v ee 爆：c 乜a n dl o wp r i c e i ti sf i n a l l yc h o s e nt h e i n d u s t r i a la c t i v a t e dc h a r c o a lt od oa st h ec a r r i e ro ft h e c a t a l y s t - ( 2 ) m a c e r a t i o n m e t h o di st ou s e dt om a k et h e c a t a l y s t t h e m a c e r a t i o ne x t r a c to ft h e d e p h o s p h o r i z i n gc a t a l y s ti s5 h c ia n dt h em a c e r a t i o ne x t r a c to f t h ed e s u l f u r a t i n g c a t a l y s t i s 7 n a c 0 3 。( 3 ) 。t e m p e r a t u r ei s am a j o rp a r a m e t e rt od e t e r m i n et h e o x y g c n i z a t i o n a c t i o no ft h ea d s o r b e n t l o w t e m p e r a t u r ei m p e l s t h e p h y s i c a l a d s o r p t i o n a n dh i g ht e m p e r a t u r ei s g o o df o rt h ec h e m i c a la d s o r p t i o n 。b o t ht h e p h y s i c a la d s o r p t i o n a n dt h ec h e m i c a l a d s o r p t i o n a r ee x i s t e di nt h e p r o c e s s o f a d s o r p t i o n ( 4 ) w i t ht h ei n c r e a s eo f t h et e m p e r a t u r et h ei n f l u e n c eo ft h ep h y s i c a l a d s o r p t i o n i s b e c o m i n gw e a k , b n tt h e i n f l u e n c eo ft h ec h e m m a l a d s o r p t i o n i s b e c o m i n go b v i o u s s i n c et h ep h y s i c a la d s o r p t i o ni sak i n do fe x o t h e r m i cr e a c t i o n c o m p a r e dt o t h e 穗e m i c a la d s o r p t i o n ，ak i n do fe n d o t h e r m i cr e a c t i o n ，c a t a l y t i c o x i d i z i n gr e a c t i o nh a sab e s ta c t i o nt e m p e r a t u r ei nw h i c ht h ea c t i o nh a st h eb i g g e s t a d s o r p t i v ec a p a c i 够( 5 ) ，i nt h ep r o c e s s6 fe a n n eo x i d i z i n gr e a c t i o nf o rt h e h y d r o g e ns u l f i d e ( h 2 s ) ，w i t ht h e i n c r e a s eo fa l r s p e e di nt h ef i x q u a n t i f yo ft h e c a t a l y s ta d s o r p t i v ec a p a c i t yo ft h ec a t a l y s t i s d e c r e a s i n g ( 6 ) i nt h ep r o c e s so f c a t a l y t i co x i d i z i n gr e a c t i o nf o rt h eh y d r o g e ns u l f i d e ( 魄s ) ，t h eq u a n t i t yo fo x y g e n h a sp o s i t i v ee f f e c t st ot h ea d s o r p t i v ec a p a c i t y b u tw h e nt h e q u a n t i t y o fo x y g e n r e a c h e st oah i p p o i n t ，t h ee f f e c t sw i l lb ev e r yw e a k 国。e x p e r i m e n t a la d s o r p t i o n e q u i l i b r i u mo ft h eh y d r o g e ns u l f i d e ( h 2 s ) d a t af i tw i t ht h ef r e u n d l i c he q u a t i o n b e t w e e n2 0 ( 2a n d7 0 。t h ea d s o r p t i o n p r o c e s si s c o n t r o l l e db yt h ep h y s i c a l a d s o r p t i o n ，a d s o r p t i v ec a p a c i t yi sd e c r e a s i n gw i t ht h ei n c r e a s eo ft h et e m p e r a t u r e a b o v et h e7 0 4 c ，龇c h e m i c a la d s o r p t i o nd o m i n a t e st h ea c t i o n h i 醇t e m p e r a t u r e , h i g ha d s o r p t i v ea b i l i t y ( 8 ) a tt h et h r e ed i f f e r e n tt e m p e r a t u r eo f 2 0 d e g r e e 。5 0d e g r e e a n d7 0 d e g r e ec t h ef o l l o w i n ga d s o r p t i v ec a p a c i t i e sf o rt h eh y d r o g e ns u l f i d e ( h 2 s ) ， 墨鳌鍪三奎鲎堡圭鲎簦婆壅 薹堡墨兰堡垡登建墅窒= 墼蔓：墼燮竺型整墨墨基茎查兰翌塞 1 5 0m g m 3 、2 0 0m g m 3 ，2 5 0m g m 3 ，c o r r e s p o n d st h et h r e ed i f f e r e n t i a l h e a to f a d s o r p t i o n ，1 3 2k j t o o l 、1 3 6k j t o o l 、1 4 2k j m o l ，w h i c h i sb e t w e e n8k j m o la n d 2 5k j m o t t h ec o n c l u s i o no ft h e s ed a t ai st h a tt h ep h y s i c a la d s o r p t i o nc o n t r o l s 馕i s p r o c e s sa tt h ea b o v et e m p e r a t u r e s h o w e v e r , n o r m a l l yc a t a l y t i cr e a c t i o ni so c c u r r e d a t t h e 挞g ht e m p e r a t u r e s oc a t a l y t i cr e a c t i o nh a sl i t t l ed e p e n d e n c eo nt h ep h y s i c a l a d s o r p t i o n 。( 鳓w i t h o u to x y g e n t h ep r o c e s so f d e p h o s p h o r i z a t i o n o n l y i st h e p h y s i c a l a d s o r p t i o n 。w h e nt h eo x y g e n c o n t e n tr e a c h e st olp e r c e n t , t h e a d s o r p t i v ec a p a c i t yi s m u c h b i g g e rt h a n t h a to f n o n - o x y g e n i ti sc o n f i r m e d t h a ta tt h e7 0 d e g r e ec w i t ho n e p e r c e n to x y g e n ，t h e e f f e c to f a d s o r p t i v ec l e a n s i n gi sb e 啦( 1 0 ) w h e nt h ea i r s p e e di s i n c r e a s i n g ，s t a n d i n gt i m e o ft h e h y d r o g e np h o s p h i d e ( p h 3 ) i nt h ec a t a l y s t c a s e b e c o m e ss h o r t ，t h e r e f o r et h ea d s o r p t i v ec a p a c i t yi sd e c r e a s i n ga sw e l l ( 1 1 ) w h e nt h e q u a n t i t yo fo x y g e ni so 5p e r c e n t t h ea d s o r p t i v ec a p a c i t yf o rt h eh y d r o g e np h o s p h i d e ( p h s ) i sm u c hs m a l l e rt h a nt h a to fo n ep e r c e n to rt w op e r c e n t b u ti ft h eq u a n t i t yo f o x y g e ni s a b o v eo n ep e r c e n t ，i th a sl i t t l ee f f e c tt ot h ea d s o r p t i v e c a p a c i t y ( 1 2 ) e x p e r i m e n t a la d s o r p t i o ne q u i l i b r i u mo ft h eh y d r o g e n 砖o s p h i d e ( p h s ) d a t aa l s of i t w i t ht h ef r u n d l i c he q u a t i o n 。w i t ht h ei n c r e a s eo ft h et e m p e r a t u r et h ea c t i v a t i o n e n e r g yo ft h ec a t a l y s td r o p sal o t , 也ea d s o r p t i v ee f f e c t sb e c o m es t r o n ga n dt h e a d s o r p t i v ec a p a c i t yf o rt h e g 烈p h o s p h i d e ( p h s ) i si n c r e a s e d ( 1 3 ) t h ec h e m i c a l a d s o r p t i o nc o n t r o l st h ec a t a l y t i co x i d i z i n gp r o c e s s 斯t h e h y d r o g e np h o s p h i d e ( p h 3 ) w h e nt h ea d s o r p t i v ec a p a c i t yi s5 m g g ，t h eh e a to f a d s o r p t i o no f t h ec a t a l y s tf o rt h e h y d r o g e np h o s p h i d e ( e l - i s ) i su n d e r4 0k j m 0 1 i ti ss a m ea st h eh y d r o g e ns u l f i d e ( h 2 s ) t h a t t h ep h y s i c a la d s o r p t i o ne f f e c ti sm u c h s m a l l e rt h a nt h ec h e m i c a la d s o r p t i o n e f f e c t t h eo b j e c to f t h i sp a p e ri st h e t a i l g a so f t h ey e l l o wp h o s p h o r u s t h ea i mi st or e m o v e t h eh y d r o g e n s u l f i d e ( h 2 s ) a n dt h eh y d r o g e np h o s p h i d e ( p h s ) f r o m 馕e t a i l 。g a so f t h e y e l l o wp h o s p h o r u s t h ep r o b l e ms o l u t i o ni st oo x y g e n i z et h e h y d r o g e ns u l f i d e ( h 2 s ) a n dt h e h y d r o g e np h o s p h i d ef p h 3 ) 酶t h ec a t a l y s t + 确sp a p e rp r o v i d e sc r e a t i v e t e c h n i q u e f o rt h e p u r i f i c a t i o no f t h ey e l l o wp h o s p h o r u s 巅t - g a s i tw i l lh e l pt or e d u c e t h ed i s c h a r g eo ft h eh a r m f u lm a t e r i a l sa n dm a k eu s eo f t h ec a r 孙nm o n o x i d et o p r o d u c ec o r r e s p o n d i n gc h e m i c a lm a t e r i a l s 。i t i so b v i o u st h a tt h i s p r o j e c th a st h e i i i 昆明理工大学硕士学位论文黄磷尾气催化理论研究一脱硫、脱磷催化荆制各及其动力学研究 i m p o r t a n t s c i e n t i c p u r p o s e a n dt h eb r o a dm a r k e t p r o s p e c t s i t w i l l b r i n g b o t h e n v i r o n m e n t a lb e n e f i t sa n ds o c i a le c o n i m i c a lb e n e f i t s k e yw o r d s ：t a i l g a s o ft h ey e l l o wp h o s p h o r u s ，r e m o v e ，h y d r o g e n s u l f i d e ( h 2 s ) ， h y d r o g e np h o s p h i d e ( p h 3 ) ，c a t a l y s t 昆明理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工 作所取的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人 承担。 学位论文作者签名：1 量丙i 约 日期：2 _ 0 一年年彳月动日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解昆明理工大学有关保留，使用学位论文的规定，即：学校 有权保留，送交论文的复印件，允许论文被查阅，学校可以公布论文的全部 或部分内容，可以采用影印或其他复制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守) 导师签名 论文作者签名：生至! 翌囱 日期：超生生旦丝吕 昆明理工大学硕士学位论文 研究的目的、意义和内容 1 研究的目的、意义和内容 1 1 研究的目的和意义 黄磷是制造赤磷，磷化物及热法磷酸的基本原料，我国是世界上主要的产磷 国弱磷出口麓。县游国内靛磷总生产能墨迭8 0 万a ，1 9 9 9 年肇产量为4 9 万吨， 2 0 0 0 年年产量达到5 0 5 9 万吨，目前全国黄磷生产装置能力达7 0 多万吨【j 】。 中国黄磷生产鹣发曩爨程经掰了三个除羧 2 t ：8 0 ；筚代爨兹。生产大多集孛予沿 海及内地缺少磷矿资源的地区如举东、华中、华北及东j b 等地，但所用的原材料( 磷 矿磊) 霉要长途运输，导致生产成本亵。8 0 9 0 攀鼹裙，在磷癸滚丰蛮瓣云、爨、 川等省，再加上丰富的水电资源，为这魃地区的黄磷生产发展创造了十分便利的 条终，垒国敢黄磷生产逐步囱器帮转移，这是全警蓑磷生产发袋静黄众霹籁。稷 据调查，1 9 8 0 - - 1 9 9 0 年我国黄磷生产能力从5 9 万吨增长至2 5 万吨，年增长率在 1 6 以上，产量获4 2 万堍增长至1 5 9 刀魄，年增长率程1 4 以上。粥年代嚣期， 国内黄磷生产规模向大型化和自动化方向发展，建设了潜干个大型黄磷生产公司， 这黧公司酌装葡特点是自动像水平普遍磁较高，源材料及能源纳消耗较低。 由于云南磷矿商得天独厚的澈源优势，磷化工是云南省的支柱产业之一，黄 磷电炉装鬣在云南省大小凝有1 0 0 多痤，生产规模已经逡到4 5 万吨，卑，占全匿黄 磷生产缝力的6 0 以上。1 9 9 7 每器袁省垒省黄磷产量仅仅t 7 。6 万蟪，2 0 0 2 年产量 增至3 8 67 j 吨，占全国产邀的一半以上，而且有逐步上升的趋势。黄磷尾气中c o 兹会燕接近9 0 。荧磷尾气孛c o 兹含爨离这8 0 9 5 ，理论圭每生产一穗荧骥 副产尾气2 4 0 0 3 0 0 0n m 3 的c o ，按照这样的产藿计算，仅云南省黄磷装置晦年 薤产燕2 8 亿檬准立方寒左右戆c op l 。 黄磷尾气中的c o 是一种非常有用的一碳化工原料，但是目前我国黄磷尾气的 有效零l 露率尚不是4 0 。嚣蒋匿肉对尾气静港瑾及嗣露燕要是掰稀方法：一，火矩 直接燃烧；二，除尘后作为燃料使用，利用其热能。这榉的处理造成了资源的极大 浪费，丽虽大量有密成分敖空也严重污染了周边环境磁。西前黄磷尾气的应用仪仅 局瑕于生产附加值比较低的三聚磷酸钠，聚偏磷酸钠等产品，芟限制因素裁在于 黄磷尾气中含有的影响羰慕合成的硫，磷等杂质的净化问题，如果能够解决黄磷 尾气的净化预处理难题，锼净化爝熬黄磷尾气中藏、磷等杂瘊遮到p p 掇级，粼胃 昆明理工太学硕士学位论文研究的目的、意义和内容 以使得利用黄磷尾气制取高附加值的一碳产黠成为可能1 5 j 。 躺蠢本论文研究的内枣对云赢省乃至全国的环境浚理及综合利用，以及一碳 化工的发展都具有中分重要的意义。本论文的目的就是解决黄磷尾气的预处瑷净 纯难擞弱题，对尾气中豹王 2 s ，p h 3 通过镶纯裁去除，在实验室避行催化裁的利餐 和研究，使黄磷尾气作为原料气制取高附加值的一碳化工产品成为可能，为有效 薅决黄臻趸气的羲楚理净绽提供理谂上瓣支持。 1 2 论文研究的主要内容 本论文锋薄黄磷遥气孛存在豹杂震h 2 s , p h 3 鹣净毒| 二 耩踅，纛实验室串馥h 2 s 、 p h 3 为研究对象，在囡内外催化理论和研究成果的基础上，进行了催化荆的制铸研 究，氆括载锩静选撵、箭餐方法静确定、漫渍滚瓣糖类及浓度鹣确定，然惹考察 了催化剂催化氧化脱除h 2 s 、p h 3 的影响因素以及催化剂脱除h 2 s 、p h 3 的动力学 研究。本论文研究的主要内容包括； ( 1 ) 催化剡载体的选撵研究： ( 2 ) 催优剂帝备方法的确定研究； ( 3 ) 催化剡选用漫渍法时，所选用的浸溃渡熬耱类秘浓度的确定研究； ( 4 ) 催化剂的制各研究； ( 5 ) 催纯裁毽他氧纯巍除h 2 s 、p h 3 熬影响黧素硬突； ( 6 ) 催化剂脱除h 2 s 、p h 3 的吸附平衡研究： c 0 2 + 2 n a o h n a 2 c 0 3 + h 2 0 ( 3 6 ) 在馕晓襞纯韶分发生黪爱痉方纛戏麴下： p 4 + 3 0 2 焦垡型2 p 2 0 ( 3 7 ) p 4 + 5 0 2 堡垡鏊，2 p 2 0 5( 3 8 ) 2 p h 3 + 3 0 2 焦垡型，p 2 0 3 + 3 h 2 0 ( 3 9 ) p h 3 + 2 0 2 垄鍪塑h 3 p 0 4( 3 1 0 ) 2 h 2 s + 0 2 堡些型，2 s + 2 h 2 0( 3 。1 1 ) 该工艺已经宙昆翡理工大学开发，已经征常运行多套中试装簧。该项目中试的 工艺流程图如圈3 6 所示。 图3 。6 黄磷熙气净化王艺滚稷圉 t ，湿式气柜2 ，5 ，8 求环囊空泵3 碱洗塔4 除沫嚣 6 加热器7 反应器9 水洗塔 该方法与传统鲍净化工装提比鸯以下几个优纛：( 1 ) 采震碱浚一催恁羲髭夔 方法能够同有效的脱磷、脱硫、脱砷及脱氟，净化厢尾气中磷含摄( 1m g m 3 、硫 垦塑望王盔兰堡圭鲎堡笙塞 夔壁星墨堡些丝堡垫蕊堡鎏 化氨含量( 1m g m 3 、砷含鬣( o 5m g m 3 、氟化氨含量( 1m g m 3a 整个工艺简捷、 裹效，势旦巾毒或锪彝曩熬活往炭易于秀生，可蕊复裂羯；( 2 ) 碱洗一谨纯袋纯 脱除黄磷尾气中的硫，去除效率可大于9 9 ，碱洗后再邋过催化氧化h 2 s 浓度为 ( 1m g m 3 。 3 。1 。6 其他的净化秀法 国外有报道用化学法处理各种含磷废气的净化方法：( 1 ) s h a k i r o v 锌用含镟氧 亿麓、硫酸锅鹃亚磷酸盐懋魏液楚毽黄磷麾气垒产磷耱l ( 2 ) k a t a o k a 簿研究了南 碱或碱土金属处理禽磷氧化物废气生成棚应的磷酸盐，或在还原物质存在下生成 单质磷，但遂类方法一般反应条件苛刻，不易掌援。 3 。2 吸附理论 3 2 1 吸附剂 用多孔髋霹体鲶理流体混合物，使箕中所含酶一种躐凡种纷纷浓巢在固体表 面，丽与其它组分分离的过程称为吸附，被吸黔到固体表嚣的物质称为吸附质， 吸附质附着豹载体明做吸附荆。随着商选择性的各种型号分予筛的出现以及暇附 工艺的不断改进发鼹，使褥吸附分离过穰在石濑、化工笼其是环保领域得到越来 越广泛的应用。 鬻曩熬壤聚； l | 鸯涟牲嶷、硅酸、分子瓣、活性氯纯镪叛及会成沸曩、天然沸石、 金属吸附剂、合成树脂及备种专用的吸附剂。表3 + 2 列举了几种吸附荆的制造方法、 蛙蒺、巍嵇秘薅途。 吸附剂的选择怒采用吸附操作的关键步，作为工业用的吸附剂应该具备以下 尼令条件： 1 ) 翼有匿丈瓣滗表露袄，瞧就是要傺 | 芷寄较大静蔽辩容璧，蔽辩裁 应该是极其疏松的固体泡沫，具礴能适合反应过程的形状和大小；( 2 ) 具有良好 静选释往，鞋便达翔净仡禁稀或几种污染物的霞的；( 3 ) 其有良好的褥生特往帮 耐磨能力，还要求有的时候对酸、碱、水、高濑有很好的适应性，对姐不含有能 使吸附帮中毒或使剐反应漕加的物质：( 4 ) 成本要低滕，而且来源广泛，在制备 载体以及制餐或吸黔剡时举会造娥环境污染；( 5 ) 具嶷合适的导热系数、毙热、 比莺、表面酸性等性质；( 6 ) 具有足够臼句稳定性，能够抵抗活性组分、反应物及 产物靛让学嫂蚀，势憩经受骥瓣裁熬再生楚理。 1 2 垦型丝三盔堂婴：! 璺垡堡兰 菱壁星笾登些竺燮查! 苎 表3 t , r k 种蔽灌荆的澜造方法、性麓、规榱及糯途 种类制造方法性能瓶格 用途 极性吸附和，无 瓣牲载热分鼹氧化铝的承食翅剁粉状，冀状靼挺 气体、浊品和嚣油化工产晶 毒性，抗冲击和 钝铝戒拔静艇拳于溧 磨损能力强 润滑油及油脂类的脱色精 滔性鑫耘土疑酸箍瑾，主簧成分簸辩娩力释纯学 粉末状和颗粒状制、石油馏分的脱色或脱 蔗硅藻士组成无关 承、溶剂的辖制等 禽碳照勃矮经莼荆淫托或 气体滤诧捌褥，蘸捌渣璁 疏水性和袋有机 是在擐料里搬久氯钝锌等耪幕状帮耧救 物质的吸附剂，溶帮j 回收、溶液的脱色i | 采 芬鑫在菲漆牲气氯牵拥热祆，灏粒敬努鸯 暇附容量太，抗舆、气体中脱赊硫化物、氧 话住嵌进行凝话；气体活徒燕把船工成型的活链 靛耐碱化学稳定 化物、有机物质等以及三废 活往炭原辩在非活性气氛炭和无定攒粉袄 矬好，解暇棼曩，撞遐 中加热炭化后进入承蒸气活性旋 可燃 等。在7 0 0 1 2 0 0 避行戚 虚使其活化 将水玻璃清澈用酸处理，球型、无定型、 綮拳醺柽链疆辩空气蛙气体静干燥雠承，谧 硅酸沉淀后经老化、水洗、千加工成型波糟米 裁催纯帮麴羲体 燥丽樽状 嗷辩挠力强，逸 挥挂好，键羲酸 3 a 、4 a 、5 a 、 用于基本有机化工、石油化 械靛鸯和纯学椽 分予捕人工合成的泡沸稿，1 0 x 、1 3 x 、y 、 芏生产，尉时也用予废气和 定性虢及税械强 钠丝光泱石型等废水豹净他处理 度、黼磨攒性镌 较羞 有醛型网状结 合成树 构，性能稳定， 从非掇性拘到强 废水处理、维生素聃分离、 维含离聚、嶷联共聚 膳 品种较多但价格极性的很多种类 过氧他氢的糖制等 较贵 1 3 垦鉴墨三查堂堡兰堂垒篓茎薹鲞篓墨登堡垒黧鏊! ! ! 鲎 3 。2 。2 啜瓣 皇粥 气体吸附是一种固体表面现象，是利用多孔性固体吸附剡处理气态混合物，馒 冀中所食的一种戏数种气体吸甜在固体的表丽上，而与其它组分分离的单元操作 过程。报据吸附帆理的不同，吸附可以分为物理吸黔和倔学吸附，物理吸附帮化 学吸附的，区别觅表3 1 t 3 0 1 。 袭3 。2 物理吸辩毒佳学骧辩戆嚣聚 从物瑷吸附和化学吸附的区别可以9 i 日道，在低温阶段，化学吸附速率很小，物 毽吸黠占挽势，缀抉达到孚餐，显平德骧黪爨疆蓑浚发懿秀藏磊下晦。在巍溢靖， 物理吸附很微弱，化学吸附占优势。实际上物理吸附和化学吸附也没有严格的界 袋。一般塞淦下，魏瑾裁辫、稼学啜辫嚣嚣存在，最裙耱理渡辩逮发菲常快，凡 分种即达到平衡，进入化学吸附阶段后吸附速魔逐渐减慢，盥歪达到平衡。 3 2 3 吸附平衡 气体分子的遴动，不断的与吸附剂表面进行碰撞，当气体与固体充分接触后可 以达到吸雌平衡，表示气固相暖赡平衡霹以用吸黠等渥线( a b s o r p t i o ni s o t h e r m ) 、 吸附等压线( a b s o r p t i o ni s o b a r ) 、吸附等量线( a b s o r p t i o ni s o s t e r e ) 、朗格谬尔 ( 1 a n g m u i r ) 方程、亨裂( h e n r y ) 方程、弗星德量棼( f r e u n d l i e h ) 方程、b e t 方 程，捷姆垒( t e m k u r l ) 、噙金斯一尤拉公式等等。其中朗格谬尔吸附蒋温方程应用 最为广泛。 朗格谬尔吸附等温方程是在一种理想吸附模型即朗格谬尔模型下推导出购。该 摸受靛基零餐设熬：( 1 ) 蔽鬻表覆在巍壤筵筠匀静，鞠各吸附位其脊相同的能量； ( 2 ) 被吸附分子间的作用力可以忽略不计：( 3 ) 属于翠层吸黔。 霉 垦里型三_ 丈兰堡主兰垡堡苎 苎壁垦墨堡垡竺堡垫! ! ! i 查 具有足够能量的分子被吸附，被吸附的分子也会脱附。形成一种动态的平衡。 所以气体分子在催化剂表面上的吸附速率与单位时间内碰撞到催化剂自由表面上 的分子数成正比，而碰撞的分子数目又与气相的分压成正比。所以气体的吸附速 率应该与气体分压成正比，又因吸附系在自由表面上进行，所以又与自由表面成 正比。设气体a 为催化剂的吸附位。吸附 a + a 占a a 硒 ( 3 1 2 、 则吸附速率为r 。= k a p 。( 1 - e a )( 3 1 3 ) 式中k 。为吸附速率常数，它是温度的函数，可以用指数函数来表示。e a 为吸 附分子a 所覆盖的表面占总表面的分率，也叫表面覆盖率。由于化学吸附是单层 的，所以未被吸附分子所占据的表面叫自由表面，它所占的分率叫未覆盖率 0 v = 1 - 0 a 。 脱附速率r d 与已吸附的分子数目成正比 1 d = k d0 ar 3 1 4 ) 式中k d 为脱附速率常数，也是温度的函数，同样可以用指数函数来表示。那 么，吸附的净速率 当吸附达到平衡时， 或表示为 r = k 8 p a ( 1 0 a ) - l 【d 0 a 净速率为零，即r = 0 ，则有 k a p 。( 1 - 0 a ) = k d 9 a o a = k a p a ( 1 十k a p a ) ( 3 1 5 ) ( 3 1 6 ) ( 3 1 7 ) 式中k a = k 。，k d ，叫做吸附平衡常数。上式即为理想吸附等温方程，也就是朗格谬 尔吸附等温式。 3 2 4 吸附穿透 固定床吸附过程中，沿床层形成三个区：饱和区、传质区和未用区。饱和区内 吸附已经达到饱和状态，传质区内床层浓度从饱和到接近于零之间剧烈变化，而 束用区内床层浓度接近于零。当传质区前沿移至床层出口时，未用区消失，吸附 器工作达到极限。 以床层出口流出气体中吸附质浓度为纵坐标，操作时间为横坐标所得的关系曲 线称为穿透曲线。吸附穿透曲线代表在吸附层内