一种利用黄磷尾气制备多种合成气的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术对黄磷尾气中的磷、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。

A Device and Method for Preparing Various Synthetic Gases from Yellow Phosphorus Tail Gas

【技术实现步骤摘要】
一种利用黄磷尾气制备多种合成气的装置及方法
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术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。本专利技术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；步骤6：对经过步骤5脱硫处理后的混合气体进行脱碳处理，脱除混合气体中的部分二氧化碳及部分硫化氢；步骤7：对脱碳处理后的混合气体采用常温或中温脱硫剂进行精脱硫处理，将硫化氢脱至0.1ppm以下；步骤8：采用脱氯剂，对精脱硫后的混合气体进行第二次净化处理，使混合气中的氯降至0.03ppm以下，最终得到多种合成气。进一步地，作为优选技术方案，所述步骤3中，对混合气体采用等温变换，移除热量并副产蒸汽。进一步地，作为优选技术方案，所述步骤4中，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，所述步骤6中，脱碳处理采用变压吸附或湿法脱碳。进一步地，作为优选技术方案，所述步骤2中，经过粗脱硫、粗脱磷得到的混合气体先送入气柜，再进行压缩，然后进行变换处理。本专利技术相比于现有技术，具有以下有益效果是：（1）本专利技术通过采用洗涤塔、粗脱硫塔、粗脱磷塔、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，对黄磷尾气中的磷、硫、砷、氯、氟、氧实现了脱除或者部分脱除，使得到的气体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。（2）本专利技术通过采用等温变换反应器实现一氧化碳与水的变换反应，能够及时移除热量并副产蒸汽，相对于传统的绝热反应器能够减小蒸汽耗量的同时，无需配置多个反应器；另外，采用耐硫催化剂无需在进行变换反应之前将原料气所有的硫脱除掉，从而使整个工艺不会产生冷热交替，使能耗相对于传统的非耐硫催化剂更低。（3）本专利技术相较于传统的将黄磷尾气燃烧后的热量用作其他热交换，如锅炉热水、发电来说，黄磷尾气的有效利用率更高，且能够产生更高附加值的产品，无论从资源有效利用，还是环境保护角度来说，本专利技术都具有较高的社会价值和意义。附图说明图1为本专利技术的实施例1的装置结构示意图；图2为本专利技术的实施例2的装置结构示意图；图3为本专利技术的多种合成气制备工艺流程图。附图中附图标记对应的名称为：1、收集罐，2、洗涤塔，3、粗脱硫塔，4、粗脱磷塔，5、气柜，6、压缩机，7、变换器，8、一次净化塔组，9、二次脱硫塔，10、脱碳塔，11、精脱硫塔，12、二次净化塔。具体实施方式下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1如图1所示，本专利技术较佳实施例所示的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1、洗涤塔2、粗脱硫塔3、粗脱磷塔4、压缩机6、变换器7、一次净化塔组8、二次脱硫塔9、脱碳塔10、精脱硫塔11、二次净化塔12，黄磷尾气从收集罐1的进气口进入，合成气从二次净化塔12的净化出气口流出。在本实施例中，由于黄磷尾气可能来自不同的零散地，先用收集罐1将黄磷尾气聚集起来，进行集中处理，然后送入洗涤塔2，洗涤塔2将黄磷尾气中的灰尘和单质磷去除掉；将洗涤后的黄磷尾气送入粗脱硫塔3，粗脱硫塔3采用现有的湿法脱硫工艺，将黄磷尾气中的硫进行粗脱，一般将硫化氢脱至约50ppm，然后将粗脱硫后的黄磷尾气送入粗脱磷塔4，粗脱磷塔4采用现有的变温变压吸附或催化法工艺，将黄磷尾气中的磷进一步脱除，总磷含量将至20ppm及以下；压缩机6用于增大气体的压力，以达到压缩气体体积，缩小设备尺寸，减小设备占地面积的目的；变换器7用于实现一氧化碳与水发生变换反应生成二氧化碳和氢气；一次净化塔组8包括多个脱除塔，比如脱磷塔、脱砷塔、脱氯塔、脱氧塔、脱硫塔、脱氟塔以及脱氰化氢塔，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，可以实现磷、砷、氯、氧、硫、氟、氰化氢的脱除或者部分脱除，将磷、砷、氯的总含量脱至0.1ppm以下，将氧气脱至0.1ppm以下，将有机硫全部转化为硫化氢；二次脱硫塔9可采用干法或者湿法脱硫，当气体流量较大时，采用湿法脱硫较为经济，其余时候可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用黄磷尾气制备多种合成气的装置，其特征在于，包括依次连通的收集罐（1）、洗涤塔（2）、粗脱硫塔（3）、粗脱磷塔（4）、压缩机（6）、变换器（7）、一次净化塔组（8）、二次脱硫塔（9）、脱碳塔（10）、精脱硫塔（11）以及二次净化塔（12），黄磷尾气从所述收集罐（1）的进气口进入，合成气从所述二次净化塔（12）的净化出气口流出。

【技术特征摘要】
1.一种利用黄磷尾气制备多种合成气的装置，其特征在于，包括依次连通的收集罐（1）、洗涤塔（2）、粗脱硫塔（3）、粗脱磷塔（4）、压缩机（6）、变换器（7）、一次净化塔组（8）、二次脱硫塔（9）、脱碳塔（10）、精脱硫塔（11）以及二次净化塔（12），黄磷尾气从所述收集罐（1）的进气口进入，合成气从所述二次净化塔（12）的净化出气口流出。2.根据权利要求1所述的一种利用黄磷尾气制备多种合成气的装置，其特征在于，所述变换器（7）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。3.根据权利要求1所述的一种利用黄磷尾气制备多种合成气的装置，其特征在于，所述一次净化塔组（8）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。4.根据权利要求1所述的一种利用黄磷尾气制备多种合成气的装置，其特征在于，所述二次脱硫塔（9）为干法脱硫塔或者湿法脱硫塔。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种利用黄磷尾气制备多种合成气的装置，其特征在于，还包括气柜（5），所述气柜（5）的进气口与粗脱磷塔（4）的出气口连通，所述气柜（5）的出气口与压缩机（6）的进气口连通。6.一种利用黄磷尾气制备甲醇合成气的方法，其特征在于，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5...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖华送，杨泳涛，王渝，江辉，张凯妍，
申请(专利权)人：成都市通用工程技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51