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HG/T 5209-2017

基本信息

标准号: HG/T 5209-2017

中文名称:黄磷生产尾气处理处置方法

标准类别:化工行业标准(HG)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 黄磷 生产 尾气 处理 处置 方法

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标准简介

HG/T 5209-2017.Treatment and disposal methods for tail gas of yellow phosphorus production.
1范围
HG/T 5209规定了黄磷生产过程中产生的尾气(以下简称“黄磷尾气" )处理处置方法的术语和定义、黄磷尾气处理处置、环保要求。
HG/T 5209适用于电炉法黄磷生产过程产生的黄磷尾气的处理处置方法。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 5085.7危险废物鉴别标准通则
GB 9078工业炉窑大气污染物排放标准
GB 15580磷肥工业水污染物排放标准
GB 31573无机化学工业污染物排放标准
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
催化氧化法 catalytic oxidation process
利用黄磷尾气中微量氧气及过渡金属配合物和酞菁化合物、轻稀土氧化物的储氧作用,以碱金属
和过渡金属氧化物为催化氧化活性组分,在强还原气氛、低温和不氧化一- 氧化碳的前提下,将多形态磷、硫、砷、氟等杂质同步催化氧化成不同物质的氧化物,并使其氧化物负载于催化剂吸附活性表面的净化方法。
3.2
变温吸附法 temperature swing adsorption method
利用吸附剂的平衡吸附量随温度升高而降低的特性,采用常温吸附、加温脱附除去原料气杂质组分的方法。
3.3
变压吸附法 pressure swing adsorption method
利用吸附剂的平衡吸附量随组分分压升高而增加的特性,采用加压吸附,减压脱附分离气休的方法。

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标准内容

ICS13.030.30
备案号:60580-2018
中华人民共和国化工行业标准
HG/T5209—2017
黄磷生产尾气处理处置方法
Treatment and disposal methodsfortailgas ofyellowphosphorusproduction
2017-11-07发布
2018-04-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中国石油和化学工业联合会提出。本标准由全国废弃化学品处置标准化技术委员会(SAC/TC294)归口。HG/T5209--2017
本标准起草单位:昆明理工大学、武汉东晟捷能科技有限公司、贵州鑫新化工集团有限公司、北京北大先锋科技有限公司、云南省产品质量监督检验研究院、云南江磷集团股份有限公司、浙江诚泰化工机械有限公司、贵州省产品质量监督检验院、中海油天津化工研究设计院有限公司。本标准主要起草人:梅毅、杜强、姜国强、蒋化、他德洪、饶志臻、蒋波、冯永渝、王学谦、吕昌忠、陆思伟。
1范围
黄磷生产尾气处理处置方法
HG/T5209—2017
本标准规定了黄磷生产过程中产生的尾气(以下简称“黄磷尾气”)处理处置方法的术语和定义、黄磷尾气处理处置、环保要求本标准适用于电炉法黄磷生产过程产生的黄磷尾气的处理处置方法。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB5085.7危险废物鉴别标准通则GB9078工业炉密大气污染物排放标准磷肥工业水污染物排放标准
GB15580
3无机化学工业污染物排放标准
GB31573
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
catalyticoxidationprocess
催化氧化法
利用黄磷尾气中微量氧气及过渡金属配合物和酞菁化合物、轻稀土氧化物的储氧作用,以碱金属和过渡金属氧化物为催化氧化活性组分,在强还原气氛、低温和不氧化一氧化碳的前提下,将多形态磷、硫、砷、氟等杂质同步催化氧化成不同物质的氧化物,并使其氧化物负载于催化剂吸附活性表面的净化方法。
temperatureswingadsorptionmethod变温吸附法
利用吸附剂的平衡吸附量随温度升高而降低的特性,采用常温吸附、加温脱附除去原料气杂质组分的方法。
变压吸附法
pressure swing adsorption method利用吸附剂的平衡吸附量随组分分压升高而增加的特性,采用加压吸附、减压脱附分离气休的方法。
HG/T5209—2017
黄磷尾气处理处置
吸收法
水洗碱洗法
方法提要
黄磷尾气经水洗、降温后,除去部分单质磷、磷化氢、氟化氢及硫化氢。然后再经碱吸收,进一步除去尾气中部分二氧化碳、硫化氢、氟化氢等酸性气体。4.1.1.2原辅料
氢氧化钠溶液(质量分数为5%~10%)4.1.1.3
主要设备
水洗喷淋塔、碱吸收塔等。
工艺流程
来自炉气冷凝塔的黄磷尾气进人水洗喷淋塔,经水洗并降温,再进人碱洗塔进行碱吸收。经水洗、碱吸收后得到净化气,该净化气用于干燥或烧结磷矿石及泥磷制酸的燃料、燃气锅炉的燃料,也可用于甲酸钠、甲酸钾的合成原料气。4.1.1.5
工艺流程图
水洗碱洗法黄磷尾气净化处理工艺流程见图1。黄磷尾气一
水洗上
→净化气
图1水洗碱洗法黄磷尾气净化处理工艺流程图工艺控制指标
水洗碱洗法工艺控制指标应符合表1的规定。表1
一次水压力/MPa
一次水温度/℃
碱吸收液(NaOH)w/%
脱硫效率/%
脱氟效率/%
脱磷效率/%
脱二氧化碳效率/%
水洗碱洗法工艺控制指标
净化气质量指标
水洗碱洗法净化气质量指标应符合表2的规定。表2
硫化氢(HzS)/(mg/m)
氟化氢(HF)/(mg/m)
总磷(以P计)/(mg/m)
氧化碳(CO)V/%
次氯酸钠氧化吸收法
方法提要
水洗碱洗法净化气质量指标
以次氯酸钠溶液作为吸收剂,利用其氧化性脱除黄磷尾气中的磷和硫。4.1.2.2
原辅料
HG/T5209—2017
次氯酸钠溶液(有效氯质量浓度约为1.5g/L)、氢氧化钠溶液(质量分数为15%)4.1.2.3
主要设备
碱洗装置、两级串联吸收装置等。4.1.2.4
工艺流程
黄磷尾气经氢氧化钠溶液碱洗,气体进人两级串联的次氯酸钠溶液的吸收装置进行吸收净化。经碱洗和次氯酸钠溶液净化后得到净化气,该净化气用于生产甲酸钠原料气及燃气锅炉的燃料气等。4.1.2.5
工艺流程图
次氯酸钠氧化吸收法黄磷尾气净化处理工艺流程见图2。黄磷尾气一
碱洗上
工艺控制指标
次氮酸钠溶液的吸收(一级)
次氯酸钠溶液的吸收(二级)
次氯酸钠氧化吸收法黄磷尾气净化处理工艺流程图次氯酸钠氧化吸收法工艺控制指标应符合表3的规定。表3
吸收溶液酸碱度
反应温度
硫化氢(HzS)脱除率/%
磷化氢(PHs)脱除率/%
次氯酸钠氧化吸收法工艺控制指标指
净化气
HG/T5209—2017
4.1.2.7净化气质量指标
次氯酸钠氧化吸收法净化气质量指标应符合表4的规定。表4次氯酸钠氧化吸收法净化气质量指标项
硫化氢(HzS)/(mg/m)
磷化氢(PH)/(mg/m)
氧化碳(CO)V/%
4.2变温变压吸附法
4.2.1方法提要
黄磷尾气经水洗、降温后,进入湿法脱硫系统将硫化氢降至30mg/m3以下,再通过变温吸附剂及变压吸附剂净化后得到一氧化碳净化气。4.2.2原辅料
湿法脱硫剂、变温吸附剂、脱硫催化剂、变压吸附剂等。4.2.3主要设备
喷淋水洗装置、湿法脱硫装置、变温吸附装置、变压吸附装置、尾气收集系统等。4.2.4工艺流程
黄磷尾气先经水洗、降温后,再经湿法脱硫将硫化氢降至30mg/m3以下,脱除的硫化物经氧化反应生成单质硫回收。
脱硫后的黄磷尾气进入变温吸附塔,塔内吸附剂在常温下直接吸附黄磷尾气中的大量硫、磷、砷及其化合物等杂质组分。
采用过热蒸汽或热情性气体作为再生气,加热吸附剂脱附杂质,使吸附剂获得再生。杂质随再生气流出吸附塔进人尾气收集系统进行处理,达标后放空。脱附后的吸附剂经来自变压吸附工序的解吸气冷吹降温后进人下一轮循环,流出变温吸附塔的冷吹气直接去燃料管网。
变温吸附净化后的气体经加压后进入变压吸附工序,进一步脱除气体中的二氧化碳和微量硫,得到高纯一氧化碳净化气,作为生产碳一化工产品的原料气。含杂质的解吸气经真空泵抽出,返回至变温吸附工序作冷吹气,4.2.5工艺流程图
变温变压吸附法黄磷尾气净化处理工艺流程见图3。4
蒸汽或热情性气体(再生气)
黄磷尾气
4.2.6工艺控制指标
法脱硫
回收硫磺
变温吸附
解吸气(冷吹气)
变压吸附
尾气收集处理
净化气
HG/T5209-—2017
燃料管网
变温变压吸附法黄磷尾气净化处理工艺流程图变温变压吸附法工艺控制指标应符合表5的规定。表5
喷淋水压力/MPa
变温吸附工作压力/MPa
变温吸附解吸温度/℃C
变温吸附后净化气温度/℃
变压吸附工作压力/MPa
变压吸附后净化气温度/℃
全系统压降/MPa
变温吸附分离指标
变温变压吸附法工艺控制指标
0.035~0.045
100~400
变温吸附分离指标应符合表6的规定表6
总硫(S)/(mg/m)
总磷(P)/(mg/m2)
变压吸附分离指标
变压吸附分离指标应符合表7的规定。表7
二氧化碳(CO2)V/%
总硫(以S计)/(mg/m)
总磷(以P计)/(mg/m)
砷(As)/(mg/m2)
氧化碳(CO)V/%
变温吸附分离指标
变压吸附分离指标
HG/T5209—2017
4.3催化氧化法(方法一)
4.3.1方法提要
黄磷尾气首先通过水洗、碱洗降温、除尘,除去氟化物、部分单质磷和硫化氢等酸性气体。然后再通过湿法脱硫,回收硫磺产品,经脱硫的尾气进行催化氧化脱磷。脱磷后的尾气经催化水解,将有机硫水解为硫化氢,再进人精脱硫工序深度净化。最后利用变压吸附提纯得到高纯一氧化碳净化气,达到碳一化工产品原料气要求。4.3.2原辅料
碱洗液(石灰乳)、脱磷催化剂、湿法脱硫剂、干法精脱硫剂、水解催化剂、变压吸附剂等。4.3.3主要设备
水洗装置、碱洗装置、湿法脱硫装置、催化氧化脱磷装置、催化水解装置、干法精脱硫装置、变压吸附装置等。
4.3.4工艺流程
黄磷尾气经水洗,脱除尾气中的粉尘和磷泥等。水洗的喷淋水逆向依次从末级水洗装置流向前一级水洗装置,然后回到多级沉降池沉降。水洗后的黄磷尾气进人碱洗装置,脱除黄磷尾气中的氟化物、部分单质磷和硫化氢等酸性气体,并将气溶胶态磷转化为磷化氢,便于后续进一步脱磷。碱洗后的黄磷尾气经鼓风机增压进入湿法脱硫装置,脱除大部分硫化氢,并在此回收硫磺产品。脱硫后的黄磷尾气进人催化氧化脱磷装置,黄磷尾气中的磷化氢被氧化为磷氧化物,硫化氮生成单质硫。生成的氧化物被催化剂表面吸附,使黄磷尾气得以净化。催化剂可通过热水浸泡、蒸汽直接加热、空气氧化、干燥再生后循环使用、经催化氧化脱硫后的气体可以作为洁净燃料气。脱磷后的黄磷尾气再利用催化水解把有机硫转换为硫化氢,最后通过干法精脱硫装置脱除硫化氢。
净化后的黄磷尾气通过变压吸附得到高纯一氧化碳净化气,作为生产碳一化工产品的原料气。4.3.5工艺流程图
催化氧化法(方法一)黄磷尾气净化处理工艺流程见图4。水
一级水洗
黄磷尾气一
多级沉降
二级水洗
三级水洗
末级水洗
碱洗增压湿法脱硫
洁净燃料气
一氧化碳净化气变压吸附压缩千法精脱硫上催化水解催化氧化下
图4催化氧化法(方法一)黄磷尾气净化处理工艺流程图6
工艺控制指标
催化氧化法(方法一)工艺控制指标应符合表8的规定。表8催化氧化法(方法一)工艺控制指标控制要求
水洗工艺
鼓风机工艺
湿法脱硫工艺
催化氧化脱磷工艺
干法精脱硫工艺
各工序处理效果
水洗装置喷淋水温度/℃
鼓风机出口压力(表压)/kPa
鼓风机出口温度/℃
脱硫工艺全程温度/
催化剂床层温度/℃bZxz.net
水解脱硫工艺温度/?
干法精脱硫工艺温度/℃
HG/T5209—2017
80~110
150~250
水洗、碱洗处理后,黄磷尾气中粉尘含量不大于5mg/m2,磷泥脱除率大于90%,氟化氢含量不大于1mg/m。
4.3.7.2湿法脱硫后黄磷尾气中硫含量不大于50mg/m24.3.7.3催化氧化脱磷处理后黄磷尾气中单质磷、磷化氢、硫化氢含量不大于20mg/m,符合洁净燃料气使用要求。
4.3.7.4催化水解和干法精脱硫后,黄磷尾气中氧硫化碳(COS)含量不大于0.1mg/m2,硫化氢含量不大于0.1mg/m,磷化氢含量不大于0.1mg/m4.3.7.5催化氧化脱磷和精脱硫后的黄磷尾气再通过变压吸附提纯一氧化碳工艺后,得到浓度大于99.5%的一氧化碳净化气,达到生产碳一化工产品的要求。4.4催化氧化法(方法二)
4.4.1方法提要
黄磷尾气首先利用水洗脱除其中的粉尘、磷泥,再利用催化氧化工艺将其中的磷转化为磷氧化物脱除。催化氧化脱磷装置可连续稳定运行,催化剂不需要再生。脱磷后的黄磷尾气利用湿法脱硫、水解和于法脱硫将其中的硫脱除。脱磷脱硫后的黄磷尾气通过变压吸附提纯,得到高纯一氧化碳净化气,达到碳一化工产品原料气要求。4.4.2原辅料
脱磷催化剂,湿法脱硫剂,水解催化剂、干法脱硫剂、变压吸附剂等。4.4.3主要设备
喷淋水洗装置、催化氧化脱磷装置、湿法脱硫装置、催化水解装置、干法精脱硫装置、变压吸附装置等。
HG/T5209—2017
4.4.4工艺流程
黄磷尾气经多级水洗,脱除其中的粉尘和磷泥等。多级水洗的喷淋水逆向依次从末级水洗装置流向前一级水洗装置,然后回到多级沉降池沉降。水洗后的黄磷尾气增压后进人催化氧化脱磷装置。在催化氧化脱磷反应器内,黄磷尾气中的单质磷和磷化氢被氧化为磷氧化物。生成的磷氧化物随着黄磷尾气一起流出脱磷反应器,再经喷淋降温将反应生成的磷氧化物脱除
脱磷后的黄磷尾气进人湿法脱硫装置,脱除大部分硫化氢,再利用催化水解装置把有机硫转换为无机硫,最后通过于法精脱硫装置将生成的硫化氢脱除。经过脱磷、脱硫后的黄磷尾气可作为洁净燃料气。净化后的黄磷尾气通过变压吸附得到高纯一氧化碳净化气,作为生产碳一化工产品的原料气。4.4.5工艺流程图
催化氧化法(方法二)黄磷尾气净化处理工艺流程见图5。水
黄碳尾气
一氧化碳净化气一
一级水洗
去多级沉降池
变压吸附上
三级水洗
洁净燃料气
干法精脱硫
三级水洗
催化水解
末级水洗
湿法脱硫
图5催化氧化法(方法二)黄磷尾气净化处理工艺流程图5工艺控制指标
催化氧化法(方法二)工艺控制指标应符合表9的规定。9催化氧化法(方法二)工艺控制指标表9
控制要求
水洗工艺
压缩工艺
催化氧化脱磷工艺
湿法脱硫工艺
干法精脱硫工艺
水洗装置喷淋水温度/℃
喷水压力(表压)/MPa
工艺介质压缩出口压力(表压)/MPa压缩机级间和出口介质温度/℃
催化剂处理空速/h-1
催化剂床层温度/℃
脱硫工艺全程温度/℃
水解脱硫工艺温度/℃
催化剂使用空速/h~1
千法精脱硫工艺温度/℃
催化氧化脱磷
300~1000
300~450
70~-150
1000~5000
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