Применение сульфатов меди и железа для очистки печного газа фосфорного производства

• Автор: Альжанов, Салхан
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 205 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ СТАДИЙ ОЧИСТКИ

ГАЗОВ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛТОГО ФОСФОРА .

1.1. Формирование газопылевых выбросов при получении фосфора в руднотермической печи

1.2. Методы очистки газов фосфорного производства

1.2.1. Очистка газов от фосфина

1.2.2. Очистка газов от фосфора.

1.2.3. Очистка от окислов фосфора

1.2.4. Очистка от фтористых соединений .

1.2.5. Очистка от сероводорода .

1.2.6. Очистка печного газа.
1.3. Возможные применения фосфида меди.
1.4. Аппаратурное оформление процесса очистки печного газа .
1.5. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ ОЧИСТКИ ПЕЧНОГО ГАЗА
РАСТВОРА СУЛЬФАТОВ МЕДИ П И ЖЕЛЕЗА Ш
2.1. Основные теории хемосорбции
2.2. Методы расчета абсорбционной аппаратуры
2.3. Методика определения показателей абсорбции компонентов при исследовании очистки печного
газа в аппарате КН .
2.4. Анализ химизма взаимодействия фосфина и сероводорода с растворами сульфатов меди и
железа.
2.4.1. Прогноз степени очистки от сероводорода
стр.
2.4.1. Абсорбция фосфина.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ФОСФИНА, СЕРОВОДОРОДА, ФОСФОРА И ОКСВДА ФОСФОРА У С РАСТВОРАМИ СУЛЬФАТА МВДИ П И ЖЕЛЕЗА Ш.
3.1. Характеристика исследуемых систем.
3.2. Лабораторная установка для поглощения
фосфина и сероводорода.
3.3. Лабораторная установка для поглощения
фосфора и оксида фосфора У.
3.4. Методы анализа газов, жидкостей и твердых веществ
3.5. Метод расчета показателей абсорбции.
3.6. Экспериментальные зависимости.
3.6.1. Влияние времени работы поглотительного раствора на степень абсорбции фосфина, сероводорода, фосфора и оксида фосфора У.
3.6.2. Влияние концентрации иона меди П на степень абсорбции фосфина, сероводорода, фосфора и оксида фосфора У .
3.6.3. Влияние концентрации иона железа Ш на степень абсорбции фосфина, сероводорода, фосфора и оксида фосфора У.
3.6.4. Зависимость степени абсорбции примесей
от времени контактирования
3.6.5. Влияние температуры на состав осадка и степень абсорбции фосфина и сероводорода
3.7. Итоги экспериментального исследования
стр.
процесса абсорбции примесей печного газа . ИЗ
ГЛАВА 4. ЗАВОДСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ГАЗОВ
ФОСФОРНЫХ ПЕЧЕЙ
4.1. Описание опытнопромышленной установки
4.2. Результаты испытаний
ГЛАВА 5. ОБОСНОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ СХЕМЫ ОЧИСТКИ ПЕЧНОГО
ГАЗА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Обоснование технологической схемы очистки печного газа
5.2. Расчет расхода реагентов и выход продуктов реакции.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


С+ЗН *2РН$+ЪС0 (1. Объясняя возможность этой реакции появлением атомарного водорода. Однако, контакт паров фосфора с продуктами пиролиза углеводородов, в которых также возможно присутствие атомарного водорода, не привели к образованию фосфина. Очевидно фосфин является следствием реакции, которая возможна выше 0°С (п] . При нормальной работе электропечи концентрация фосфина в отходящих газах не так уж велика, но при отклонениях от регламента и особенно при работе на влажном сырье содержание фосфина достигает I%у что приводит к снижению общего выхода фосфора на 3-5$ [б]. Что касается соединений фтора в печном газе, то они присутствуют в виде НР и 5‘сРч * а ПРИ возникновении в печи электрических микродуг возможно появлениеСРЧ и СРР*, [] . Содержащиеся в сырье соединения серы образуют сероводород. Рч + /ОН2О РцОю + Н2. При увеличении доли дугового режима растет запыленность печного газа за счет восстановления 5^2 до §с0 и развития других побочных реакций. Р - І-б; С - І—; ЯідО - 1-6. В пыли могут присутствовать также примеси соединений свинца, цинка, олова, мышьяка, бария, марганца. В пыли обнаружены соединения фосфора в виде орто-, пиро-, Триполи-, триметофосфатов. Кроме того, в пыли имеются полимерные соединения фосфора с водородом и кислородом, образующихся в верхних зонах печи [ } . Существующая схема очистки печного газа включает в себя электрофильтр для улавливания пыли и систему конденсации фосфора водой. Степень очистки газа от пыли в электрофильтрах достигает ,3$ [іб] . В таблице 1. Таблица 1. Состав отходящих газов (в об. Компонент! До ! После ! Остаток ! До ! После ! РН5 0, 1, 3 1,7 отс. Как видно из этой таблицы, в процесс конденсации фосфора водой состав газа изменяется и зависит от режима предворительной подготовки сырья. Когда сырье только сушится, в печном газе до конденсации значительная концентрация фосфина, а после конденсации - фосфин практически отсутствует. Это объясняется тем, что за счет поглощения окислов фосфора, образующихся в верхней зоне печи и электрофильтрах при взаимодействии с Н2О и СОя * вода становится кислой (pH = 1,7-2,8), а в кислой среде в присутствии фосфат иона идет разложение фосфина [в] , При работе же печи на обо-женном фосфорите - воды с сырьем поступает значительно меньше,фосфина до конденсации тоже меньше, но конденсация осуществляется в щелочной среде (pH =8,5) и содержание фосфина после конденсации возрастает [] , Поведение также различно. Наряду с печными газами, сжигаемыми в настоящее время " на факелах" в фосфорном производстве вредные выбросы имеют место при подготовке сырья, при сливе феррофосфора. Значительны также источники загрязнения окружающей среды при производстве фосфорной кислоты, фосфорных удобрений и солей [ 3,7,-] . Методы очистки газов фосфорного производства. Выбор метода очистки отходящих газов фосфорного производства представляет собой трудную задачу, т. В литературе ("7,,] практически отсутствуют методы комплексной очистки отходящих газов фосфорных печей и лишь описываются способы очистки газов от отдельных интересующих нас компонентов. I. Очистка газов от фосфина. До последнего времени [ ,- ] очистка отходящих газов фосфорного производства от фосфина не уделялось должного внимания, но имеются работы по очистке ацителена от фосфина. Для этой цели используются твердые и жидкие поглотители [ , ] . Основным активным компонентом твердых поглотительных масс является РеССъ : с добавками Н^С^2 и Мп % солей меди, Ьо ,-/2^ и др. К недостаткам химических адсорбционных методов улавливания фосфина следует отнести: низкую скорость процессов, сложность регенераторов поглотителя, сильную коррозию очистной аппаратуры. ЩСВ 0,-0,5 масс. ИСЕ (3 масс. W/IOs f HgCzgO? СаСЕг - 1. КГ1. Ш- 0,. Для очистки ацетилена от фосфина, предложен также / 3lJ окислительный раствор следующего состава в (масс. Особый интерес для разработки метода очистки печного газа представляют растворы для совместной очистки газов от фосфина и сероводорода (масс. HzSOi, - -, Со В? Цйр С7. Л/йСЕ - -, Hp 0 - остальное [J .