一種溼法淨化煉鐵高爐尾氣中砷化氫的方法
2023-08-04 00:08:21
專利名稱：一種溼法淨化煉鐵高爐尾氣中砷化氫的方法
技術領域：
本發明涉及一種溼法淨化煉鐵高爐尾氣中砷化氫氣體的方法，屬於廢氣治理化工技術領域。
背景技術：
砷化氫為無色氣體，且屬劇毒類氣體，為某些工業在生產過程中所產生的廢氣。在工業生產中，如採礦和有色金屬冶煉，多種金屬(如鋅、錫、銻、鉛、銅等)礦石中常含有砷化物。這些礦石在冶煉、加工、儲存過程中遇酸(硫酸、鹽酸)、均可產生硫化氫、砷化氫及磷化氫。另外製造電石、生產和使用乙炔、生產合成染料、氰化法提鍊金銀等均可產生砷化氫，所以砷化氫可見於多種行業，而以冶金工業最多見。隨著冶煉行業的極速發展，近些年來發生的車間有害氣體中毒事件也越來越多，為保護人體健康、消除空氣汙染，我國也制定出了相應的政策標準，如中國(TJ36-79)車間空氣衛生標準中砷化氫的最高容許濃度為OJmg/
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m ο公開號為CN101402020A中公開了一種淨化工業廢氣中砷化氫的方法。該方法通過製備一種改性分子篩催化劑，改性液主要成分為酞菁鈷、i^e2+、Mn2+及M2+，在固定床反應器中加入改性分子篩催化劑，加熱固定床至50 90°C，將工業廢氣通入固定床反應器進行吸附淨化，反應器出口砷化氫氣體的濃度可達0. 3mg/m3以下，失活後的改性分析篩催化劑可進行再生。該方法所制改性分子篩催化劑低溫活性高、應用範圍廣，對砷化氫具有良好的選擇性和去除效果。公開號為CN1076173中公開了一種淨化氫氣流中PH3和AsH3的浸漬活性炭。該方法中浸漬活性炭以煤質顆粒活性炭為載體，浸漬組分包括Cu、Hg、Cr、Ag。浸漬活性炭的製備方法為篩取一定粒度的煤質顆粒活性炭，用CuSO4和Cr2O3的NH4OH溶液和AgNO3的乙醇溶液充分混合，於40 60°C溫度下加入HgCl2,按活性炭水容量的70 80%液相浸漬，浸漬液PH為8 13，浸漬後放置大於3小時，於100 150°C的空氣流中處理2 3小時，上述過程反覆進行兩次，既得浸漬活性炭。該方法對PH3和AsH3的處理效果可達國際標準。公開號為CN101219388中公開了一種用於磷化氫氣體中砷化氫脫除的脫砷劑 !^eCuP合金及其應用。該方法中脫砷劑是用氧化還原法製備的i^eCuP合金。該合金Cu含量質量百分比為20%-35%，P含量質量百分比為0. 9%-6. 0%，其餘為鐵。脫砷步驟向密閉氣路中通入氮氣排除空氣，加熱脫砷反應器，將含砷化氫的磷化氫氣體通入裝有脫砷劑的反應器中進行脫砷，脫砷後的氣體導入裝有銀鹽吸收液的離心管仲，45min後取下離心管，加三氯甲烷補足4mL，用Icm比色管，於520nm波長處測定吸光度A。同時進行空白試驗和對照試驗，計算脫砷率。該方法當脫砷管溫度為1001時脫砷率為80.53%，溫度為150°C時脫砷率為98. 6%，當溫度達到175°C及以上時，脫砷率可達100%。上述幾種方法存在問題(1)研究重點均放在催化劑開發製備上，製備過程複雜， 催化劑再生成本較高；(2)脫砷劑再生性能較低，容易造成二次汙染。
發明內容
本發明針對以上問題，提供了一種溼法淨化煉鐵高爐尾氣中砷化氫氣體的方法，利用強氧化劑次氯酸鈉在鹼性介質中的強氧化作用，將煉鐵高爐尾氣通過以強鹼為介質的強氧化劑次氯酸鈉溶液，用於淨化高爐尾氣中的砷化氫。淨化後氣體中砷化氫含量最低可降至0. 08mg/m3，淨化效率達99%以上。本發明提出一種淨化冶煉行業高爐尾氣中砷化氫氣體的方法，利用強氧化劑次氯酸鈉在鹼性介質中的強氧化作用，將煉鐵高爐尾氣通過以強鹼為介質的強氧化劑次氯酸鈉溶液，將高爐尾氣中的砷化氫降至車間空氣標準0. 3mg/m3以下。本發明按以下步驟完成
1).次氯酸鈉溶液的製備製備原理是氯氣與水作用，生成次氯酸，同時生
成鹽酸，與稀鹼液作用生成次氯酸鹽。將存儲於鋼瓶內的Ci2經氣量表通入蒸餾水中製成Ηαο，通入的Cl2量與蒸餾水質量比例為1. 6-2:951. 5-962，此溶液有效氯含量為0. 08%-0. 1% ；在密閉條件下將市售固態NaOH (純度為96%以上)加水配製成溶液，此溶液中NaOH含量應為5% 15% ；將配製好的HttO溶液與NaOH溶液按照1 1的比例混合均勻得Natno溶液，放入反應塔備用，該溶液中有效氯含量為0. 08%-0. 1%，ρΗ為7-9 ；
2).淨化過程將砷化氫含量為500 1600mg/m3的煉鐵高爐尾氣依次經過水洗、鹼洗，水洗的作用是降溫、除塵，同時可除去部分P4和H2S,鹼洗是用5% 10%的NaOH溶液通過化學反應除去尾氣中大量的C02、H2S、S02、HF等酸性氣體；氣體經鹼洗後依次通過兩級同等條件的次氯酸鈉溶液反應塔——一級次氯酸鈉溶液反應塔和二級次氯酸鈉溶液反應塔，脫除砷化氫，最後尾氣再次通過NaOH鹼洗深度脫除尾氣中的(X)2後排放，從工藝末端氣體排放口取樣分析，經測定取樣口砷化氫濃度均為O.^iig/m3以下，最低可達0.08 mg/m3。被砷化氫氧化為砷酸的次氯酸鈉溶液，添加氫氧化鈉洗滌，添加比例為氫氧化鈉砷酸=3 :1。本發明優點是1)工藝方法不受場地限制，既可以在大型工廠應用，也可以在實驗室進行中試研究；2)本發明工藝方法能夠應用於含有C0』2S、S02、PH3等複雜工業氣體的淨化，對其他氣體也具有較好的去除效果；3)淨化設備及淨化過程簡單，成本較低。
圖1是溼法淨化高爐尾氣中砷化氫氣體的工藝路線圖。
具體實施例方式實施例1
在常溫常壓、密閉條件下，取4. 8kg市售純度為96%的顆粒態NaOH，加蒸餾水87. 36kg，混合均勻，配製質量百分比為5%的NaOH鹼洗溶液；將存儲於鋼瓶內的0. 63m3的Cl2 (折合為質量2kg氯氣)經氣量表通入951. 5kg的蒸餾水中製成ΗαΟ，該步驟通入的Cl2量與蒸餾水質量比例為2:951. 5，且製得的溶液中Hao含量為1. 5kg ；取46kg的5%的NaOH溶液與已配製好的Hao溶液混合均勻得NaClO溶液，放入反應塔備用，該溶液中Hao =NaOH=I :1,有效氯含量為0. 1%，溶液PH為7。將砷化氫含量為800mg/m3的煉鐵高爐尾氣依次通過水洗、鹼洗、一級次氯酸鈉反應塔和二級次氯酸鈉反應塔，最後再通過40kg的5%的NaOH溶液去除CO2,反應空速為1500/h，用帶TCD和PFD檢測器的氣象色譜儀測定二級次氯酸鈉反應塔取樣口氣體成分，測得砷化氫濃度為0. 16mg/m3，淨化效率達99%以上。已被砷化氫還原為砷酸的次氯酸鈉溶液，添加氫氧化鈉洗滌使其轉化為砷酸鈉回收，添加比例為氫氧化鈉砷酸=3 :1。實施例2
在常溫常壓、密閉條件下，取7. 08kg市售純度為96%的顆粒態NaOH，加蒸餾水 60. 89kg，混合均勻，配製成質量百分比為10%的NaOH鹼洗溶液；將存儲於鋼瓶內的0. 5m3 (折算為質量1. 6kg的氯氣)的Cl2經氣量表通入96 的蒸餾水中製成ΗαΟ，通入的Cl2 量與蒸餾水質量比例為1.6:962，製得的溶液中Hao含量為Ukg;取34kg配製好的10% 的NaOH溶液與已配製好的Hao溶液混合均勻得Natno溶液，放入反應塔備用，此溶液中 HClO :NaOH=l: 1，有效氯含量為0. 08%，溶液PH為9。將砷化氫含量為1200mg/m3的煉鐵高爐尾氣依次通過水洗、鹼洗、一級次氯酸鈉反應塔和二級次氯酸鈉反應塔，最後再通過30kg 的10%的NaOH溶液去除CO2,反應空速為800/h，用帶TCD和PFD檢測器的氣象色譜儀測定反應塔2出口氣體成分，經淨化後砷化氫濃度為0. 08mg/m3，淨化效率達99%以上。已被砷化氫還原為砷酸的次氯酸鈉溶液，添加氫氧化鈉洗滌使其轉化為砷酸鈉回收，添加比例為氫氧化鈉砷酸=3 :1。
權利要求
1.一種溼法淨化煉鐵高爐尾氣中砷化氫氣體的方法，其特徵在於按如下步驟進行；次氯酸鈉溶液的製備將存儲於鋼瓶內的Ci2經氣量表通入蒸餾水中製成Ηαο，通入的Ci2量與蒸餾水質量比例為 1. 6-2:951. 5-962 ；在密閉條件下將固態NaOH加水配製成溶液，此溶液中NaOH含量應為5% 15% ；將配製好的Hao溶液與NaOH溶液按照1 1的比例混合均勻得NaCHO溶液，放入反應塔備用，該溶液中有效氯含量為0. 08%-0. 1%，pH為7-9 ；淨化過程將含AsH3的煉鐵高爐尾氣經水洗和鹼洗，去除混合氣體中的酸性氣體後，依次通過兩級同等條件的次氯酸鈉溶液反應塔脫除砷化氫，已脫除砷化氫的氣體可進一步鹼洗脫除尾氣中的CO2後排出；已被砷化氫還原為砷酸的次氯酸鈉溶液，添加質量百分比為5% 15%的氫氧化鈉洗滌使其轉化為砷酸鈉回收，添加比例為氫氧化鈉砷酸=3 :1。
2.根據權利要求1所述的淨化方法，其特徵在於尾氣中砷化氫含量為500 1600mg/m3。
3.根據權利要求1所述的淨化方法，其特徵在於鹼洗所用的是質量分數為5% 15%的氫氧化鈉溶液。
全文摘要
本發明公開了一種溼法淨化煉鐵高爐尾氣中砷化氫氣體的方法，方法將煉鐵高爐尾氣經水洗和鹼洗作用除塵並去除酸性氣體後，通入含次氯酸鈉的反應塔，利用次氯酸鈉的強氧化作用，去除尾氣中的砷化氫以達到淨化尾氣的目的；此方法工藝簡單，處理成本低，且不受場地限制，能處理成分複雜的含砷化氫的尾氣，適合工業化應用。
文檔編號B01D53/78GK102389697SQ20111028062
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月21日 優先權日2011年9月21日
發明者寧平, 瞿廣飛, 賈麗娟 申請人:昆明理工大學