北大先鋒新技術(shù)助黃磷尾氣連續(xù)脫磷凈化

　　黃磷企業(yè)看好合成氣制乙二醇工藝路線，實踐證明，電石尾氣制乙二醇工藝路線的成功模式對黃磷企業(yè)而言具有豐富的借鑒意義，但黃磷尾氣凈化問題讓兩者無法聯(lián)姻。

　　黃磷尾氣利用需要脫除氟、砷、磷、硫等雜質(zhì)。其中氟、砷、硫的脫除有較為成熟的工藝，所以黃磷尾氣凈化的技術(shù)難點是脫磷。目前企業(yè)凈化黃磷尾氣普遍使用的是水洗加堿洗法、變溫吸附法和不連續(xù)催化氧化法3種方式。但這3種方式在工業(yè)化運行中均出現(xiàn)不同的問題：水洗加堿洗法在堿洗過程中單質(zhì)磷會和堿反應(yīng)生成磷化氫，因此達不到將磷有效脫除的目的，同時還會排放大量的廢堿液;變溫吸附法工藝較為復(fù)雜，解吸下來的磷等雜質(zhì)處理不當(dāng)可能會造成二次污染;不連續(xù)催化氧化法脫磷為間歇操作，需多塔切換操作，吸附飽和的催化劑需再生。

　　鑒于當(dāng)前的方法都無法行之有效地運行，北京北大先鋒科技有限公司著手致力于攻克黃磷尾氣脫磷這個難題。這項研究若取得工業(yè)化成功，很可能會將黃磷尾氣高附加值利用推向一個新的階段。

　　北大先鋒研發(fā)的連續(xù)催化氧化脫磷工藝，其原理是將過濾增壓后的黃磷尾氣進行催化反應(yīng)，生成的磷氧化物從催化劑表面脫附后以氣態(tài)形式轉(zhuǎn)移出床層，催化劑無需再生，從而使得黃磷尾氣凈化反應(yīng)可以連續(xù)的進行。該工藝操作單元少、工藝簡潔，減少了設(shè)備和操作的復(fù)雜性，因此大幅降低了投資和能耗，有利于黃磷企業(yè)節(jié)省設(shè)備的長期運行成本。

　　該工藝之所以能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)性催化氧化，其關(guān)鍵在于催化劑。與傳統(tǒng)脫磷方法比較，北大先鋒研發(fā)的催化劑擁有3個較為突出的創(chuàng)新優(yōu)勢。

　　第一，普通的脫磷催化劑需要反復(fù)再生，并且經(jīng)過一段時間后催化劑會失效，必須重新裝填新的催化劑，裝置才能繼續(xù)運行。而北大先鋒研發(fā)的新型催化劑在連續(xù)的脫磷反應(yīng)過程中無需再生，有效解決了目前已有的不連續(xù)脫磷技術(shù)存在的諸多問題。

　　第二，不同于以往任何黃磷尾氣的凈化工藝，北大先鋒研發(fā)的新型催化劑具有良好的耐硫性能，黃磷尾氣中的總硫含量在脫除磷雜質(zhì)前后沒有明顯變化，并且不影響催化劑的連續(xù)脫磷性能。這表示北大先鋒的連續(xù)脫磷工藝在黃磷尾氣的凈化上可以先脫除總磷。下一步，黃磷企業(yè)可根據(jù)黃磷尾氣的利用方式靈活選擇脫硫的方式和脫硫的深度。例如，利用黃磷尾氣進行發(fā)電時，需要燃煤做輔助燃料。黃磷尾氣中的總硫與煤中的硫燃燒后均生成二氧化硫，對鍋爐而言，沒有必要進行硫化氫的脫除，因此，尾氣中的硫可以和煤中的硫同步去除，巧妙簡化了一道工序。

　　第三，新型催化劑性能穩(wěn)定，可保證設(shè)備長時間運行，保守預(yù)估可連續(xù)使用3到5年，極大地保障了黃磷企業(yè)可長期穩(wěn)定地向下游工序供給凈化尾氣。

　　2014年10月，該工藝在云南某磷電公司完成了中試試驗。裝置連續(xù)運行時間1年半，凈化尾氣總量120萬立方米。凈化后的尾氣總磷含量由凈化前的1200-1500mg/m3下降到1mg/m3(約為0.7ppm)以下，即實現(xiàn)了“將總磷控制在1ppm以下”的目標(biāo)，可以滿足發(fā)電和化工合成的原料氣要求，整個工藝流程中沒有其他形式的“三廢”排出。

　　根據(jù)中試裝置運行數(shù)據(jù)測算，若以黃磷尾氣氣量為每小時20000立方米的規(guī)模為標(biāo)準(zhǔn)，連續(xù)催化氧化脫磷工藝前期投資約為2000萬元，處理每立方米尾氣運行成本約為0.08元(含折舊)，裝置投資和運行成本均低于不連續(xù)氧化吸附脫磷和變溫吸附脫磷費用。

　　目前，已有黃磷企業(yè)對該項凈化工藝投入極大的關(guān)注，北大先鋒預(yù)計將在近期開工建設(shè)第一套工業(yè)化裝置。（作者：蔣 化）