干法氟化鋁生產(chǎn)中用雙層流化床尾氣干燥氫氧化鋁的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及氟化鋁生產(chǎn)中的尾氣回收利用，尤其是一種干法氟化鋁生產(chǎn)中用雙層流化床尾氣干燥(濕態(tài))氫氧化鋁的方法及裝置。包括如下步驟：(1)首先將濕態(tài)氫氧化鋁通過進(jìn)料機(jī)構(gòu)送入氫氧化鋁干燥器內(nèi)，將流化床尾氣從該氫氧化鋁干燥器底部引入；(2)然后將干燥后的氣固混合物依次送入一級(jí)重力收塵裝置進(jìn)行重力收塵處理、二級(jí)旋風(fēng)收塵裝置進(jìn)行旋風(fēng)收塵處理、三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置進(jìn)行旋風(fēng)收塵處理；(3)將經(jīng)過三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置處理后的氣體送入大氣冷凝塔經(jīng)過含有1％～2％的HF液體噴淋吸收后再通過中央吸收凈化器處理后即可排入大氣。經(jīng)過試用證明，采用本發(fā)明的方法和裝置可以利用流化床尾氣干燥氫氧化鋁，回收HF及熱能。
【專利說明】干法氟化鋁生產(chǎn)中用雙層流化床尾氣干燥氫氧化鋁的方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氟化鋁生產(chǎn)中的尾氣回收利用，尤其是一種干法氟化鋁生產(chǎn)中用雙層流化床尾氣干燥(濕態(tài))氫氧化鋁的方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有干法氟化鋁生產(chǎn)技術(shù)為負(fù)壓雙層流化床工藝，HF反應(yīng)爐制取出粗HF氣體，經(jīng)預(yù)凈化系統(tǒng)洗滌凈化，進(jìn)入流化床與氫氧化鋁反應(yīng)制得氟化鋁產(chǎn)品。在氟化鋁合成過程中采用雙層流化床，使氟化氫(HF)氣體與干態(tài)氫氧化鋁(Al(OH)3)反應(yīng)生成產(chǎn)品氟化鋁(AlF3)。
[0003]但在反應(yīng)中產(chǎn)生的流化床尾氣含有4%~6%的未反應(yīng)的HF氣體、以及氟化鋁、氫氧化鋁等物料的粗、細(xì)顆粒。同時(shí)帶走部分反應(yīng)熱，溫度為350~420°C，體積流量≥2880Kg/h,壓力-18~_22KPa，其所攜帶的可用熱量為1389MJ/h左右，需要經(jīng)大氣冷凝塔采用水噴淋方法進(jìn)行吸收處理并降溫至70°C以下。
[0004]目前在干法氟化鋁生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的流化床尾氣經(jīng)尾氣凈化系統(tǒng)旋風(fēng)收塵過濾掉大部分粗、細(xì)顆粒，并采用水噴淋方法進(jìn)行吸收冷卻后，再經(jīng)中央吸收系統(tǒng)洗滌、凈化、吸收排空。在尾氣處理過程中造成熱能損失，洗滌尾氣所得吸收液自流入大氣冷凝池內(nèi)進(jìn)行循環(huán)利用，會(huì)有夾帶的一部分較輕較細(xì)的氟化鋁、氫氧化鋁旋風(fēng)料，被洗滌至大氣冷凝池，由于重力作用，沉積下來，需要定期清理大氣冷凝池。大氣冷凝液中的F、Al、Na等元素含量較高，氟離子濃度達(dá)20g/l，一部分循環(huán)使用，另一部分進(jìn)行廢水處理，經(jīng)循環(huán)利用后氟含量較高，污水處理負(fù)荷大、成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種干法氟化鋁生產(chǎn)中用雙層流化床尾氣干燥氫氧化鋁的方法，既能夠處理尾氣中的HF，從源頭上降低大氣冷凝液中氟離子含量，又可利用余熱烘干氫氧化鋁，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
[0006]本發(fā)明的目的之二是提供一種能夠?qū)嵤┥鲜龇椒ǖ难b置。
[0007]—種干法氟化鋁生產(chǎn)中用雙層流化床尾氣干燥氫氧化鋁的方法，其特別之處在于，包括如下步驟:
[0008](I)首先將濕態(tài)氫氧化鋁通過進(jìn)料機(jī)構(gòu)送入氫氧化鋁干燥器內(nèi)，將流化床尾氣從該氫氧化鋁干燥器底部引入，使流化床尾氣與濕態(tài)氫氧化鋁逆向接觸進(jìn)行干燥；
[0009](2)然后將干燥后的氣固混合物依次送入一級(jí)重力收塵裝置進(jìn)行重力收塵處理、二級(jí)旋風(fēng)收塵裝置進(jìn)行旋風(fēng)收塵處理、三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置進(jìn)行旋風(fēng)收塵處理，上述一級(jí)重力收塵裝置收集得到的顆粒物送入I號(hào)收塵料倉作為氫氧化鋁原料用于干法氟化鋁生產(chǎn)，上述二級(jí)旋風(fēng)收塵裝置收集得到的顆粒物送入2號(hào)收塵料倉作為氫氧化鋁原料用于干法氟化鋁生產(chǎn)，上述三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置收集得到的顆粒物送入3號(hào)收塵料倉作為氫氧化鋁原料用于干法氟化鋁生產(chǎn)；
[0010](3)將經(jīng)過三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置處理后的氣體送入大氣冷凝塔經(jīng)過含有1%~2%的HF液體噴淋吸收后再通過中央吸收凈化器處理后即可排入大氣。
[0011]一種干法氟化鋁生產(chǎn)中用雙層流化床尾氣干燥氫氧化鋁的裝置，其特別之處在于:包括氫氧化鋁干燥器，該氫氧化鋁干燥器的上部連接有進(jìn)料機(jī)構(gòu)從而能使?jié)駪B(tài)氫氧化鋁通過該進(jìn)料機(jī)構(gòu)被送入氫氧化鋁干燥器內(nèi)，該氫氧化鋁干燥器的底部與流化床尾氣出口連通，而該氫氧化招干燥器的出口依次通過一級(jí)重力收塵裝置、二級(jí)旋風(fēng)收塵裝置和三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置與大氣冷凝塔的進(jìn)口連通，在該大氣冷凝塔內(nèi)設(shè)有噴淋裝置。
[0012]其中一級(jí)重力收塵裝置、二級(jí)旋風(fēng)收塵裝置和三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置依次分別與I號(hào)收塵料倉、2號(hào)收塵料倉和3號(hào)收塵料倉連通。
[0013]經(jīng)過試用證明，采用本發(fā)明的方法和裝置可以利用流化床尾氣干燥氫氧化鋁，回收HF及熱能。通過本發(fā)明方法和裝置，既可處理尾氣中的HF，從源頭上降低大氣冷凝液中氟離子含量，又可利用余熱烘干氫氧化鋁，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，對大氣冷凝液的噴淋壓力及污水處理將產(chǎn)生積極影響。含氟廢水中的氟資源(氟離子)來源于流化床尾氣。使用本發(fā)明的裝置后，可以有效提高干法氟化鋁生產(chǎn)中的能源利用率，降低生產(chǎn)成本，保護(hù)環(huán)境，達(dá)到節(jié)能減排。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1為本發(fā)明【背景技術(shù)】中干法氟化鋁生產(chǎn)的工藝流程圖；
[0015]附圖2為本發(fā)明【背景技術(shù)】中流化床尾氣處理的工藝流程圖；
[0016]附圖3為本發(fā)明方法的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]目前干法氟化鋁生產(chǎn)中流化床尾氣不經(jīng)回收利用，經(jīng)凈化處理后直接排放，其存在以下問題:
[0018]①干法氟化鋁工藝流化床尾氣溫度高，達(dá)到350~420°C左右，經(jīng)兩級(jí)旋風(fēng)收塵后溫度在320°C左右，經(jīng)大氣冷凝塔噴淋洗滌溫度降至工藝要求的70°C以下，造成熱能的極大浪費(fèi)。
[0019]②為了降低尾氣溫度，在大氣冷凝塔內(nèi)尾氣采用水氣同向流動(dòng)進(jìn)行降溫處理，需要使用大量的冷卻水，噴淋水經(jīng)過循環(huán)吸收，所含HF濃度必然會(huì)上升，當(dāng)達(dá)到一定濃度時(shí)，吸收效率會(huì)大大降低，所以需要增大噴淋水量進(jìn)行吸收，噴淋負(fù)荷較大。
[0020]③尾氣經(jīng)旋風(fēng)收塵后，仍有細(xì)的氟化鋁及氫氧化鋁顆粒粉塵隨噴淋液進(jìn)入大氣冷凝池，少量粉塵積淀在尾氣凈化系統(tǒng)的各設(shè)備管道中。需對大氣冷凝池及設(shè)備管道及時(shí)進(jìn)行清理，既影響生產(chǎn)又消耗人力物力。
[0021]④尾氣中的HF經(jīng)水噴淋吸收后形成大氣冷凝液，干法氟化鋁生產(chǎn)中，每生產(chǎn)一噸產(chǎn)品將有42~48Kg的HF進(jìn)入大氣冷凝液中。大氣冷凝液部分循環(huán)使用，部分作為含氟廢水送往污水站處理后達(dá)標(biāo)排放，造成HF資源的浪費(fèi)。且由于廢水中氟含量較高，氟離子濃度約為20000~25000mg/m3,廢水處理成本較高。
[0022]⑤大氣冷凝液HF濃度1.5~2%，具有腐蝕性，如此低濃度的氫氟酸并不能用于任何含氟化合物的生產(chǎn)，相反造成處理這部分氫氟酸的成本增加，加重了企業(yè)的生產(chǎn)負(fù)擔(dān)。
[0023]⑥大氣冷凝池露天設(shè)置，主要目的是利用空氣將吸收塔噴淋液進(jìn)行自然冷卻，若溫度達(dá)不到要求可通過冷卻塔進(jìn)行二次降溫，達(dá)到生產(chǎn)要求。但現(xiàn)場刺激性氣味較大，不僅對周邊環(huán)境造成很大程度的污染，同時(shí)因HF對人的身體健康有很大的影響，會(huì)對現(xiàn)場操作員工身體健康帶來很大的威脅。
[0024]本發(fā)明的技術(shù)方案主要應(yīng)用于氟化鋁生產(chǎn)領(lǐng)域，雙層流化床合成氟化鋁后的尾氣在負(fù)壓狀態(tài)下對濕態(tài)氫氧化鋁進(jìn)行烘干，同時(shí)反應(yīng)回收尾氣中的HF氣體。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):雙層流化床尾氣所含熱量能夠滿足烘干氫氧化鋁的需要，不需要外加熱源，不會(huì)影響原有干法氟化鋁負(fù)壓系統(tǒng)。尾氣中的熱能及HF資源得到利用，降低了尾氣噴淋的生產(chǎn)負(fù)荷及污水處理成本，減少了環(huán)境污染。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明的流化床尾氣余熱干燥氫氧化鋁裝置主要由氫氧化鋁干燥器、進(jìn)料機(jī)構(gòu)、一級(jí)重力收塵、二級(jí)旋風(fēng)收塵、三級(jí)旋風(fēng)收塵及I號(hào)(1#)、2號(hào)(2#)、3號(hào)(3#)三個(gè)收塵料倉組成。
[0026]氫氧化鋁干燥器采用氣流干燥原理實(shí)現(xiàn)濕態(tài)氫氧化鋁的干燥。流化床尾氣為負(fù)壓狀態(tài)，壓力-18~-22KPa，溫度350~420°C，含有4 %~6 %的未反應(yīng)的HF氣體、以及氟化鋁、氫氧化鋁等物料的粗、細(xì)顆粒。完成濕態(tài)氫氧化鋁的干燥后，尾氣溫度降至100~150°C，壓力-20~-23KPa，HF氣體含量2%~4%。尾氣再經(jīng)大氣冷凝塔噴淋吸收后進(jìn)入中央吸收系統(tǒng)處理排空。此時(shí)大氣冷凝塔噴淋負(fù)荷減小，冷凝液氟離子濃度降低，污水處理成本降低，大氣冷凝池對周圍環(huán)境的污染減小，熱能及HF資源得到利用。同時(shí)，減少了烘干氫氧化鋁的成本。
[0027]流化床尾氣由干燥器底部進(jìn)入，濕態(tài)氫氧化鋁通過進(jìn)料機(jī)構(gòu)由干燥器上部進(jìn)入，與濕態(tài)氫氧化鋁逆向接觸，干燥后的氫氧化鋁與尾氣從干燥器上部進(jìn)入一級(jí)重力收塵裝置，經(jīng)1#收塵料倉進(jìn)入流化床合成氟化鋁產(chǎn)品。干燥的氫氧化鋁會(huì)與尾氣中的HF發(fā)生反應(yīng)3HF+A1 (OH)3 = A1F3+3H20。干燥后的尾氣及粉塵經(jīng)二級(jí)旋風(fēng)收塵、三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置后，通過2#、3#收塵料倉進(jìn)入氟化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)。整個(gè)干燥過程在負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行并完成。普通的氣流干燥為常壓狀態(tài)。
[0028]由于尾氣中含有少量的HF氣體，因此對干燥器的材質(zhì)要求必須耐氫氟酸腐蝕。
[0029]實(shí)施例1:
[0030](I)首先將濕態(tài)氫氧化鋁通過進(jìn)料機(jī)構(gòu)送入氫氧化鋁干燥器內(nèi)，將流化床尾氣從該氫氧化鋁干燥器底部引入，使流化床尾氣與濕態(tài)氫氧化鋁逆向接觸進(jìn)行干燥；
[0031](2)然后將干燥后的氣固混合物依次送入一級(jí)重力收塵裝置進(jìn)行重力收塵處理、二級(jí)旋風(fēng)收塵裝置進(jìn)行旋風(fēng)收塵處理、三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置進(jìn)行旋風(fēng)收塵處理，上述一級(jí)重力收塵裝置收集得到的顆粒物送入I號(hào)收塵料倉作為氫氧化鋁原料用于干法氟化鋁生產(chǎn)，上述二級(jí)旋風(fēng)收塵裝置收集得到的顆粒物送入2號(hào)收塵料倉作為氫氧化鋁原料用于干法氟化鋁生產(chǎn)，上述三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置收集得到的顆粒物送入3號(hào)收塵料倉作為氫氧化鋁原料用于干法氟化鋁生產(chǎn)；
[0032](3)將經(jīng)過三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置處理后的氣體送入大氣冷凝塔經(jīng)過含有1%~2%的HF液體噴淋吸收后再通過中央吸收凈化器處理后即可排入大氣。
[0033]上述方法所用的裝置如下:
[0034]包括氫氧化鋁干燥器，該氫氧化鋁干燥器的上部連接有進(jìn)料機(jī)構(gòu)，濕態(tài)氫氧化鋁通過該進(jìn)料機(jī)構(gòu)送入氫氧化鋁干燥器內(nèi)，該氫氧化鋁干燥器的底部與流化床尾氣出口連通，而該氫氧化招干燥器的出口依次通過一級(jí)重力收塵裝置、二級(jí)旋風(fēng)收塵裝置和三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置與大氣冷凝塔的進(jìn)口連通，在該大氣冷凝塔內(nèi)設(shè)有噴淋裝置。其中一級(jí)重力收塵裝置、二級(jí)旋風(fēng)收塵裝置和三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置依次分別與I號(hào)收塵料倉、2號(hào)收塵料倉和3號(hào)收塵料倉連通。
【權(quán)利要求】
1.一種干法氟化鋁生產(chǎn)中用雙層流化床尾氣干燥氫氧化鋁的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)首先將濕態(tài)氫氧化鋁通過進(jìn)料機(jī)構(gòu)送入氫氧化鋁干燥器內(nèi)，將流化床尾氣從該氫氧化鋁干燥器底部引入，使流化床尾氣與濕態(tài)氫氧化鋁逆向接觸進(jìn)行干燥； (2)然后將干燥后的氣固混合物依次送入一級(jí)重力收塵裝置進(jìn)行重力收塵處理、二級(jí)旋風(fēng)收塵裝置進(jìn)行旋風(fēng)收塵處理、三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置進(jìn)行旋風(fēng)收塵處理，上述一級(jí)重力收塵裝置收集得到的顆粒物送入I號(hào)收塵料倉作為氫氧化鋁原料用于干法氟化鋁生產(chǎn)，上述二級(jí)旋風(fēng)收塵裝置收集得到的顆粒物送入2號(hào)收塵料倉作為氫氧化鋁原料用于干法氟化鋁生產(chǎn)，上述三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置收集得到的顆粒物送入3號(hào)收塵料倉作為氫氧化鋁原料用于干法氟化鋁生產(chǎn)； (3)將經(jīng)過三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置處理后的氣體送入大氣冷凝塔經(jīng)過含有I%~2%的HF液體噴淋吸收后再通過中央吸收凈化器處理后即可排入大氣。
2.一種干法氟化鋁生產(chǎn)中用雙層流化床尾氣干燥氫氧化鋁的裝置，其特征在于:包括氫氧化鋁干燥器，該氫氧化鋁干燥器的上部連接有進(jìn)料機(jī)構(gòu)從而能使?jié)駪B(tài)氫氧化鋁通過該進(jìn)料機(jī)構(gòu)被送入氫氧化鋁干燥器內(nèi)，該氫氧化鋁干燥器的底部與流化床尾氣出口連通，而該氫氧化招干燥器的出口依次通過一級(jí)重力收塵裝置、二級(jí)旋風(fēng)收塵裝置和三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置與大氣冷凝塔的進(jìn)口連通，在該大氣冷凝塔內(nèi)設(shè)有噴淋裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的干法氟化鋁生產(chǎn)中用雙層流化床尾氣干燥氫氧化鋁的裝置，其特征在于:其中一級(jí)重力收塵裝置、二級(jí)旋風(fēng)收塵裝置和三級(jí)旋風(fēng)收塵裝置依次分別與I號(hào)收塵料倉、2號(hào)收塵料 倉和3號(hào)收塵料倉連通。
【文檔編號(hào)】C01F7/50GK104163448SQ201410336811
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】閆青虎, 李修勇, 陳寧存, 謝永軍, 呂勇, 黃維鳳 申請人:寧夏金和化工有限公司