專利名稱：一種雙回路吸收塔及利用雙回路吸收塔對含氟尾氣進行處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對含氟尾氣進行處理的方法及脫氟的雙回路吸收塔，可用于冶 金、化工等行業(yè)產(chǎn)生的含有氟化物尾氣的脫氟；本發(fā)明還涉及利用此雙回路吸收塔 對含氟尾氣進行處理的方法。
背景技術(shù)：
氟化氫、四氟化硅等含氟氣體對人體以及環(huán)境的危害非常大，氟的危害主要表 現(xiàn)為對農(nóng)牧業(yè)的影響和人的影響氟使植物受害的濃度只相當于二氧化硫的1%，但 植物對氟的敏感性差別極大，植物在吸收、積蓄氟之后，葉子尖端及邊緣枯黃萎落， 嚴重時農(nóng)作物發(fā)育不良，減產(chǎn)欠收。家畜中牛對氟最敏感，嚴重氟中毒會造成骨骼 損害變形、骨折、咀嚼困難，以至消瘦、死亡。地方性氟病是由地質(zhì)環(huán)境造成的， 如水中含氟高引起氟骨病、牙斑癥。工業(yè)氟中毒則主要由含氟廢氣或廢水造成。氟 及其化合物可通過呼吸道、消化道、皮膚進入人體，刺激眼和上呼吸道的粘膜，引 起炎癥和過敏等。攝入的氟99%沉積在人體的骨骼和牙齒中，這些氟排泄緩慢，并與
體內(nèi)的鈣生成氟化鈣，使血鈣減少，代謝紊亂，引起"牙斑病"和"氟骨病";兒童的牙
齒對氟更敏感，受影響更大。
目前，國內(nèi)外對含氟氣體的吸收方法主要有濕法、干法之分。 干法凈化與吸收就是利用固體吸附劑吸附某種氣體物質(zhì)而完成凈化煙氣的目
的，吸附劑主要有金屬氧化物(如Al20》、石灰石、石灰。主要反應設(shè)備是反應床，
反應床分為三類固定床，流化床，輸送床。
干法凈化主要具有效率高、無二次污染、操作簡單、運行費用低的特點，在煉 鋁行業(yè)應用最為廣泛。
濕法凈化與吸收是利用水或堿性溶液作吸收劑吸收煙氣中的含氟氣體，吸收劑 主要有水、鈉堿液、石灰乳、氨水等，其中將石灰石或石灰作為吸收劑對含氟尾氣 進行濕法處理應用地比較廣泛。
一般含氟的工業(yè)尾氣主要有氟化氫、四氟化硅等，水溶性都很好，因此濕法吸 收過程就是物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)入液相的傳質(zhì)過程。使用的較廣泛的吸收設(shè)備主要為噴淋 空塔、湍球塔、填料塔、板式塔等。
噴淋空塔主要由料漿槽、噴淋裝置和除霧器組成。其凈化效率除氟可達85%左右。 雖然體積較大，電耗、水耗較高，但是工藝、設(shè)備簡單，阻力小，不易堵塞，在濕法處理尾氣領(lǐng)域應用最為廣泛。
但是由于氟氣體對環(huán)境和人體危害很大，排放要求非常嚴格，其尾氣排放濃度 低于硫排放濃度的1/10。 一般對含氟尾氣進行濕法處理都要經(jīng)過多塔多級吸收，投 資大，占地大，工藝復雜，能耗較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙回路吸收塔，本發(fā)明的另一個目的是提供自用雙回 路吸收塔在化工、冶金項目中對含氟尾氣進行濕法處理的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 一種雙回路吸收塔，包括塔體，塔體上部設(shè)有煙 囪，塔體分為上中下三段，中段和之間下段設(shè)有下隔板，上段與中段之間設(shè)有帶有 導氣筒的上隔板，導氣筒頂端有擋板，塔體下段設(shè)有進液口，下段下部為二級漿液 循環(huán)槽，塔體的中段由下隔板形成一級漿液循環(huán)槽， 一級漿液循環(huán)槽側(cè)壁有排液口， 煙氣進口與塔體的中段相通，塔體中段內(nèi)設(shè)有一次噴淋裝置，塔體上段內(nèi)設(shè)有二次 噴淋裝置，上隔板上有出液口， 二次噴淋裝置上方設(shè)有除霧器以及除霧器清洗裝置。
進液口與出液口用管道連通，使上段噴淋漿液通過管道流入下段二級漿液循環(huán)槽。
除霧器選用折流板式除霧器或旋流板式除霧器。 上隔板和下隔板相對于水平方向傾斜3°-10° 。
利用權(quán)利要求1所述的雙回路吸收塔對含氟尾氣進行處理的方法，
a. 含氟的尾氣通過煙氣進口道進入塔體中段的一次吸收區(qū)，與一級循環(huán)漿液反 應并被降溫除塵，初步凈化的煙氣上升經(jīng)過上隔板上的導氣筒進入塔體上段的二次 吸收區(qū)，與二級循環(huán)漿液反應以除去殘留的含氟氣體，包裹著液滴的尾氣繼續(xù)上升 后通過除霧器除霧后從吸體頂部的煙囪排放；
b. 除霧器清洗水與二次循環(huán)槳液在塔上段混合后由于上隔板上的導氣筒頂?shù)?擋板作用落入導氣筒間的空隙中形成積液，積液由管道引入塔體下段的二級漿液循 環(huán)槽內(nèi)；
c. 石灰石或石灰粉料被連續(xù)加入塔體下段的二級漿液循環(huán)槽中，通過對二級漿 液循環(huán)槽內(nèi)的漿液進行曝氣攪拌，促進消和過程，補充新鮮的吸收漿液；
d. 上隔板中的導氣筒間的二級循環(huán)漿液積液部分通過導氣筒筒口溢流至塔體 中段的一次吸收區(qū)，落入由下隔板形成的一級漿液循環(huán)槽，部分一級循環(huán)漿液從排 液口排出進行廢水綜合處理以保持一級循環(huán)漿液的活性與液位。
一級循環(huán)漿液ra值保持在3—7，呈弱酸性；二級循環(huán)漿液PH值保持在8—13，
為堿性。
石灰石或石灰粉料通過風送加入二級漿液循環(huán)槽內(nèi)，在二級漿液循環(huán)槽槽內(nèi)進行消和過程。
使用壓縮空氣或羅茨風機對二級循環(huán)漿液進行攪拌。
除霧器由除霧清洗裝置進行清洗，清洗間隔時間為15-30分鐘，每次沖洗1-5分鐘。
本發(fā)明提供的雙回路吸收塔，通過設(shè)置了上下隔板，將原本的雙塔合并成為一 個吸收塔，卻依然實現(xiàn)了雙塔吸收的高吸收率，同時將煙囪立于塔頂，在塔底漿液 循環(huán)槽內(nèi)實現(xiàn)石灰石或石灰消和過程，減少了設(shè)備，節(jié)省了吸收系統(tǒng)的占地面積和
高煙囪的投資；同時通過控制吸收漿液不同的ra值，在節(jié)省石灰石或石灰的基礎(chǔ)上
提高氟化物的吸收率。
夾帶著液滴的煙氣經(jīng)脫氟處理后進入除霧器，在折流板或旋流板對流線進行偏 折的情況下， 一定粒徑范圍內(nèi)的液滴在慣性作用下被除霧器葉片捕集下來。折流板 除霧器具有除霧效率高，便于清洗，阻力降小的特點。
上隔板和下隔板設(shè)置傾角，使產(chǎn)生的沉淀隨著傾斜的底板分別通過出液口和排 液口流出，循環(huán)漿液中的不溶物不容易在底部沉積，減少攪拌所需的設(shè)備及能耗。
石灰石或石灰粉料通過風送吹入二級漿液循環(huán)槽內(nèi)，通過二級漿液循環(huán)槽內(nèi)快 速流動的流體與槽底壓縮空氣不斷地攪拌下，石灰石或石灰在槽內(nèi)可快速地進行消 和，完成吸收劑的制備，減少了消和槽，節(jié)省了投資。


圖1是本發(fā)明雙回路吸收塔結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的提供雙回路吸收塔可吸收氟化氫、四氟化硅等含氟氣體，采用
04.0x40.0米的組合式吸收塔，其中塔體1為04.0x24.0米，煙囪14為01.6x16.0米。 塔體l外殼為碳鋼，由上隔板5和下隔板2分為下、中、上三段。下段是二級循環(huán) 漿液槽ll，中段是一次吸收區(qū)，上段是二次吸收區(qū)以及除霧區(qū)。二級漿液循環(huán)槽ll 所在的塔體底部上面是完全封閉的下隔板2，進液口 8設(shè)在一級漿液循環(huán)槽12所對 應塔壁中部，下隔板2上形成一級漿液循環(huán)槽12，上方是煙氣進口 4以及一級噴淋 裝置3， 一級噴淋裝置3上方是帶有多個導氣筒6的上隔板5和出液口 7，導氣筒6 頂部有擋板16，導氣筒6 口上方是二級噴淋裝置3、除霧器9和除霧器清洗裝置10， 塔頂是煙囪14。
在生產(chǎn)過程中吸收所用的原料為石灰石或石灰粉料，要求-200目>90%，加入的 為理論消耗量的105%—120%;
由卡車直接卸入地下料斗，經(jīng)斗式提升機送入石灰粉倉中，由星型給料器控制 石灰粉給料速度，落入螺旋輸送機經(jīng)風送進入塔底二級漿液循環(huán)槽11，在酸槽內(nèi)快 速流動的液漿和壓縮空氣曝氣的情況下快速消和。形成的新鮮吸收劑與二級漿液循環(huán)槽11內(nèi)漿液迅速混合后由漿液循環(huán)泵打入吸 收塔二次吸收區(qū)，通過噴淋裝置3噴射出，形成的小液滴在降落的過程中與自下而 上的氣體在液滴表面進行充分的傳質(zhì)與傳熱，吸收含氟氣體，反應的生成物CaF2、 CaSiFe及未反應完的Ca (OH) 2和上部除霧器9捕集的液滴、清洗液10落入導氣筒 6間的間隙中，形成積液。由于上隔板5和下隔板2相對于水平方向有3°-10°的傾 角，大部分積液通過上隔板5上塔體側(cè)壁的出液口 7流出，經(jīng)管道流入塔底的二級 漿液循環(huán)槽11，少部分積液通過導氣筒6溢流入一次吸收區(qū)底部的一級漿液循環(huán)槽 12。使用壓縮空氣或羅茨風機對二級循環(huán)槳液進行攪拌。 一級漿液通過漿液循環(huán)泵 打入一次吸收區(qū)內(nèi)的噴淋裝置3，形成的小液滴使進塔煙氣急速冷卻，并對含氟氣體 進行初步吸收，形成的不溶物被下隔板5上部塔體側(cè)壁的排液口 13排出進行沉淀以 及循環(huán)處理。
一級循環(huán)漿液和二級循環(huán)漿液都是石灰石漿液或者是石灰乳漿液，它們是兩種 吸收劑，在水中的溶解度都很低，都是含較多量不溶物的漿液。新鮮石灰石漿液或 石灰乳漿液呈堿性，將其直接加入二級循環(huán)漿液中，使二級循環(huán)漿液保持一定的堿 性，ra值保持在8—i3，經(jīng)過二次吸收后的二級循環(huán)漿液中已經(jīng)有一部分的吸收劑 被消耗，再通過導氣筒6進入一級循環(huán)漿液進行一次吸收，這樣一級循環(huán)漿液中的 吸收劑已經(jīng)接近消耗完，所以為弱酸性，PH值保持在3—7。通過二級循環(huán)漿液向一 級循環(huán)漿液補充吸收液以及一級循環(huán)漿液通過13外排的量來控制循環(huán)漿液的酸堿 度。
導氣筒6頂端設(shè)置的擋板16是防止噴淋液直接從導氣筒6落入到塔中段。 含氟煙氣在經(jīng)過一次吸收與二次吸收后，尾氣進入兩級除霧器9以除去夾帶的 水霧，除霧器9選用折流板式除霧器或旋流板式除霧器。 凈化后的尾氣經(jīng)吸收塔頂?shù)臒焽?4排放。
兩級除霧器區(qū)的每級除霧器上下都有噴水清洗裝置10，每15分鐘自動對除霧器 進行噴射沖洗一次，每次持續(xù)2分鐘，以保證除霧器的清潔。
由于進氣溫度較高，塔體下、中段采用內(nèi)襯石墨板的方式進行防腐，經(jīng)過一次 噴淋降溫后煙氣溫度下降，上段及以上采用襯膠的方式防腐。
采用此種吸收塔不僅節(jié)約了土地面積，減少了設(shè)備造價和25-30米的煙囪造價， 在實際應用中，還達到了氟吸收率99.2%的效果，使得排放尾氣中氟的濃度達到了排 放標準。采用兩級循環(huán)噴淋吸收，減少了系統(tǒng)的漿液循環(huán)量，生產(chǎn)能耗降低約10%。
權(quán)利要求
1. 一種雙回路吸收塔，包括塔體(1)，塔體(1)上部設(shè)有煙囪(14)，其特征在于塔體(1)分為上中下三段，中段和之間下段設(shè)有下隔板(2)，上段與中段之間設(shè)有帶有導氣筒(6)的上隔板(5)，導氣筒(6)頂端有擋板(16)，塔體(1)下段設(shè)有進液口(8)，下段下部為二級漿液循環(huán)槽(11)，塔體(1)的中段由下隔板(2)形成一級漿液循環(huán)槽(12)，一級漿液循環(huán)槽(12)側(cè)壁有排液口(13)，煙氣進口(4)與塔體(1)的中段相通，塔體(1)中段內(nèi)設(shè)有一次噴淋裝置(15)，塔體(1)上段內(nèi)設(shè)有二次噴淋裝置(3)，上隔板(5)上有出液口(7)，二次噴淋裝置(3)上方設(shè)有除霧器(9)以及除霧器清洗裝置(10)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙回路吸收塔，其特征在于進液口 (8)與出液口 (7)用管道連通，使上段噴淋漿液通過管道流入下段二級漿液循環(huán)槽(12)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙回路吸收塔，其特征在于除霧器(9)選用折流 板式除霧器或旋流板式除霧器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙回路吸收塔，其特征在于上隔板(5)和下隔板 (2)相對于水平方向傾斜3°-10° 。
5、 一種利用權(quán)利要求1所述的雙回路吸收塔對含氟尾氣進行處理的方法，其特 征在于a. 含氟的尾氣通過煙氣進口 (4)道進入塔體(1)中段的一次吸收區(qū)，與一級 循環(huán)漿液反應并被降溫除塵，初步凈化的煙氣上升經(jīng)過上隔板(5)上的導氣筒(6) 進入塔體(1)上段的二次吸收區(qū)，與二級循環(huán)漿液反應以除去殘留的含氟氣體，包 裹著液滴的尾氣繼續(xù)上升后通過除霧器(9)除霧后從吸體(1)頂部的煙囪(14) 排放；b. 除霧器(9)清洗水與二次循環(huán)漿液在塔上段混合后由于上隔板(5)上的導 氣筒(6)頂?shù)膿醢遄饔寐淙雽馔?6)間的空隙中形成積液，積液由管道引入塔 體(1)下段的二級漿液循環(huán)槽(11)內(nèi)；c. 石灰石或石灰粉料被連續(xù)加入塔體(1)下段的二級漿液循環(huán)槽(11)中， 通過對二級漿液循環(huán)槽(11)內(nèi)的漿液進行曝氣攪拌，促進消和過程，補充新鮮的 吸收漿液；d. 上隔板(5)中的導氣筒(6)間的二級循環(huán)槳液積液部分通過導氣筒筒口溢 流至塔體(1)中段的一次吸收區(qū)，落入由下隔(2)板形成的一級漿液循環(huán)槽(12)， 部分一級循環(huán)漿液從排液口 (13)排出進行廢水綜合處理以保持一級循環(huán)漿液的活 性與液位。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用雙回路吸收塔對含氟尾氣進行處理的方法，其特 征在于:一級循環(huán)槳液ra值保持在3—7，呈弱酸性；二級循環(huán)漿液PH值保持在8—13，為堿性。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用雙回路吸收塔對含氟尾氣進行處理的方法，其特 征在于石灰石或石灰粉料通過風送加入二級漿液循環(huán)槽(11)內(nèi)，在二級漿液循 環(huán)槽(11)槽內(nèi)進行消和過程。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的對含氟尾氣進行處理的方法，其特征在于使用壓縮 空氣或羅茨風機對二級循環(huán)漿液進行攪拌。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的對含氟尾氣進行處理的方法，其特征在于除霧器(9) 由除霧清洗裝置(10)進行清洗，清洗間隔時間為15-30分鐘，每次沖洗l-5分鐘。
全文摘要
一種雙回路吸收塔及利用雙回路吸收塔對含氟尾氣進行處理的方法。含氟煙氣進入吸收塔一次吸收區(qū)，經(jīng)降溫凈化后通過導氣筒進入二級吸收區(qū)再次被凈化，經(jīng)除霧后通過吸收塔頂?shù)臒焽枧欧湃氪髿狻Ｋw下段是二級漿液循環(huán)槽，中段為一次吸收區(qū)，中段下部是一級漿液循環(huán)槽，一次吸收區(qū)上部有噴淋裝置，帶有導氣筒的隔板是上段的二次吸收區(qū)，上部設(shè)有噴淋裝置、除霧器以及清洗裝置，煙囪置于吸收塔頂。本發(fā)明通過設(shè)置上下隔板，將原本的雙塔合并成為一個吸收塔，同樣實現(xiàn)了雙塔吸收的高吸收率，在塔底漿液循環(huán)槽內(nèi)實現(xiàn)石灰石或石灰消和過程，減少了設(shè)備，節(jié)省投資；同時通過控制吸收漿液的pH值，在節(jié)省石灰石或石灰的基礎(chǔ)上提高氟化物的吸收率。
文檔編號B01D53/80GK101279196SQ20081004783
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者周黎明, 曾富強, 馬仲明 申請人:湖北三新磷鈣有限公司