一種含氟尾氣處理裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含氟尾氣處理裝置，包括熔硫反應(yīng)室、熱解沉降室和水洗吸收塔，所述熔硫反應(yīng)室、熱解沉降室和水洗吸收塔依次通過管道連接，所述熔硫反應(yīng)室包括入氣口和第一加熱件，所述進(jìn)氣口設(shè)于熔硫反應(yīng)室的頂壁上，所述第一加熱件設(shè)于熔硫反應(yīng)室內(nèi)，所述熱解沉降室內(nèi)設(shè)有第二加熱件，所述水洗吸收塔包括噴淋器、水泵和排氣口，所述排氣口設(shè)于水洗吸收塔的頂壁上，所述噴淋器設(shè)于水洗吸收塔頂部并朝向塔底設(shè)置，所述水泵出水端與噴淋器連接。本發(fā)明的含氟尾氣處理裝置具有含氟尾氣處理效果好，從而杜絕了氟下游產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所存在的環(huán)境污染問題和易爆的問題的有益效果。
【專利說明】一種含氟尾氣處理裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及尾氣處理設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種含氟尾氣處理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含氟尾氣是指含有工業(yè)生產(chǎn)尾氣中含有等氣體。氟氣或氟化氫氣體是常見的大氣污染物之一，其毒性比二氧化硫大得多，如氟化氫對人體的危害作用比二氧化硫大20倍，對植物的毒害作用大10?100倍。飲用水中含有1X10-6的氟，可防止齲齒發(fā)生，但超過1.5X10-6時(shí)，則會損傷牙齒，形成氟斑牙和使牙齒變脆。大氣中的氟化物濃度大于1X10-6時(shí)，對人的眼睛、皮膚和呼吸器官產(chǎn)生直接危害，就能導(dǎo)致呼吸道疾病、皮膚病、眼病等，嚴(yán)重時(shí)能引起化學(xué)性肝炎、肺水腫、反射性窒息等呼吸功能衰竭死亡癥。大氣中氟化物含量達(dá)到45?90mg/m3時(shí),植物的葉組織就會壞死；牲畜飲用含氟高的水和飼料，會引起慢性中毒。因此對含氟尾氣的治理應(yīng)引起充分重視。環(huán)境中氟化物主要來源于電解冰晶石生產(chǎn)鋁、鋼鐵工業(yè)使用螢石作助熔劑、磷酸鹽礦石的燒結(jié)、磷肥生產(chǎn)、水泥陶瓷和磚瓦生產(chǎn)等。當(dāng)?shù)叵滤鹘?jīng)含磷灰石的巖層時(shí)，可使水中含氟量升高。長期引用含氟高的水，可造成地方性氟中毒。
[0003]含氟尾氣的治理方法有干法吸附和濕法吸收兩大類。干法是以粉狀的Y —氧化鋁、礬土等為吸附劑接觸回收氟，回收的氟化物可作為原料使用。
[0004]濕法吸收又分酸法和堿法兩大類。酸法是以水為吸收液，吸收廢氣中的氟化氫和四氟化硅，生成氫氟酸和氟硅酸溶液。水溶液因含大量的氟而呈酸性，不宜作為廢水排放。堿法是用堿性溶液如氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、氨水、石灰乳等吸收含氟廢氣。用氫氧化鈉溶液吸收，可回收97%以上的氟，還可同時(shí)回收硫；以石灰乳作為吸收液，可以將氟化物轉(zhuǎn)化為氟化鈣，其優(yōu)點(diǎn)是可減少氟對吸收設(shè)備的腐蝕，原料價(jià)廉易得。
[0005]目前，尾氣處理通常采用堿洗吸收方法。該方法中，氟氣在堿洗塔中發(fā)生放熱反應(yīng)生成氟化氫氣體，當(dāng)尾氣中氟氣含量較大時(shí)會有爆炸的可能。同時(shí)堿洗塔中的堿液易變成酸液而逐漸過飽和，這時(shí)吸收率下降導(dǎo)致吸收不完全而排放出氟化氫氣體，造成環(huán)境污染。因此現(xiàn)有的堿洗吸收氟氣的方法存在易爆炸、吸收效果不佳的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種處理效果好的含氟尾氣處理裝置。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種含氟尾氣處理裝置，包括熔硫反應(yīng)室、熱解沉降室和水洗吸收塔，所述熔硫反應(yīng)室、熱解沉降室和水洗吸收塔依次通過管道連接，所述熔硫反應(yīng)室包括入氣口和第一加熱件，所述進(jìn)氣口設(shè)于熔硫反應(yīng)室的頂壁上，所述第一加熱件設(shè)于熔硫反應(yīng)室內(nèi)，所述熱解沉降室內(nèi)設(shè)有第二加熱件，所述水洗吸收塔包括噴淋器、水泵和排氣口，所述排氣口設(shè)于水洗吸收塔的頂壁上，所述噴淋器設(shè)于水洗吸收塔頂部并朝向塔底設(shè)置，所述水泵出水端與噴淋器連接。[0009]本發(fā)明還公開一種含氟尾氣的處理方法，包括以下步驟:
[0010](I)將所述含氟尾氣與硫磺在120-140°C下進(jìn)行反應(yīng)；
[0011](2)將步驟(I)反應(yīng)后的氣體在230_260°C下進(jìn)行熱解；
[0012](3)將步驟(2)熱解后的氣體進(jìn)行水洗處理。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
[0014](I)本發(fā)明的含氟尾氣處理裝置包括熔硫反應(yīng)室、熱解沉降室和水洗吸收塔，含氟尾氣在熔硫反應(yīng)室中反應(yīng)生成氟的硫化物，氟的硫化物在熱解沉降室中高溫條件下進(jìn)一步分解，生成SF6和HF氣體，SF6和HF氣體在水洗吸收塔內(nèi)溶于水中，處理后的尾氣從排氣口排出，從而杜絕了氟下游產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所存在的環(huán)境污染問題和易爆的問題，具有含氟尾氣處理效果好的有益效果；
[0015](2)本發(fā)明的含氟尾氣處理裝置結(jié)構(gòu)簡單、易操作、成本低，含氟尾氣處理過程不會引入其他雜質(zhì)和污染物，不會產(chǎn)生廢氣污染等，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
[0016](3)本發(fā)明的含氟尾氣的處理方法包括熔硫反應(yīng)、熱解和水洗三個(gè)步驟，第一步將含氟尾氣中的氟氣和氟化物轉(zhuǎn)化成S2Fltl和SF6，第二步將第一步反應(yīng)剩余的氟氣與S2Fltl進(jìn)行熱解生成SF6，最后將可溶于水的SF6與含氟尾氣含有的HF氣體進(jìn)行水洗，具有操作簡單、含氟尾氣處理效果好的有益效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的含氟尾氣處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]標(biāo)號說明:
[0019]1、熔硫反應(yīng)室；11、入氣口 ；12、熔硫進(jìn)料口 ；13、熔硫出氣口 ；14、第一加熱件；2、熱解沉降室；21、熱解進(jìn)氣口 ；22、熱解出氣口 ；23、第二加熱件；24、熱解隔板；25、熱解出料口 ；3、水洗吸收塔；31、吸收塔進(jìn)氣口 ；32、排氣口 ；33、水泵；34、吸收塔出料口 ；35、噴淋器；36、填料進(jìn)料口 ；37、填料出料口 ；38、填料；4、止回閥。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。
[0021]本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:通過設(shè)計(jì)熔硫反應(yīng)室、熱解沉降室和水洗吸收塔對含氟尾氣進(jìn)行充分處理，達(dá)到良好的尾氣處理效果，避免環(huán)境污染。
[0022]請參閱圖1，本發(fā)明公開一種含氟尾氣處理裝置，包括熔硫反應(yīng)室1、熱解沉降室2和水洗吸收塔3，所述熔硫反應(yīng)室1、熱解沉降室2和水洗吸收塔3依次通過管道連接，所述熔硫反應(yīng)室I包括入氣口 11和第一加熱件14，所述入氣口 11設(shè)于熔硫反應(yīng)室I的頂壁上，所述第一加熱件14設(shè)于熔硫反應(yīng)室I內(nèi)，所述熱解沉降室2內(nèi)設(shè)有第二加熱件23，所述水洗吸收塔3包括噴淋器35、水泵33和排氣口 32，所述排氣口 32設(shè)于水洗吸收塔3的頂壁上，所述噴淋器35設(shè)于水洗吸收塔3頂部并朝向塔底設(shè)置，所述水泵33出水端與噴淋器35連接。
[0023]本發(fā)明的工作原理是:含有F2和HF氣體的含氟尾氣通過進(jìn)氣口進(jìn)入熔硫反應(yīng)室，通過第一加熱件加熱熔硫反應(yīng)室中的硫磺以維持在120?140°C，在此條件下，硫磺與含氟尾氣中的氟氣反應(yīng)后生成SF6和少量S2Fltl氣體；尾氣從熔硫反應(yīng)室排出，此時(shí)尾氣中含有HF、SF6, S2F10和熔硫反應(yīng)室中反應(yīng)剩余的少量F2，尾氣進(jìn)入熱解沉降室，通過第二加熱件將溫度控制在230?260°C，在此條件下，剩余的少量F2和S2Fltl發(fā)生分解反應(yīng)，生成SF6氣體，同時(shí)，利用重力沉降將熔硫反應(yīng)室?guī)С龅牧蚧浅两凳占?；熱解沉降室排出的SF6和HF氣體進(jìn)入水洗吸收塔，通過淋洗溶解吸收HF和SF6氣體，經(jīng)處理后的尾氣則由排氣口排出。后續(xù)可將達(dá)到一定濃度的被淋洗吸收的氫氟酸進(jìn)行回收。
[0024]從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于:
[0025](I)本發(fā)明的含氟尾氣處理裝置包括熔硫反應(yīng)室、熱解沉降室和水洗吸收塔，含氟尾氣在熔硫反應(yīng)室中反應(yīng)生成氟的硫化物，氟的硫化物在熱解沉降室中高溫條件下進(jìn)一步分解，生成SF6和HF氣體，SF6和HF氣體在水洗吸收塔內(nèi)溶于水中，處理后的尾氣從排氣口排出，從而杜絕了氟下游產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所存在的環(huán)境污染問題和易爆的問題，具有含氟尾氣處理效果好的有益效果；
[0026](2)本發(fā)明的含氟尾氣處理裝置結(jié)構(gòu)簡單、易操作、成本低，含氟尾氣處理過程不會引入其他雜質(zhì)和污染物，不會產(chǎn)生廢氣污染等，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
[0027]進(jìn)一步的，所述熔硫反應(yīng)室I包括熔硫進(jìn)料口 12、熔硫隔板和熔硫出氣口 13，所述熔硫出氣口 13設(shè)于熔硫反應(yīng)室I的頂壁上，所述熔硫進(jìn)料口 12設(shè)于熔硫反應(yīng)室I的室壁上，所述熔硫隔板的一端固定設(shè)于熔硫反應(yīng)室的頂壁上，所述熔硫隔板的另一端于熔硫反應(yīng)室I內(nèi)具有自由端，所述第一加熱件14設(shè)于熔硫反應(yīng)室I的底部，所述熔硫隔板包括第一熔硫隔板和第二熔硫隔板，所述第一熔硫隔板設(shè)于所述熔硫進(jìn)料口 12與入氣口 11之間，所述第二熔硫隔板設(shè)于所述熔硫出氣口 13與入氣口 11之間；可通過熔硫進(jìn)料口添加硫磺，第一熔硫隔板可以一定程度地阻隔硫磺與反應(yīng)后的尾氣，使反應(yīng)后的尾氣中帶出較少量的硫磺，第二熔硫隔板可以阻隔反應(yīng)前的尾氣與反應(yīng)后的尾氣，保證反應(yīng)前的尾氣充分反應(yīng)后再進(jìn)入熱解沉降室，反應(yīng)后的尾氣通過熔硫出氣口進(jìn)入熱解沉降室。
[0028]進(jìn)一步的，所述熱解沉降室2包括熱解進(jìn)氣口 21、熱解出氣口 22和熱解隔板24，所述熱解進(jìn)氣口 21和熱解出氣口 22設(shè)于熱解沉降室2的頂壁上，所述熱解隔板24的一端固定設(shè)于熱解沉降室2的頂壁上并設(shè)置于所述熱解進(jìn)氣口 21和熱解出氣口 22之間，所述熱解隔板24的另一端于熱解沉降室內(nèi)具有自由端；經(jīng)熔硫反應(yīng)室反應(yīng)后的尾氣由熱解進(jìn)氣口進(jìn)入熱解沉降室，并由熱解出氣口排出，熱解隔板可以延長含氟氣體在熱解沉降室中的停留時(shí)間，使其分解反應(yīng)充分進(jìn)行。
[0029]進(jìn)一步的，所述熱解沉降室2的底部設(shè)有錐形部，所述錐形部直徑大的端面與熱解沉降室的兩側(cè)壁連接，所述錐形部的底面設(shè)有熱解出料口 25 ;錐形部有利于將由熔硫反應(yīng)室中帶出的硫磺沉降后更好的進(jìn)行收集和排放。
[0030]進(jìn)一步的，所述水洗吸收塔3包括吸收塔進(jìn)氣口 31和吸收塔出料口 34，所述吸收塔進(jìn)氣口 31設(shè)于水洗吸收塔的側(cè)壁上并位于噴淋器的下方，所述吸收塔出料口 34設(shè)于水泵與噴淋器之間；尾氣由吸收塔進(jìn)氣口進(jìn)入水洗吸收塔，由排氣口排出，當(dāng)被淋洗吸收的氫氟酸達(dá)到一定濃度時(shí)，可通過吸收塔出料口排出。
[0031]進(jìn)一步的，所述水洗吸收塔內(nèi)設(shè)有填料38，所述填料38位于吸收塔進(jìn)氣口 31和排氣口 32之間，所述水洗吸收塔側(cè)壁上設(shè)有填料進(jìn)料口 36和填料出料口 37，所述填料進(jìn)料口36位于填料38的上方，所述填料出料口 37位于填料38的下方；由于HF酸具有強(qiáng)腐蝕性，填料的材質(zhì)應(yīng)選用塑料填料，填料的材質(zhì)可以是聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯等，填料的設(shè)置可以進(jìn)一步對HF酸進(jìn)行吸收，增加HF酸的吸收效率。
[0032]進(jìn)一步的，所述水洗吸收塔3的底部設(shè)有儲水槽，所述水泵33入水端與儲水槽連接，所述水泵33與噴淋器35之間設(shè)有二通閥；當(dāng)二通閥設(shè)置為與噴淋器的管道相通時(shí)，水泵將儲水槽中的水泵到噴淋器，噴淋器開始進(jìn)行噴淋，噴淋后的水溶液流回儲水槽內(nèi)，以此循環(huán)，當(dāng)二通閥設(shè)置為與噴淋器的管道垂直時(shí)，可通過水泵將儲水槽中的HF酸泵至二通閥處，從而進(jìn)行回收。
[0033]進(jìn)一步的，所述入氣口 11上連接有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管上設(shè)有止回閥4;止回閥是尾氣單方向移動(dòng)，防止氣體倒回引起氟化物生產(chǎn)設(shè)備的成品污染。
[0034]本發(fā)明還公開了一種含氟尾氣的處理方法，包括以下步驟:
[0035](I)將所述含氟尾氣與硫磺在120_140°C下進(jìn)行反應(yīng)；
[0036](2)將步驟(I)反應(yīng)后的氣體在230_260°C下進(jìn)行熱解；
[0037](3)將步驟⑵熱解后的氣體進(jìn)行水洗處理。
[0038]本發(fā)明的含氟尾氣的處理方法的有益效果為:包括熔硫反應(yīng)、熱解和水洗三個(gè)步驟，第一步將含氟尾氣中的氟氣和氟化物轉(zhuǎn)化成S2Fltl和SF6,第二步將第一步反應(yīng)剩余的氟氣與S2Fltl進(jìn)行熱解生成SF6,最后將可溶于水的SF6與含氟尾氣含有的HF氣體進(jìn)行水洗，具有操作簡單、含氟尾氣處理效果好的有益效果。
[0039]綜上所述，本發(fā)明提供的含氟尾氣處理裝置具有含氟尾氣處理效果好的有益效果，從而杜絕了氟下游產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所存在的環(huán)境污染問題和易爆的問題，此外其結(jié)構(gòu)簡單、易操作、成本低，含氟尾氣處理過程不會引入其他雜質(zhì)和污染物，不會產(chǎn)生廢氣污染等，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益；在此基礎(chǔ)上還可以實(shí)現(xiàn)對HF酸的回收，尾氣單方向移動(dòng)，可防止氣體倒回引起氟化物生產(chǎn)設(shè)備的成品污染；本發(fā)明提供的含氟尾氣的處理方法具有操作簡單、含氟尾氣處理效果好的有益效果。
[0040]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種含氟尾氣處理裝置，其特征在于，包括熔硫反應(yīng)室、熱解沉降室和水洗吸收塔，所述熔硫反應(yīng)室、熱解沉降室和水洗吸收塔依次通過管道連接，所述熔硫反應(yīng)室包括入氣口和第一加熱件，所述進(jìn)氣口設(shè)于熔硫反應(yīng)室的頂壁上，所述第一加熱件設(shè)于熔硫反應(yīng)室內(nèi)，所述熱解沉降室內(nèi)設(shè)有第二加熱件，所述水洗吸收塔包括噴淋器、水泵和排氣口，所述排氣口設(shè)于水洗吸收塔的頂壁上，所述噴淋器設(shè)于水洗吸收塔頂部并朝向塔底設(shè)置，所述水泵出水端與噴淋器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述含氟尾氣處理裝置，其特征在于，所述熔硫反應(yīng)室包括熔硫進(jìn)料口、熔硫隔板和熔硫出氣口，所述熔硫出氣口設(shè)于熔硫反應(yīng)室的頂壁上，所述進(jìn)料口設(shè)于熔硫反應(yīng)室的室壁上，所述熔硫隔板的一端固定設(shè)于熔硫反應(yīng)室的頂壁上，所述熔硫隔板的另一端于熔硫反應(yīng)室內(nèi)具有自由端，所述第一加熱件設(shè)于熔硫反應(yīng)室的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述含氟尾氣處理裝置，其特征在于，所述熔硫隔板包括第一熔硫隔板和第二熔硫隔板，所述第一熔硫隔板設(shè)于所述熔硫進(jìn)料口與進(jìn)氣口之間，所述第二熔硫隔板設(shè)于所述熔硫出氣口與進(jìn)氣口之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述含氟尾氣處理裝置，其特征在于，所述熱解沉降室包括熱解進(jìn)氣口、熱解出氣口和熱解隔板，所述熱解進(jìn)氣口和熱解出氣口設(shè)于熱解沉降室的頂壁上，所述熱解隔板的一端固定設(shè)于熱解沉降室的頂壁上并設(shè)置于所述熱解進(jìn)氣口和熱解出氣口之間，所述熱解隔板的另一端于熱解沉降室內(nèi)具有自由端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述含氟尾氣處理裝置，其特征在于，所述熱解沉降室的底部設(shè)有錐形部，所述錐形部直徑大的端面與熱解沉降室的兩側(cè)壁連接，所述錐形部的底面設(shè)有熱解出料口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述含氟尾氣處理裝置，其特征在于，所述水洗吸收塔包括吸收塔進(jìn)氣口和吸收塔出料口，所述吸收塔進(jìn)氣口設(shè)于水洗吸收塔的側(cè)壁上并位于噴淋器的下方，所述吸收塔出料口設(shè)于水泵與噴淋器之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述含氟尾氣處理裝置，其特征在于，所述水洗吸收塔內(nèi)設(shè)有填料，所述填料位于吸收塔進(jìn)氣口和排氣口之間，所述水洗吸收塔側(cè)壁上設(shè)有填料進(jìn)料口和填料出料口，所述填料進(jìn)料口位于填料的上方，所述填料出料口位于填料的下方。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的含氟尾氣處理裝置，其特征在于，所述水洗吸收塔的底部設(shè)有儲水槽，所述水泵的入水端與儲水槽連接，所述水泵與噴淋器之間設(shè)有二通閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含氟尾氣處理裝置，其特征在于，所述入氣口上連接有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管上設(shè)有止回閥。
10.一種含氟尾氣的處理方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將所述含氟尾氣與硫磺在120-140°c下進(jìn)行反應(yīng)； (2)將步驟(I)反應(yīng)后的氣體在230-260°C下進(jìn)行熱解； (3)將步驟(2)熱解后的氣體進(jìn)行水洗處理。
【文檔編號】B01D53/75GK104028083SQ201410308814
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】謝國輝, 萬群平 申請人:福建省邵武市永晶化工有限公司