一種雙迴路吸收塔及利用雙迴路吸收塔對含氟尾氣進行處理的方法

2023-07-26 07:42:36 2

專利名稱：一種雙迴路吸收塔及利用雙迴路吸收塔對含氟尾氣進行處理的方法
技術領域：
本發明涉及一種對含氟尾氣進行處理的方法及脫氟的雙迴路吸收塔，可用於冶 金、化工等行業產生的含有氟化物尾氣的脫氟；本發明還涉及利用此雙迴路吸收塔 對含氟尾氣進行處理的方法。
背景技術：
氟化氫、四氟化矽等含氟氣體對人體以及環境的危害非常大，氟的危害主要表 現為對農牧業的影響和人的影響氟使植物受害的濃度只相當於二氧化硫的1%，但 植物對氟的敏感性差別極大，植物在吸收、積蓄氟之後，葉子尖端及邊緣枯黃萎落， 嚴重時農作物發育不良，減產欠收。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環境造成的， 如水中含氟高引起氟骨病、牙斑症。工業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黏膜，引 起炎症和過敏等。攝入的氟99%沉積在人體的骨骼和牙齒中，這些氟排洩緩慢，並與
體內的鈣生成氟化鈣，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，國內外對含氟氣體的吸收方法主要有溼法、幹法之分。 幹法淨化與吸收就是利用固體吸附劑吸附某種氣體物質而完成淨化煙氣的目
的，吸附劑主要有金屬氧化物(如Al20》、石灰石、石灰。主要反應設備是反應床，
反應床分為三類固定床，流化床，輸送床。
幹法淨化主要具有效率高、無二次汙染、操作簡單、運行費用低的特點，在煉 鋁行業應用最為廣泛。
溼法淨化與吸收是利用水或鹼性溶液作吸收劑吸收煙氣中的含氟氣體，吸收劑 主要有水、鈉鹼液、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 進行溼法處理應用地比較廣泛。
一般含氟的工業尾氣主要有氟化氫、四氟化矽等，水溶性都很好，因此溼法吸 收過程就是物質由氣相轉入液相的傳質過程。使用的較廣泛的吸收設備主要為噴淋 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。其淨化效率除氟可達85%左右。 雖然體積較大，電耗、水耗較高，但是工藝、設備簡單，阻力小，不易堵塞，在溼法處理尾氣領域應用最為廣泛。
但是由於氟氣體對環境和人體危害很大，排放要求非常嚴格，其尾氣排放濃度 低於硫排放濃度的1/10。 一般對含氟尾氣進行溼法處理都要經過多塔多級吸收，投 資大，佔地大，工藝複雜，能耗較高。

發明內容
本發明的目的是提供一種雙迴路吸收塔，本發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溼法處理的方法。
本發明的目的是這樣實現的 一種雙迴路吸收塔，包括塔體，塔體上部設有煙 囪，塔體分為上中下三段，中段和之間下段設有下隔板，上段與中段之間設有帶有 導氣筒的上隔板，導氣筒頂端有擋板，塔體下段設有進液口，下段下部為二級漿液 循環槽，塔體的中段由下隔板形成一級漿液循環槽， 一級漿液循環槽側壁有排液口， 煙氣進口與塔體的中段相通，塔體中段內設有一次噴淋裝置，塔體上段內設有二次 噴淋裝置，上隔板上有出液口， 二次噴淋裝置上方設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於水平方向傾斜3°-10° 。
利用權利要求1所述的雙迴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，與一級循環漿液反 應並被降溫除塵，初步淨化的煙氣上升經過上隔板上的導氣筒進入塔體上段的二次 吸收區，與二級循環漿液反應以除去殘留的含氟氣體，包裹著液滴的尾氣繼續上升 後通過除霧器除霧後從吸體頂部的煙囪排放；
b. 除霧器清洗水與二次循環槳液在塔上段混合後由於上隔板上的導氣筒頂的 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 環槽內；
c. 石灰石或石灰粉料被連續加入塔體下段的二級漿液循環槽中，通過對二級漿 液循環槽內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，落入由下隔板形成的一級漿液循環槽，部分一級循環漿液從排 液口排出進行廢水綜合處理以保持一級循環漿液的活性與液位。
一級循環漿液ra值保持在3—7，呈弱酸性；二級循環漿液PH值保持在8—13，
為鹼性。
石灰石或石灰粉料通過風送加入二級漿液循環槽內，在二級漿液循環槽槽內進行消和過程。
使用壓縮空氣或羅茨風機對二級循環漿液進行攪拌。
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，每次衝洗1-5分鐘。
本發明提供的雙迴路吸收塔，通過設置了上下隔板，將原本的雙塔合併成為一 個吸收塔，卻依然實現了雙塔吸收的高吸收率，同時將煙囪立於塔頂，在塔底漿液 循環槽內實現石灰石或石灰消和過程，減少了設備，節省了吸收系統的佔地面積和
高煙囪的投資；同時通過控制吸收漿液不同的ra值，在節省石灰石或石灰的基礎上
提高氟化物的吸收率。
夾帶著液滴的煙氣經脫氟處理後進入除霧器，在折流板或旋流板對流線進行偏 折的情況下， 一定粒徑範圍內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，便於清洗，阻力降小的特點。
上隔板和下隔板設置傾角，使產生的沉澱隨著傾斜的底板分別通過出液口和排 液口流出，循環漿液中的不溶物不容易在底部沉積，減少攪拌所需的設備及能耗。
石灰石或石灰粉料通過風送吹入二級漿液循環槽內，通過二級漿液循環槽內快 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可快速地進行消 和，完成吸收劑的製備，減少了消和槽，節省了投資。


圖1是本發明雙迴路吸收塔結構示意圖。
具體實施例方式
本發明的提供雙迴路吸收塔可吸收氟化氫、四氟化矽等含氟氣體，採用
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 漿液槽ll，中段是一次吸收區，上段是二次吸收區以及除霧區。二級漿液循環槽ll 所在的塔體底部上面是完全封閉的下隔板2，進液口 8設在一級漿液循環槽12所對 應塔壁中部，下隔板2上形成一級漿液循環槽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鬥，經鬥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，落入螺旋輸送機經風送進入塔底二級漿液循環槽11，在酸槽內快 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槽11內漿液迅速混合後由漿液循環泵打入吸 收塔二次吸收區，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。由於上隔板5和下隔板2相對於水平方向有3°-10°的傾 角，大部分積液通過上隔板5上塔體側壁的出液口 7流出，經管道流入塔底的二級 漿液循環槽11，少部分積液通過導氣筒6溢流入一次吸收區底部的一級漿液循環槽 12。使用壓縮空氣或羅茨風機對二級循環槳液進行攪拌。 一級漿液通過漿液循環泵 打入一次吸收區內的噴淋裝置3，形成的小液滴使進塔煙氣急速冷卻，並對含氟氣體 進行初步吸收，形成的不溶物被下隔板5上部塔體側壁的排液口 13排出進行沉澱以 及循環處理。
一級循環漿液和二級循環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 石灰乳漿液呈鹼性，將其直接加入二級循環漿液中，使二級循環漿液保持一定的鹼 性，ra值保持在8—i3，經過二次吸收後的二級循環漿液中已經有一部分的吸收劑 被消耗，再通過導氣筒6進入一級循環漿液進行一次吸收，這樣一級循環漿液中的 吸收劑已經接近消耗完，所以為弱酸性，PH值保持在3—7。通過二級循環漿液向一 級循環漿液補充吸收液以及一級循環漿液通過13外排的量來控制循環漿液的酸鹼 度。
導氣筒6頂端設置的擋板16是防止噴淋液直接從導氣筒6落入到塔中段。 含氟煙氣在經過一次吸收與二次吸收後，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。 淨化後的尾氣經吸收塔頂的煙囪14排放。
兩級除霧器區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 進行噴射衝洗一次，每次持續2分鐘，以保證除霧器的清潔。
由於進氣溫度較高，塔體下、中段採用內襯石墨板的方式進行防腐，經過一次 噴淋降溫後煙氣溫度下降，上段及以上採用襯膠的方式防腐。
採用此種吸收塔不僅節約了土地面積，減少了設備造價和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。採用兩級循環噴淋吸收，減少了系統的漿液循環量，生產能耗降低約10%。
權利要求
1. 一種雙迴路吸收塔，包括塔體(1)，塔體(1)上部設有煙囪(14)，其特徵在於塔體(1)分為上中下三段，中段和之間下段設有下隔板(2)，上段與中段之間設有帶有導氣筒(6)的上隔板(5)，導氣筒(6)頂端有擋板(16)，塔體(1)下段設有進液口(8)，下段下部為二級漿液循環槽(11)，塔體(1)的中段由下隔板(2)形成一級漿液循環槽(12)，一級漿液循環槽(12)側壁有排液口(13)，煙氣進口(4)與塔體(1)的中段相通，塔體(1)中段內設有一次噴淋裝置(15)，塔體(1)上段內設有二次噴淋裝置(3)，上隔板(5)上有出液口(7)，二次噴淋裝置(3)上方設有除霧器(9)以及除霧器清洗裝置(10)。
2、 根據權利要求1所述的雙迴路吸收塔，其特徵在於進液口 (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槽(12)。
3、 根據權利要求1所述的雙迴路吸收塔，其特徵在於除霧器(9)選用折流 板式除霧器或旋流板式除霧器。
4、 根據權利要求1所述的雙迴路吸收塔，其特徵在於上隔板(5)和下隔板 (2)相對於水平方向傾斜3°-10° 。
5、 一種利用權利要求1所述的雙迴路吸收塔對含氟尾氣進行處理的方法，其特 徵在於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，與一級 循環漿液反應並被降溫除塵，初步淨化的煙氣上升經過上隔板(5)上的導氣筒(6) 進入塔體(1)上段的二次吸收區，與二級循環漿液反應以除去殘留的含氟氣體，包 裹著液滴的尾氣繼續上升後通過除霧器(9)除霧後從吸體(1)頂部的煙囪(14) 排放；b. 除霧器(9)清洗水與二次循環漿液在塔上段混合後由於上隔板(5)上的導 氣筒(6)頂的擋板作用落入導氣筒(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槽(11)內；c. 石灰石或石灰粉料被連續加入塔體(1)下段的二級漿液循環槽(11)中， 通過對二級漿液循環槽(11)內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，落入由下隔(2)板形成的一級漿液循環槽(12)， 部分一級循環漿液從排液口 (13)排出進行廢水綜合處理以保持一級循環漿液的活 性與液位。
6、 根據權利要求5所述的利用雙迴路吸收塔對含氟尾氣進行處理的方法，其特 徵在於:一級循環槳液ra值保持在3—7，呈弱酸性；二級循環漿液PH值保持在8—13，為鹼性。
7、 根據權利要求5所述的利用雙迴路吸收塔對含氟尾氣進行處理的方法，其特 徵在於石灰石或石灰粉料通過風送加入二級漿液循環槽(11)內，在二級漿液循 環槽(11)槽內進行消和過程。
8、 根據權利要求5所述的對含氟尾氣進行處理的方法，其特徵在於使用壓縮 空氣或羅茨風機對二級循環漿液進行攪拌。
9、 根據權利要求5所述的對含氟尾氣進行處理的方法，其特徵在於除霧器(9) 由除霧清洗裝置(10)進行清洗，清洗間隔時間為15-30分鐘，每次衝洗l-5分鐘。
全文摘要
一種雙迴路吸收塔及利用雙迴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，經降溫淨化後通過導氣筒進入二級吸收區再次被淨化，經除霧後通過吸收塔頂的煙囪排放入大氣。塔體下段是二級漿液循環槽，中段為一次吸收區，中段下部是一級漿液循環槽，一次吸收區上部有噴淋裝置，帶有導氣筒的隔板是上段的二次吸收區，上部設有噴淋裝置、除霧器以及清洗裝置，煙囪置於吸收塔頂。本發明通過設置上下隔板，將原本的雙塔合併成為一個吸收塔，同樣實現了雙塔吸收的高吸收率，在塔底漿液循環槽內實現石灰石或石灰消和過程，減少了設備，節省投資；同時通過控制吸收漿液的pH值，在節省石灰石或石灰的基礎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 優先權日2008年5月27日
發明者周黎明, 曾富強, 馬仲明 申請人:湖北三新磷鈣有限公司