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1、氟的处理工艺目录一、概述 3二、铝电解含氟烟气的治理技术 41、干法净化原理 41。1 吸附过程简述 41。2 吸附的影响因素分析 51.3 吸附反应装置（VRI反应器） 51.4 吸附过程 71。5 吸附剂的选择 71。6 吸附设备 71.7 系统中应用的袋式除尘器 72、干法净化工艺流程图 103、干法净化回收技术中要注意的问题 104、其他常用含氟烟气的净化与处理技术 114.1 水吸收合成法 114.2 碱溶液吸收塔内合成法 114。3 碱溶液吸收,碳酸氢钠法回收 114.4 水吸收氟铝酸法 12三、有机含氟废气处理 121、 溴加成法回收四氟乙烷 122、 深冷法回收四氟乙烯尾气 1
2、1四、结语 11氟是黄绿色气体,有特殊的气味，同时，氟也是最活泼的非金属元素，可 与水作用,可直接与许多金属和非金属发生化学反应，在工业生产排放的氟化 物，以氟化氢（HF）的数量为最多，毒性也最大，如果对这些污染物不进行有 效治理， 必将危害工人和厂区周围居民的身体健康， 危害动植物的生长，破 坏生态环境， 最终影响企业的生存和发展。在电解铝生产中含氟烟气的处理上我们采用干法净化工艺，本发明其除氟 效率大于9 9%,除硫效率大于9 2%,除尘效率9 9%以上涉及的砂滤器结 构简单，易于制造和维护，不仅解决了含磷粘性粉尘的除尘问题，而且对氟， 硫均有深度净化作用。本发明与传统的湿法相比，工艺流程
3、短，净化除尘效率 高，工程投资少，生产费用低，技术先进,经济合理。二、铝电解含氟烟气的治理技术1干法净化原理(吸附反应原理)铝电解烟气的干法净化法就是吸附净化法，可作为氟化氢的吸附剂有工业 氧化铝、氧化钙、碳酸钙等,但净化铝电解含氟烟气，用工业氧化铝作吸附剂 则是最合理的选择。首先,工业氧化铝具有吸附剂的性质。我国生产的工业氧 化铝中活性的Y型氧化铝约占45%55% ,而对氟化氢的吸附作用主要依赖于 Y型氧化铝，它的比例愈大对氟化氢的吸附量愈大；国产工业氧化铝的比表面 积大于30m2/g，也能满足吸附的要求。其次，工业氧化铝是铝电解生产的主要 原料。每生产It原铝需用约2t工业氧化铝，按散发出
4、的氟化氢量和工业氧化铝 的吸附容量计算，电解需用氧化铝量大大超过吸附所用量，因此不用另外准备 吸附剂。第三，吸附反应的生成物氟化铝正是电解产生所需的辅助原料，吸附 剂不必再生，从而简化了流程.在低温下活性氧化铝能与氟化氢进行吸附反应， 吸附是指气体物质在固体表面上当气体分子由于布朗运动接近固体表面时 ， 具有吸附作用的物质叫吸附剂， 被吸附的物质称吸附质。吸附分为物理吸附 和化学吸附。在吸附剂和吸附物之间，由分子本身具有的无定向力作用，即 非极性的范德华力作用或由静态极化作用所产生的吸附称为物理吸附。吸附剂 一旦具有足够高的活化能，分子就从吸附剂表面得到电子，或分子把电子给 予吸附剂表面， 或
5、分子被分子、原子或自由基团束缚起来， 或分子与吸附剂 表面共用一个或数个电子对， 这种吸附叫化学吸附。物理吸附在瞬间可以完 成， 而化学吸附则需一定的反应时间。在吸附过程主要是化学吸附，同时也伴 随有物理吸附，化学反应式如下：Al O + 6HF = 2AlF + 3H O2 3321.1 吸附过程简述氧化铝对氟化氢的吸附主要是化学吸附， 同时也伴随有物理吸附，其吸收 过程为:( 1) 氟化氢在气相中扩散;( 2) 氟化氢通过氧化铝表面的气膜到达其表面；( 3) 氟化氢受氧化铝表面原子价力的作用而被吸附；( 4) 被吸附的氟化氢与氧化铝发生化学反应，生成表面化合物。在吸附过程中, 只要提供足够
6、的湍动, 让氧化铝与氟化氢气体充分接触, 促进气流扩散, 就可得到较好的吸附效果，氧化铝吸附氟化氢反应时， 其反 应速度与反应物浓度（或分压） 成正比。V= K （HF） 6因此氟化氢浓度增高时， 反应速度急剧增加， 特别有利于吸附过程的进 行， 因此应加强电解槽的密闭， 使烟气中的氟化氢的浓度尽量提高， 对提 高铝电解烟气净化系统集气效率和净化效率是一种特别有效的方法. 1.2吸附的影响因素分析1）氧化铝吸附氟化氢时, 由于氧化铝具有两性性质, 在氟化氢的强极性 作用下完成吸附作用。2）烟气的性质对吸附的影响。铝电解的烟气成分中，HF的沸点最高，为 19。5C ,气体的凝结与蒸发是由分子间的
7、范德华力所致。气体被吸附所需要 的最低能级与气体凝结成液体的能量相当， 很难液化的气体呈现很小的吸附 能力，因此氟化氢气体比其他组分更容易被吸附。3）氟化氢分子有较大的极性和相当大的偶极矩，而且氟化氢具有较高的 表面活性， 所以在一定的反应速度和反应推动力下， 很容易被氧化铝吸附。4）氧化铝的性质及其对吸附的影响。粒度:我国生产的工业氧化铝多属中 间型或沙粒状。比表面积和空隙率:氧化铝是一种多孔结构的物质，具有很大 的比表面积（一般约为2550m2/g）,这给吸附物和吸附剂之间提供了接触机 会， 比表面积越大， 接收吸附的能力也越大， 吸附量也随比表面积的增加 而增加。氧化铝具有很大的比表面积
8、， 且由于内部有微细孔道的缘故, 孔径 平均60A以上，一般30A以上为大孔，大孔对吸附分子提供通道，促使这些 分子迅速达到氧化铝内部的微孔, 有利于氟化氢的吸附。晶型: 我国生产的氧 化铝，晶型多属a、y型，也有Y向a转化的中间型，其中a型占40%45% ,Y型占45%55%, Y型为立方晶系，a型为立方尖晶系，晶粒尺寸平均为 5060 A 实验表明：氧化铝中起吸附作用的主要依赖于Y型氧化铝，因此Y 型氧化铝含量多少与吸附量成正比。1.3吸附反应装置（VRI反应器）在吸附反应的装置中，主要有文氏管、流化床、管道稀相化、VRI反应器等。 据了解，在电解铝行业内，多数铝厂都采用了VRI反应器.V
9、RI反应器据气体流 动的多点式锥形运动原理而设计的.它的外壳为圆筒形，由锥形空心筒和流化 元件等组成， 其特点是定量加入氧化铝经给料箱和流化元件进入空心锥体， 空心锥形壳体上部沿辐射线布置的排料孔均匀布置在四周， 使氧化铝在溢流 状态流入烟气管道，并很快充满整个管道截面与氧化铝充分接触（图1），氧化 铝连续加入而烟气也连续地流过，为烟气和氧化铝提供了均匀接触的机会， VRI反应装置流化元件位于给料箱的底部，其作用是将加入的新鲜载氟氧化铝 呈溢流状态射出，以减少对氧化铝的机械破损.锥体的流线形结构减弱了烟气 的紊流程度，从而减少了反应器的阻力损失（仅为60120 Pa）,达到了节能的 目的，沿锥
10、体周围布置的溢流孔使氧化铝呈一个很规则的圆截面充满在整修管 道断面上， 克服了管道稀相化等反应装置分布不均匀的缺点，缩短了所需管 道的长度，由于氧化铝与烟气接触不是在强烈的紊流状态下进行，因此氧化铝 破损率较低，是目前吸附装置中各方面性能均较先进的一种理想反应装置.喷吹孔：1226mm; 视窗尺寸：444mmX50 mm； 阻力损失：60120 Pa； 氧化铝破损率： 5% ; 净化效率： 98% 。1。4吸附过程（1）气膜吸附（2）微孔吸附（3）吸附（4）脱附（5）在扩散 在吸附系统中,只要提供足够的湍动,让吸附物与吸附剂充分接触,促进气流扩散，并增加传质速率，可得到较好的吸附效果，因此氟化
11、氢浓度增高时，反应 速度急剧增加。1.5 吸附剂的选择应满足以下条件：（1）比表面积和空隙率大（2）吸附能力大（3）选择性好（4）粒度均匀,有较好的机械强度、化学稳定性和热稳定性。吸附净化 氟化氢气体，可采用工业氧化铝、氧化钙、氢氧化钙等作吸附剂, 金属两性氧化物也可作吸附剂，如FeO等。231。6 吸附设备 主要反应设备是反应床，反应床分为三类：固定床,流化床，输送床。1。7 系统中应用的袋式除尘器在烟气净化系统中，袋式除尘器的作用是将净化后的气体与载氟AlO进23行气固分离，常见的气固分离的装置有菱形袋式除尘器、脉冲袋式除尘器和反吹风袋式除尘器3种，除尘器中除尘布袋是烟气净化的关键设备，在
12、净化工艺 环节中起气固分离作用，目前广泛使用的有脉冲布袋和菱形大布袋两种。电解 铝行业内烟气净化系统多数是以菱形大布袋系列除尘器（以LLZBIII型为例） 作为核心。该袋式除尘器结构新颖， 在同等过滤面积下具有体积小， 一次性 投资少， 除尘、除氟效率高, 检修方便, 滤袋寿命长等优点。除尘器在清灰 方式上由原来多台风机反吹, 改为单台风机轮流反吹, 节省了能源， 减小了 多台风机运行对环境的噪音污染。气体整流装置（气缸阀） 由原来的橡胶密封 改为钢性密封, 即硬密封，使用寿命可增加40倍以上, 大大降低了运行费用和 维护费用。LLZB- III型流态化菱形组合袋式除尘器，可根据系统的需要任意
13、组成单台 和多台配置， 每台除尘器的过滤单元数可根据需要确定， 每个单元处理风量 为900010000Nm3/h。它主要由左右侧箱体、中间漏斗、中间烟道、上部箱体、 沸腾床等几大部分组成。除尘器内部结构优化合理组合, 使气流在除尘器内分布合理， 对滤袋损伤 最小, 滤袋内支撑骨架采用特殊工艺加工 , 骨架变形量小， 骨架表面与滤袋 磨擦系数控制在最小范围内 , 使滤袋使用寿命延长1年以上.特别适用于有色 金属行业电解铝冶炼的烟气净化, 能有效抑制氟的排放量， 氟气排放指标， 粉尘排放量， 均可达到国家要求标准。其主要参数如表1所示。表1 除尘器主要参数表序号技术指标单位规格1总过滤面积m2185Xn2有效过滤面积m2165Xn3过滤单元数量室n4单元过滤面积m21855单兀有效过滤面积m21656单兀滤袋数条127滤袋g/m25508处理风量ms/h10000Xn9过滤风速m/min0。81.210设备阻力Pa900196011入口含尘浓度mg/Nms506012出口含尘浓度mg/Nms1.5 102干法净化工艺流程图载氟氧 化铝料仓Y-工超浓相输送系统!电解楷气力提升机离心风机VR1反应器罗茨风机返回掘化铝溜槽袋式除尘器rr新瞬氧L _ :新氧化铝TL 循环氧化铝W|：料仓化
