将吸收塔喷淋 液，进行自然冷却，若温度达不到要求可通过冷却塔进行二次降温，达到生产要求。设置大气冷凝 池可以省去部分换热费用，减少换热设备投资，降低了部分生产成本。经现场测量大气冷凝池进水 ，出水 由于喷淋塔用喷淋水为大气冷凝池循环水，经定时间吸收及蒸发，水量会有所损失，现场当 液位降至之下时进行补水，补充的为自来水 由于喷淋水经过循环吸收，所含浓度必然会上升，当达到定浓度时，吸收效率会大大降低， 不能起到吸收尾气中的作用。因此据现场测算每天由大气冷凝池进入污水处理站的含废水 约为 大气冷凝池为露天设置，现场刺激性气味较大，不仅对周边环境造成很大程度的污染，同时因 对人的身体健康有很大的影响，会对现场操作员工身体健康带来很大的威胁。 因此，经计算采用大气冷凝池对吸收塔喷淋水进行降温冷却，换热效率η。η进 图浓度与吸收效率的关系图温度与吸收效率的关系 溶于水时放热，在生产过程中必须对吸收液进行冷却，即吸收液温度越低，吸收效率越高。 溶解度曲线可知，吸收收的浓度和温度愈高，则表面蒸汽压中的分压愈大气相的浓 度愈大，则的分压也愈大。由图和图可以看出用水进行吸收时，吸收液的浓度和温度是影 响吸收效率的主要因素，所以降低液相温度和液相中浓度，传质推动力增大，对气体吸收 有利。浓度定的吸收液，温度愈低，的溶解度愈大温度定的吸收液，浓度愈低， 的溶解度愈大温度和浓度定的吸收液，气相中浓度愈大，则溶解度愈大④吸收液气 体的温度定时，气相中的含量也定时，则吸收液的浓度愈低，溶解度愈大。因此所用吸收 液的浓度温度愈低，则吸收愈完全。生产上是通过吸收液冷却和多级串联吸收来实现的。 影响吸收的因素，除上述的温度和浓度外，还与气液两相在吸收塔里的接触面积，吸收池的喷 淋密度喷淋量和气体通过吸收塔的空塔速度有关。在吸收过程中，温度具有很重要的意义，在吸 收过程中，促使吸收液温度升高的原因有两个含尾气带来的显热气体被吸收时放 出的溶解热。因此吸收液若不进行冷却，则吸收就无法进行下去。 综上可得，由于大气冷凝池换热效率较低，导致喷淋水温差，对吸收效率影响较 大，不能大量吸收含尾气，所以需要增大喷淋水量进行吸收，所得循环喷淋水含量仅为 ，如此低浓度的氢氟酸并不能用于任何含化合物的生产，相反造成处理这部分氢氟酸的 成本增加，达到元，加重了企业的生产负担，百害而无利。 经现场考察，对于喷淋塔得出以下点 由二级旋风出口进入喷淋塔的含尾气气体温度为，经现场了解，目前未加以利用， 主要因为低温气体含有部分冷凝水，对工艺管道具有很强的腐蚀性，存在利用上的困难 喷淋塔为折流板式单级吸收操作，吸收效率很难达到，必然会有部分未能吸收的 气体和其他杂质向大气进行排放，造成环境污染 喷淋吸收后所得吸收液浓度，温度，对工艺输送管道存在腐蚀性。 由此，采用单级喷淋塔进行吸收处理，尾气含热未能加以利用，吸收效率较低。 工艺计算以套万吨年规模计 生产过程物料衡算 的市售价元吨的市售价元吨 生产操作过程中物料消耗为 萤石的产量萤石中为 整个工艺所涉及方程式 ↑ 用于生产的记为，尾气记为  得  得 即 因此，说明有用于生产，在尾气中，转化率为。 反应炉能量衡算 反应炉热量衡算依照图进行计算 图反应炉示意简图 进料时为常温进料，反应炉出口温度，温度，产量为 ，反应开始阶段通入热风，温度。用天燃气作为燃料提供热量，流量为。 已知以下参数，进行热量衡算 反应热，反应所需热量，天燃气热值，比热容 ，空气比热容 反应所需热量 所含热量 所含热量 热风所含热量 每小时天燃气燃烧产生热量燃烧效率 反应炉热效率取，则根据能量守恒方程可得 积累项生成项消耗项输入项输出项 积累项 积累项用于维持反应炉整体温度，同时热风与燃烧室内进行循环，方面对风机 鼓入的冷空气进行预热，另方面进行热量循环利用。 流化床能量衡算 流化床热量衡算依照图进行计算 图流化床流程示意图 为放热反应 高产品市场竞争力，使得企业更进步发展。 方案提出思路 根据以上分析结果，结合宁夏金和化工现场生产情况，针对流化床出口含尾气特点现提出 以下两方面技改建议 尾气回收及利用方案 尾气余热利用方案。 方案尾气制取冰晶石 尾气冰晶石 制取冰晶石反应方程式为↑ 根据制取冰晶石反应方程式设计方案，方案流程图如图 图方案流程图 方案将气体净化工段改为冰晶石生产工段，首先将二级旋风除尘器出口含尾气进 行换热，换热器采用以碳砖为材料的换热室换热室另行设计，方面降低尾气温度，与 反应需要温度左右，另方面回收利用这部分热量，达到热量的充分利用。 然后进入喷淋塔，用喷淋液与进行反应。反应为密闭体系，产生的 通入缓冲罐中除杂净化后待用，同时产生的进入反应罐与之前由和制备好的 进行反应，此时通入缓冲罐中的参与反应。反应所得为沉淀，经过洗涤过 滤结晶得到冰晶石，滤液中所含经过过滤后可用于喷淋塔继续与反应。 综上所述，此方案中存在两个物料的循环反应，与均可以循环使用，段时间内 进行适量补充即可。整个生产工艺连贯成熟，大大降低了碳排放，同时减少了喷淋水的使用，降低 了企业的生产处理成本，保护当地环境。 方案关键影响因素为喷淋液浓度物料走向错留并流吸收塔板形式通入量的控 制回用的管道设置换热器材质选择换热器形式设计等。 方案多级喷淋塔吸收浓缩 通过以上分析结果，由于采用单级喷淋塔吸收，宁夏金和化工所得氢氟酸浓度仅为 ，属于低浓度含废水，没有利用价值，且增加了企业处理废水负担。若要提高吸收率必 须降低吸收液温度，目前宁夏金和化工喷淋吸收工艺并不能满足吸收液温度尽可能低的要求，因此 如何降低吸收液温度是提高吸收效率的关键环节。参考崔武孝曾凡益等人研究成果，现提出采用 多级喷淋塔吸收方案，以期达到提高吸收效率降低吸收水量得到可利用浓度的氢氟 酸。 如左图所示，收集池内装满软化水，用泵将 其输送入喷淋塔内，喷淋洗涤含尾气，喷淋水 流回收集池中，实现喷淋水的不断循环，逐渐使 质量分数提高，当增浓至时，灌装入专用 塑料桶，即为工业氢氟酸产品。 收集池内再加入新软化水继续洗涤。水和吸收属放热过程，随着浓度增加，为保证吸 收效率洗涤液，安装了聚丙烯换热器，以降低洗涤液温度，使洗涤效果达到要求。通过换热器降低 喷淋水温度以提高吸收效率，从而减少软水用量。在泵进口和灌装口安装了过滤器，将系统中 夹带的固体杂质滤出，保证回收产品达到工业级的标准。 图喷淋塔流程示意图 为避免环境污染，整个洗涤吸收过程在密闭状态下进行。既避免了氢氟酸挥发污染空气和外界 灰尘进入系统，保证了回收氢氟酸的质量。 若将同样形式的三组喷淋塔进行串联组成吸收系统，如下图所示 图三组喷淋塔串联流程图 对尾气进行三次的连续喷淋洗涤，尾气由换热器进入喷淋塔进行喷淋吸收，同 时进步降低尾气温度，提高喷淋水的吸收效率，同时喷淋水自流入收集池，通过泵进行循环喷淋 不能吸收的尾气进入喷淋塔，进行同样的操作，收集池中的喷淋水含定量的氢氟酸，定 时间内由泵打入收集池内，方面对收集池喷淋水进行补充，另方面对含的喷淋水进 行富集不能吸收的尾气进入喷淋塔再次进行同样的操作，收集池内定期补充软水，同时将 此池内的浓度较低的喷淋水泵入收集池，进行富集。若还有定量的不能被水吸收的废气，分 析组分含量后通入碱池，保证对大气接近零排放。经过定时间的吸收，则收集池内的氢 氟酸浓度达到定含量，满足条件时采出，得到产品氢氟酸。 方案中关键影响因素为换热器材质喷淋塔喷淋液流量物料走向错留并流喷淋塔板 形式过滤器材质等。 方案利用吸收液生产冰晶石 针对目前宁夏金和化工生产情况不易做大的改动，若需要对大气冷凝池中的废水进行利用， 只能在大气冷凝池工序之后进行改进，利用吸收液生产冰晶石。设计方案，流程图如下图 喷淋吸收用水 固体物 液体冰晶石清洗用水 吸收液 贮罐 压滤 离 心 分 离氢氧化铝 反 应 釜 清 洗 烘 干 包 装 冰晶石 产品 反 应 釜 氟化铝 尾气吸 收系统 外排 图吸收液生产冰晶石流程图 方案将大气冷凝池中的含废水泵入到储罐储存并沉淀，经过压滤，滤液进入反应釜与 反应，之后与滤渣及共同进入反应釜进行反应。所得产物经过离心分离，结晶经 过清洗烘干包装等步骤得到产品冰晶石，滤液等进入污水处理池中进行最后处理。 此方案中经过冰晶石生产利用之后，剩余总量将十分的小，处理成本比现有工艺将下降 很多，同时也可以得到产品冰晶石，可谓举两得。 方案中关键影响因素为吸收液浓度经过压滤后滤液是否达到与反应最低浓度要 求过程管道防腐蚀问题等。 方案尾气余热利用 查阅资料表明，能够利用尾气余热的主要由换热室氟塑料换热器蒸汽透平离心式压缩 氢氧化钠 监 测 池 含氟污水 收集池 含氟污水 处理站 机组余热锅炉等几种形式。 换热室以碳砖为主要材料，构成墙式换热面，尾气管穿插其中，利用空气换热将热量由尾 气管转移到换热室内，然后加以利用 氟塑料换热器以聚四氟乙烯材质制成的管束式换热器，此氟塑料类换热器以抗腐蚀性能好， 抗污塞性，体积小重量轻