（立项建议）宁夏金河化工生产AlF3尾气处理、余热回收项目可行性立项建议报告（存档）

实验利用与热强碱反应可生成可溶性硅酸盐和水特性，使完全分解，达到去除目。

在氟化钠与悬浮溶液中加入强碱溶液，反应生成可溶性水玻璃液体，仍以晶体形态存在于溶液中，对溶液进行离心分离，即可得到固体和水玻璃溶液。

加入量直接影响转化率及水玻璃模数。

反应过程中严格控制加入量，是确保产品质量关键因素。

加入量过低，不能完全转化为硅酸钠，最终带入产品中，影响产品质量。

加入量过高，水玻璃中氧化钠含量过高，模数降低实验室制取为冷质，温度不宜过高，避免产生危险。

对于方案，模拟完成后，需对各喷淋塔进行物料能量衡算，计算喷淋塔吸收效率。

实验室与宁夏金和化工应制定定期交流制度，定期交换双方意见，对于方案中存在问题进行讨论改进，努力实现方案预期目。

五总结宁夏金和化工生产系统，经过与现场技术人员交流，同时通过理论计算，针对流化床出口含尾气，得出以下结论套生产系统尾气日产量，年产量达到。

三套生产系统正常运行时，年产生尾气约万吨，其中约有进入大气冷凝池，价值约万元。

每天产生废水，最终经过污水处理站处理排放，处理费用万元年，造成氟资源极大浪费，也增加了废水处理成本流化床出口尾气，经计算，此部分余热套系统折合标煤约年，三套系统共折合标煤年，价值约万元同时由于喷淋水量用于冷却这部分余热，其余用于吸收，两项相加可以看出余热利用空间价值极大。

针对以上结论，我们设计出方案尾气制取冰晶石方案多级喷淋塔吸收浓缩方案利用吸收液生产冰晶石方案余热利用。

因冰晶石生产工艺纯熟，不存在技术难点，结合宁夏金和化工尾气吸收液特点，由尾气吸收液制取冰晶石，不仅能够彻底解决吸收液无法利用问题，同时能够得到高附加值产品冰晶石，可谓举两得利用多级串联喷淋装置提高喷淋吸收液浓度，制成可出售利用氢氟酸，也是种解决废水实际方案利用尾气余热，目在于降低尾气温度，减少喷淋水量，同时余热可以进行多方面利用，其中耐腐蚀材质选择极其重要。

以上方案不仅可预热，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为常温进料，进料温度为，进料量为。

流化床出口废气温度为，产量为，温度为，产量为。

比热容为，比热容为。

流化床正常生产时，除开车时需外界提供热量是反应开始外，其他阶段不需要外界提供能量进行反应。

反应所需热量进料所含热量出料所含热量出料废气所含热量出料蒸汽所含热量因尾气中含量较低，因此尾气若以水蒸气记，则积累项生成项消耗项输入项输出项综上可得，流化床反应器正常生产时不需要外界提供额外热量即可产生热量积累，保证反应正常进行。

积累项用于维持流化床整体温度，使反应生成以水蒸气形式存在，避免和结合成氢氟酸对反应器产生腐蚀。

吸收过程经济衡算若尾气用溶液全部吸收↑得日产量为年产量年总产量日利润元万元年利润万元若尾气用水全部吸收成为氢氟酸则元元每天氢氟酸利润为元万元若尾气用水全部吸收成为氢氟酸，则氢氟酸质量浓度为就现在工艺，大气冷凝池中氢氟酸浓度为，将这些氢氟酸直接处理后出售，则理论计算值浓度为时元万元浓度为时元万元但是，由于市售均为，大气冷凝池中氢氟酸浓度达不到市场要求，不能转化成为经济利益。

同时，处理大气冷凝池氢氟酸成本约为元，则万元年进入大气冷凝池总量总量综上所述，经计算，若大气冷凝池中氢氟酸浓度保持不变，则每天利润为万元，相对比生产冰晶石万元要高，但大气冷凝池中需富集，增加富集工序。

按照目前处理工艺每年处理这部分氢氟酸就要花费万，还不包括设备折旧费人工费原材料费等。

因此这不能白白浪费，若能加以利用所带来经济价值将是十分客可观。

吸收过程衡算图吸收过程示意图喷淋塔吸收过程如图，对吸收过程进行分别进行能量及物料衡算，考察宁夏金和化工采用目前处理工艺理论计算上是否合理，或者有没有可以加以改进地方。

能量衡算尾气所含热库萤石库反应炉预净化流化床气体净化中央吸收石膏排渣紧急吸收等工段组成。

系统由真空泵提供负压，保证气体由反应炉向流化床流动，同时系统为密闭环境，保证过程中无空气吸入。

反应炉将与发烟按比列配置成与粉末状萤石投入到反应中进行反应制取。

低温时，反应体系中会生成稳定酸式硫酸钙，约在熔化生成。

在以下是稳定，高于则析出，反应应在下进行。

温度太低时，由于生成氟磺酸和难渗透硫酸钙壳包住氟石颗粒，使反应不能顺利进行。

采用连续操作回转炉来制得，炉体用厚锅炉钢板制成，安装在砖砌体内，其外面用天然气加热。

萤石从混合器经过固定加料室上孔进入炉中在加料室上还安装有出气接管，随着分解过程进行逐渐变成疏散，通过反应炉后室处斜槽由螺旋推进器排出。

流化床反应炉得到气体经过预净化工段冷却除尘后通入到流化床底部，氢氧化铝由螺旋推进器进入流化床进行反应。

其中，流化床分为两层塔板，第层经过热处理脱出结晶水后进入第二层与气体进行反应。

反应所得产品由螺旋推进器缓慢进入冷却器进行冷却，然后进行包装出库。

气体净化由流化床出口尾气首先进入二级旋风，过滤掉大部分粗细颗粒然后进入喷淋塔喷淋降温，所得吸收液自流入大气冷凝池内进行循环利用。

未吸收气体进入二级吸收，吸收液为真空泵冷凝水，得到二级吸收液合并进入大气冷凝池。

剩余气体进入尾气汇集系统最后处理。

宁夏金和化工有限公司实际生产过程中，用于吸收冷却流化床出口含尾气喷淋塔塔规格如下表项目规格喷淋水流量喷淋水温度吸收液温度尾气进口流量尾气进口温度尾气出口温度参数表喷淋塔规格参数含尾气处理现状处理主要方法有压缩冷凝法吸收法吸附法和膜分离等方法。

以下作以简要介绍压缩冷凝法压缩冷凝法是利用在不同温度下具有不同饱和蒸气压性质，采用降低系统温度或提高系统压力，使处于蒸气状态冷凝并从混合物中分离出来过程。

此法需将含气体冷却至，需要深度冷却，费用大大将增高，因此压缩冷凝法不适用于处理含浓度低工艺。

吸收法利用水吸收过程，由气体吸收双膜理论可以得出，极易溶解于水属于气膜控制过程。

水具有价廉易得无毒和化学稳定性好等优点。

陆祖勋用三塔串联，对在填料塔用水吸收做了研究。

曾凡益将穿流栅板塔应用于吸收工序中，采用了分段吸收，逆流操作，吸收液循环冷却三塔器流程，单塔吸收效率在以上，并且无液泛发生。

而且塔体及内件采用聚丙烯板材制作，易于加工，安装检修方便，投资省且耐氢氟酸腐蚀。

崔武孝等在生产过程中，气体经软库萤石库反应炉预净化流化床气体净化中央吸收石膏排渣紧急吸收等工段组成。

系统由真空泵提供负压，保证气体由反应炉向流化床流动，同时系统为密闭环境，保证过程中无空气吸入。

反应炉将与发烟按比列配置成与粉末状萤石投入到反应中进行反应制取。

低温时，反应体系中会生成稳定酸式硫酸钙，约在熔化生成。

在以下是稳定，高于则析出，反应应在下进行。

温度太低时，由于生成氟磺酸和难渗透硫酸钙壳包住氟石颗粒，使反应不能顺利进行。

采用连续操作回转炉来制得，炉体用厚锅炉钢板制成，安装在砖砌体内，其外面用天然气加热。

萤石从混合器经过固定加料室上孔进入炉中在加料室上还安装有出气接管，随着分解过程进行逐渐变成疏散，通过反应炉后室处斜槽由螺旋推进器排出。

流化床反应炉得到气体经过预净化工段冷却除尘后通入到流化床底部，氢氧化铝由螺旋推进器进入流化床进行反应。

其中，流化床分为两层塔板，第层经过热处理脱出结晶水后进入第二层与气体进行反应。

反应所得产品由螺旋推进器缓慢进入冷却器进行冷却，然后进行包装出库。

气体净化由流化床出口尾气首先进入二级旋风，过滤掉大部分粗细颗粒然后进入喷淋塔喷淋降温，所得吸收液自流入大气冷凝池内进行循环利用。

未吸收气体进入二级吸收，吸收液为真空泵冷凝水，得到二级吸收液合并进入大气冷凝池。

剩余气体进入尾气汇集系统最后处理。

宁夏金和化工有限公司实际生产过程中，用于吸收冷却流化床出口含尾气喷淋塔塔规格如下表项目规格喷淋水流量喷淋水温度吸收液温度尾气进口流量尾气进口温度尾气出口温度参数表喷淋塔规格参数含尾气处理现状处理主要方法有压缩冷凝法吸收法吸附法和膜分离等方法。

以下作以简要介绍压缩冷凝法压缩冷凝法是利用在不同温度下具有不同饱和蒸气压性质，采用降低系统温度或提高系统压力，使处于蒸气状态冷凝并从混合物中分离出来过程。

此法需将含气体冷却至，需要深度冷却，费用大大将增高，因此压缩冷凝法不适用于处理含浓度低工艺。

吸收法利用水吸收过程，由气体吸收双膜理论可以得出，极易溶解于水属于气膜控制过程。

水具有价廉易得无毒和化学稳定性好等优点。

陆祖勋用三塔串联，对在填料塔用水吸收做了研究。

曾凡益将穿流栅板塔应用于吸收工序中，采用了分段吸收，逆流操作，吸收液循环冷却三塔器流程，单塔吸收效率在以上，并且无液泛发生。

而且塔体及内件采用聚丙烯板材制作，易于加工，安装检修方便，投资省且耐氢氟酸腐蚀。

崔武孝等在生产过程中，气体经软化修元万元浓度为时元万元但是，由于市售均为，大气冷凝池中氢氟酸浓度达不到市场要求，不能转化成为经济利益。

同时，处理大气冷凝池氢氟酸成本约为元，则万元年进入大气冷凝池总量总量综上所述，经计算，若大气冷凝池中氢氟酸浓度保持不变，则每天利润为万元，相对比生产冰晶石万元要高，但大气冷凝池中需富集，增加富集工序。

按照目前处理工艺每年处理这部分氢氟酸就要花费万，还不包括设备折旧费人工费原材料费等。

因此这不能白白浪费，若能加以利用所带来经济价值将是十分客可观。

吸收过程衡算图吸收过程示意图喷淋塔吸收过程如图，对吸收过程进行分别进行能量及物料衡算，考察宁夏金和化工采用目前处理工艺理论计算上是否合理，或者有没有可以加以改进地方。

能量衡算尾气所含热量查比热容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作用。

因此据现场测算每天由大气冷凝池进入污水处理站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污染，同时因对人身体健康有很大影响，会对现场操作员工身体健康带来很大威胁。

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关系图温度与吸收效率关系溶于水时放热，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，吸收收浓度和温度愈高，则表面蒸汽压中分压愈大气相浓度愈大，则分压也愈大。

由图和图可以看出用水进行吸收时，吸收液浓度和温度是影响吸收效率主要因素，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。

浓度定吸收液，温度愈低，溶解度愈大温度定吸收液，浓