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，气体经软化水洗涤后提浓回收，在洗涤中，安装了聚丙烯换热器，降低了洗涤液温度，使洗涤效果达到要求。利用碱性溶液吸收，常以氨水纯碱石灰乳和碳酸盐溶液作吸收剂，不仅可以将有害物转化为有用物质直接制备含氟盐类，而且可以减少对设备和工艺管道腐蚀作用。藏云鹏在玻璃与搪瓷生产中，应用水溶液吸收处理大量含高温废气。由于氢氟酸具有很强腐蚀性，所以吸收设备材料及相应连接材料都必须有强耐蚀性。适宜用作吸收设备材料有石墨和聚丙烯塑料或者是碳钢外壳石墨或其他塑料衬里。吸附法此反应为可逆反应，当温度达到以上时脱附。利用这样性质，可以循环利用。臧友等将定量氟化钠加人含有无水废酸中使其和氢氟酸反应生成氟氢化钠，然后干燥，进行热解，可以回收无水。目前用吸附大多只是在试验规模上使用，工业应用较少，而且只适合处理含量少场合，同时吸附剂再生时产生需要处理，要和其他处理技术联合使用。吸附，主要应用在铝电解生产过程中。用处理有定局限性，应用在铝电解生产中较好，其他地方用此方法会产生污染物，处理成本较高。膜分离用膜技术分离气体基本原理是根据混合气体中不同组分在压力推动下透过膜传递速率不同，而达到分离目。等用种膜将从酰基混合物中分离。李恭兴等结合膜分离技术和蒸馏方法，分离和形成共沸体系混合物。在膜分离技术分离时，所用到膜材料是不仅要求耐腐蚀，而且对于和要分离混合物有较高选择渗透性。目前应用较为广泛是公司生产名叫全氟代膜，是由四氟乙烯和含磺酸基全氟乙烯醚共聚共聚物。这种膜对有较高渗透率并且具有很高选择渗透效果。但由于膜材料是进行膜分离关键，理想分离膜材料应该同时具备对气体良好选择分离性能，良好耐热性，以及对于特殊物质优良化学稳定性，而且还要有良好机械强度。现在，优良经济膜材料缺少成为用膜分离技术处理制约因素。综上所述，吸收法相对于其他几种处理方法有操作简单，设备费用低，吸收效率高，可转化产品再利用价值较高，因此故采用吸收法对含尾气进行处理符合目前宁夏金和化工生产现状，方面可以降低企业处理废水成本，同时又可以增加新产品生产，做到对氟资源充分利用。另外，烟气中和都是水溶性很强气体，因此无论水洗或碱性溶液洗都可以达到很高净化效果。二工艺分析与计算工艺分析宁夏金和化工目前主要采用以水为吸收剂板式喷淋塔方式对含尾气进行洗涤冷却。结合采用湿法生产工艺，经过现场实际调研及测算，关于大气冷凝池得出以下点金和化工每天用于喷淋吸收含尾气水量约为，此部分喷淋水由大气冷凝池通过循环泵，泵入到喷量查比热容议余热利用方式选择在于换热效率换热成本经济效益等计算，换热室可由实验室进行设计，其余几种余热利用需咨询相关厂家，从而确定采用何种余热利用方式，直接购买配套产品进行余热利用。以上均为设计方案，需要实验室进行模拟运行，进行验证。此过程中存在以下几个问题需要进行解决换热器材质。因有较强烈腐蚀性，般材料难以满足耐高温及耐腐蚀要求，拟采用以碳砖为主要材料，进行换热器设计对尾气中所含，可利用左右溶液进行置换。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。以上方案不仅可很难达到，必然会有部分未能吸收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市售价元吨市售价元吨生产操作过程中物料消耗为萤石产量萤石中为整个工艺所涉及方程式↑用于生产记为，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目背景宁夏金和化工生产工艺与现状宁夏金和化工有限公司位于宁夏石嘴山市大武口区经济开发区，采用湿法生产工艺生产纯度为的。现有条流水化生产线，包括反应炉流化床及气体吸收系统等。正常运转条生产线，年生产能力达万吨年万吨年，且正常运行天数达，系统运行较稳定，每个月进行为期天的系统检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，浓度愈低，溶解度愈大温度和浓度定吸收液，气相中浓度愈大，则溶解度愈大④吸收液气体温度定时，气相中含量也定时，则吸收液浓度愈低，溶解度愈大。因此所用吸收液浓度温度愈低，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。影响吸收因素，除上述温度和浓度外，还与气液两相在吸收塔里接触面积，吸收池喷淋密度喷淋量和气体通过吸收塔空塔速度有关。在吸收过程中，温度具有很重要意义，顶部进行喷淋