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，工业应用的较少，而且只适合处理含量少的场合，同时吸附剂再生 时产生的需要处理，要和其他的处理技术联合使用。 吸附，主要应用在铝电解生产过程中。用处理有定的局限性，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 用膜技术分离气体的基本原理是根据混合气体中不同组分在压力的推动下透过膜的传递速 率不同，而达到分离的目的。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的混合物。在膜分离技术分离 时，所用到的膜材料是不仅要求耐的腐蚀，而且对于和要分离的混合物有较高的选择渗透 性。目前应用较为广泛的是公司生产的名叫的全氟代膜，是由四氟乙烯和含磺酸 基的全氟乙烯醚共聚的共聚物。这种膜对有较高的渗透率并且具有很高的选择渗透效果。 但由于膜材料是进行膜分离的关键，理想的分离膜材料应该同时具备对气体良好的选择分离性 能，良好的耐热性，以及对于特殊物质的优良的化学稳定性，而且还要有良好的机械强度。现在， 优良经济膜材料的缺少成为用膜分离技术处理的制约因素。 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，同时又可以增加新的产品生产，做到对氟资源的充分利用。 另外，烟气中和都是水溶性很强的气体，因此无论水洗或碱性溶液洗都可以达到很高的净 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的水量约为，此部分喷淋水由大气冷凝池 通过循环泵，泵入到喷淋塔顶部进行喷淋 大气冷凝池规格为，大气冷凝池露天设置，主要目的是利用空气将吸收塔喷淋 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。 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 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，保证反应的 正常进行。积累项用于维持流化床整体温度，使反应生成的以水蒸气形式存在，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 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，产品主要应用于电解铝生产作为添加剂，市场 空间大，经济效益较好。 湿法生产原理如下 萤石与硫酸反应生成气体 反应炉↑ 气体与氢氧化铝反应生成产品 流化床 湿法生产工艺流程简图如下图 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传, 图生产工艺流程 生产系统主要由硫酸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的酸式硫酸钙，约在熔化生成 。在以下是稳定的，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的硫酸钙壳包住氟石颗粒，使反应不能顺利进行。 采用连续操作的回转炉来制得，炉体用厚的锅炉钢板制成，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的加料室上的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的，通过反应炉后室处斜槽由螺旋推进器排出。