本發(fā)明屬于環(huán)保和無機(jī)化工領(lǐng)域，具體涉及到一種含氟廢棄物資源化利用環(huán)保處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)絕多數(shù)磷肥廠家都是將氟硅酸進(jìn)一步加工成為氟硅酸鈉產(chǎn)品，這是一種低值、市場容量又不大的產(chǎn)品，而且在加工過程中二次污染治理量很大。在市場競爭日益激烈的今天，節(jié)能降耗，形成低投入、低消耗、低排放和高效率的節(jié)能型生成工藝，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)“減量化、再利用、資源化”的三大原則已經(jīng)成為世界工業(yè)生產(chǎn)的主旋律，同時也在響應(yīng)環(huán)保節(jié)能和廢物再利用的號召。

因此在磷肥工業(yè)中產(chǎn)生大量含有HF和SiF₄的廢氣都屬于有毒、有害氣體，必須加以處理會后才能排放，否則會造成嚴(yán)重的大氣污染，工業(yè)上多是用水吸收得到氫氟酸和氟硅酸，這樣雖然避免了含氟氣對大氣造成的污染，但卻同時產(chǎn)生了廢渣或者廢液的污染。

因?yàn)楹鷱U氣中有制作冰晶石的成分，隨著應(yīng)用經(jīng)濟(jì)環(huán)保型生產(chǎn)工藝的呼聲越來越高，對于冰晶石產(chǎn)品要求也越來越高，冰晶石工業(yè)化的生產(chǎn)方法主要有純堿氟氯酸法，粘土鹽鹵法、氟硅酸生產(chǎn)冰晶石聯(lián)產(chǎn)白炭黑等，這些方法均需要占用一定的氟資源，生產(chǎn)成本相對較高，并且現(xiàn)行工藝都存在程度不同的環(huán)境污染。國內(nèi)還有一種方法就是用水吸收后，向其中一部分加入氫氧化鋁，向另一部分加入碳酸鈉等處理制備冰晶石，這種方法工藝簡單，生產(chǎn)成本低，但是由于硅膠和氟化鋁都是沉淀，二者分離困難，沒有很好的辦法導(dǎo)致了此種工藝停滯不前和使用率不高。還有一些處理含氟廢氣中，氫氧化鋁和氟化氫在流化床內(nèi)反應(yīng)，所產(chǎn)生的水蒸氣四氟化硅氣體，未能得到有效的利用或者利用的不充分，對于當(dāng)今社會都是一種經(jīng)濟(jì)和資源的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供了一種含氟廢棄物資源化利用環(huán)保處理系統(tǒng)，解決了上述問題的不足，該系統(tǒng)中設(shè)備可以有效的將硅膠和氟化鋁二者難分離的沉淀物分離，使之制備冰晶石工藝簡化，還能達(dá)到回收利用其他反應(yīng)物的目的。

本發(fā)明是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的一種含氟廢棄物資源化利用環(huán)保處理系統(tǒng),主要由吸收系統(tǒng)、冰晶石制備系統(tǒng)、水玻璃制備系統(tǒng)組成，其中吸收系統(tǒng)：潑水輪水洗室左側(cè)連通煙氣入口，煙氣經(jīng)過潑水輪水洗室對煙氣中的氟進(jìn)行初步吸收，潑水輪水洗室右側(cè)與吸收塔連接，吸收塔下方設(shè)有一級循環(huán)槽，在吸收塔內(nèi)由下到上依次設(shè)有一級噴淋層、一級旋流器、二級噴淋層、二級旋流器和煙氣出口；一級噴淋層與一級循環(huán)槽之間設(shè)有一級循環(huán)泵，一級循環(huán)槽與二級循環(huán)罐的返回管路之間設(shè)有連通管路，通過此連通管路對一級循環(huán)槽進(jìn)行補(bǔ)水，二級循環(huán)罐上端設(shè)有補(bǔ)充水入口，二級循環(huán)罐下端與二級噴淋層連接且之間設(shè)有二級循環(huán)泵，所述的一級循環(huán)槽的左側(cè)連接著兩個取出液泵，且一條連接管路同時也與潑水輪水洗室下部相連，其中一個取出液泵與氟鋁反應(yīng)罐連通，另一個取出液泵與氟鈉反應(yīng)罐連通，一級循環(huán)槽的右側(cè)與濾液泵連通；

所述的冰晶石制備系統(tǒng)：氫氧化鋁螺旋給料機(jī)與氟鋁反應(yīng)罐上端連通，氟鋁反應(yīng)罐的右側(cè)與硅膠過濾器連通，硅膠過濾器的一端通過氟化鋁溶液取出泵與帶攪拌器混合罐連通，另一端與硅膠儲罐上端連通；碳酸鈉螺旋給料機(jī)與氟鈉反應(yīng)罐上端連通，氟鈉反應(yīng)罐的右側(cè)與硅膠過濾器連通，硅膠過濾器的一端通過氟化鈉溶液取出泵與帶攪拌器混合罐連通，另一端與硅膠儲罐下端連通；所述的硅膠儲罐還與板框壓濾機(jī)的左側(cè)通過硅膠抽取泵連通，所述的帶攪拌器混合罐分別與板框壓濾機(jī)和冰晶石過濾器連接，冰晶石過濾器的一端通過濾液泵與一級循環(huán)槽連接，另一端與流化床干燥機(jī)連接，流化床干燥機(jī)上端與旋風(fēng)分離器連接，旋風(fēng)分離器通過循環(huán)風(fēng)機(jī)與干燥用空氣加熱器連接，干燥用空氣加熱器與流化床干燥機(jī)連接，所述的干燥用空氣加熱器的熱源為通過管道連接的來自公用工程的蒸汽，蒸汽換熱后凝結(jié)為冷凝水通過管道連接送出系統(tǒng)進(jìn)行回收利用，所述的旋風(fēng)分離器下端和流化床干燥機(jī)的下端通過管道都與冰晶石包裝機(jī)連接；

所述的水玻璃制備系統(tǒng)：氨水儲罐通過氨水泵與水洗槽上端連接，來自公用工程的水管路通過水洗泵也與水洗槽上端連接，水洗槽的下端連接著過磷酸鈣工段配酸系統(tǒng)，水洗槽的左側(cè)與板框壓濾機(jī)連接，板框壓濾機(jī)的下端與帶攪拌器混合罐連接，水洗槽的右側(cè)與帶攪拌器配料槽的左側(cè)連接，氫氧化鈉粉末進(jìn)入螺旋給料機(jī)中，且螺旋給料機(jī)與帶攪拌器配料槽上端連接，來自公用工程的水管路通過配料泵與帶攪拌器配料槽上端連接，帶攪拌器配料槽下端通過抽取泵與反應(yīng)釜連接，反應(yīng)釜的熱源為通過管道連接的來自公用工程的蒸汽，蒸汽換熱后凝結(jié)為冷凝水通過管道連接送出系統(tǒng)進(jìn)行回收利用，且反應(yīng)釜的下端連接著中間儲罐，葉片真空過濾機(jī)與中間儲罐連接，葉片真空過濾機(jī)左側(cè)與真空泵連接，所述的葉片真空過濾機(jī)的下端濾出不溶殘?jiān)U物處理系統(tǒng)。

該技術(shù)方案設(shè)計(jì)到以下化學(xué)方程式：

HF↑+H₂O===HF（水溶液）

3SiF₄+4H₂O===2H₂SiF₆+SiO₂·2H₂O↓

SiF₄+2HF===H₂SiF₆

H₂SiF₆+2Al(OH)₃===2AlF₃+SiO₂·nH₂O↓

3HF+Al(OH)₃===AlF₃+3H₂0

H₂SiF₆+3Na₂CO₃===6NaF+SiO₂·nH₂O↓+3CO₂↑

2HF+Na₂CO₃===2NaF+H₂0+CO₂↑

nNaF+AlF₃===nNaF·AlF₃↓

nSiO₂+2NaOH===Na₂O·nSiO₂+H₂O

磷肥廠含氟煙氣經(jīng)過潑水輪水洗室通過一次水洗吸收后自吸收塔下部入口進(jìn)入吸收塔，含氟煙氣在吸收塔內(nèi)自下而上再經(jīng)過兩層噴淋層吸收，煙氣中的氟氣溶解于水，形成HF水溶液，煙氣中的四氟化硅被水吸收后形成固態(tài)冰晶石和HF水溶液，含水潔凈煙氣經(jīng)過一級旋流器、二級旋流器旋流除去煙氣中水霧后通過吸收塔頂部的煙氣出口排出，送入煙囪排放大氣。

本發(fā)明的有益效果為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，通過吸收系統(tǒng)、冰晶石制備系統(tǒng)和水玻璃制備系統(tǒng)的巧妙組合，能充分的利用廢棄物資源，整套吸收制備系統(tǒng)的廢水零排放，廢渣微量排放，具有無污染回收率高的優(yōu)點(diǎn)，有效的節(jié)約能源使用，實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保的目的。

附圖說明

圖1為吸收系統(tǒng)示意圖；

圖2為冰晶石制備系統(tǒng)示意圖；

圖3為水玻璃制備系統(tǒng)示意圖；

如圖1至圖3所述，潑水輪水洗室（1），一級循環(huán)槽（2），吸收塔（3），一級噴淋層（4），一級旋流器（5），二級噴淋層（6），二級旋流器（7），一級循環(huán)泵（8），二級循環(huán)罐（9），二級循環(huán)泵（10），取出液泵（11-1），取出液泵（11-2），氟鋁反應(yīng)罐（12），硅膠過濾器（13-1），硅膠過濾器（13-2），氟鈉反應(yīng)罐（14），硅膠儲罐（15），氟化鋁溶液取出泵（16），氟化鈉溶液取出泵（17），帶攪拌器混合罐（18），冰晶石過濾器（19），濾液泵（20），流化床干燥機(jī)（21），旋風(fēng)分離器（22），循環(huán)風(fēng)機(jī)（23），干燥用空氣加熱器（24），冰晶石包裝機(jī)（25），氨水儲罐（26），氨水泵（27），硅膠抽取泵（28），板框壓濾機(jī)（29），水洗槽（30），帶攪拌器配料槽（31），水洗泵（32），螺旋給料機(jī)（33），配料泵（34），抽取泵（35），反應(yīng)釜（36），中間儲罐（37），葉片真空過濾機(jī)（38），真空泵（39），氫氧化鋁螺旋給料機(jī)（40），碳酸鈉螺旋給料機(jī)（41）。

具體實(shí)施方式

一種含氟廢棄物資源化利用環(huán)保處理系統(tǒng),主要由吸收系統(tǒng)、冰晶石制備系統(tǒng)、水玻璃制備系統(tǒng)組成，其中吸收系統(tǒng)：潑水輪水洗室（1）左側(cè)連通煙氣入口，煙氣經(jīng)過潑水輪水洗室（1）對煙氣中的氟進(jìn)行初步吸收，潑水輪水洗室（1）右側(cè)與吸收塔（3）連接，吸收塔（3）下方設(shè)有一級循環(huán)槽（2），在吸收塔（3）內(nèi)由下到上依次設(shè)有一級噴淋層（4）、一級旋流器（5）、二級噴淋層（6）、二級旋流器（7）和煙氣出口；一級噴淋層（4）與一級循環(huán)槽（2）之間設(shè)有一級循環(huán)泵（8），一級循環(huán)槽（2）與二級循環(huán)罐（9）的返回管路之間設(shè)有連通管路，通過此連通管路對一級循環(huán)槽（2）進(jìn)行補(bǔ)水，二級循環(huán)罐（9）上端設(shè)有補(bǔ)充水入口，二級循環(huán)罐（9）下端與二級噴淋層（6）連接且之間設(shè)有二級循環(huán)泵（10），所述的一級循環(huán)槽（2）的左側(cè)連接著取出液泵（11-1）和取出液泵（11-2），且一條連接管路同時也與潑水輪水洗室（1）下部相連，其中一個取出液泵（11-1）與氟鋁反應(yīng)罐（12）連通，另一個取出液泵（11-2）與氟鈉反應(yīng)罐（14）連通，一級循環(huán)槽（2）的右側(cè)與濾液泵（20）連通；

所述的冰晶石制備系統(tǒng)：氫氧化鋁螺旋給料機(jī)（40）與氟鋁反應(yīng)罐（12）上端連通，氟鋁反應(yīng)罐（12）的右側(cè)與硅膠過濾器（13-1）連通，硅膠過濾器（13-1）的一端通過氟化鋁溶液取出泵（16）與帶攪拌器混合罐（18）連通，另一端與硅膠儲罐（15）上端連通；碳酸鈉螺旋給料機(jī)（41）與氟鈉反應(yīng)罐（14）上端連通，氟鈉反應(yīng)罐（14）的右側(cè)與硅膠過濾器（13-2）連通，硅膠過濾器（13-2）的一端通過氟化鈉溶液取出泵（17）與帶攪拌器混合罐（18）連通，另一端與硅膠儲罐（15）下端連通；所述的硅膠儲罐（15）還與板框壓濾機(jī)（29）的左側(cè)連通，所述的帶攪拌器混合罐（18）分別與板框壓濾機(jī)（29）和冰晶石過濾器（19）連接，冰晶石過濾器（19）的一端通過濾液泵（20）與一級循環(huán)槽（2）連接，另一端與流化床干燥機(jī)（21）連接，流化床干燥機(jī)（21）上端與旋風(fēng)分離器（22）連接，旋風(fēng)分離器（22）通過循環(huán)風(fēng)機(jī)（23）與干燥用空氣加熱器（24）連接，干燥用空氣加熱器（24）與流化床干燥機(jī)（21）連接，所述的干燥用空氣加熱器（24）的熱源為通過管道連接的來自公用工程的蒸汽，蒸汽換熱后凝結(jié)為冷凝水通過管道連接送出系統(tǒng)進(jìn)行回收利用，所述的旋風(fēng)分離器（22）下端和流化床干燥機(jī)（21）的下端通過管道都與冰晶石包裝機(jī)（25）連接；

所述的水玻璃制備系統(tǒng)：氨水儲罐（26）通過氨水泵（27）與水洗槽（30）上端連接，來自公用工程的水管路通過水洗泵（32）也與水洗槽（30）上端連接，水洗槽（30）的下端連接著過磷酸鈣工段配酸系統(tǒng)，水洗槽（30）的左側(cè)與板框壓濾機(jī)（29）連接，板框壓濾機(jī)（29）的下端與帶攪拌器混合罐（18）連接，水洗槽（30）的右側(cè)與帶攪拌器配料槽（31）的左側(cè)連接，氫氧化鈉粉末進(jìn)入螺旋給料機(jī)（33）中，且螺旋給料機(jī)（33）與帶攪拌器配料槽（31）上端連接，來自公用工程的水管路通過配料泵（34）與帶攪拌器配料槽（31）上端連接，帶攪拌器配料槽（31）下端通過抽取泵（35）與反應(yīng)釜（36）連接，反應(yīng)釜（36）的熱源為通過管道連接的來自公用工程的蒸汽，蒸汽換熱后凝結(jié)為冷凝水通過管道連接送出系統(tǒng)進(jìn)行回收利用，且反應(yīng)釜（36）的下端連接著中間儲罐（37），葉片真空過濾機(jī)（38）與中間儲罐（37）連接，葉片真空過濾機(jī)（38）左側(cè)與真空泵（39）連接，所述的葉片真空過濾機(jī)（38）的下端濾出不溶殘?jiān)U物處理系統(tǒng)。

工序流程：含氟廢氣通過煙氣入口進(jìn)入潑水輪水洗室再到吸收塔內(nèi)，吸收塔內(nèi)分為兩級噴淋。一級循環(huán)泵自吸收塔底的一級循環(huán)槽內(nèi)抽水送至吸收塔內(nèi)進(jìn)行一級噴淋層吸收，吸收后吸收液落回一級循環(huán)槽內(nèi)，當(dāng)一級循環(huán)槽內(nèi)溶液達(dá)到一定濃度后，分別由兩只取出液泵同時定量抽取一級循環(huán)槽內(nèi)的溶液送到氟鋁反應(yīng)罐和氟鈉反應(yīng)罐中，一級循環(huán)槽液位降低反饋給調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥開啟，補(bǔ)充水補(bǔ)充到一級循環(huán)槽中。二級循環(huán)罐中的水被抽取送至吸收塔上部進(jìn)行二級噴淋層吸收，吸收液落回二級旋流器上通過返回管流回二級循環(huán)罐。一級循環(huán)槽的補(bǔ)充水通過二級循環(huán)返回管支路補(bǔ)充。二級循環(huán)罐的補(bǔ)充水通過系統(tǒng)外補(bǔ)充水管路補(bǔ)充。在氟鈉反應(yīng)罐中由碳酸鈉螺旋給料機(jī)定量加入碳酸鈉粉末，在氟鈉反應(yīng)罐中攪拌反應(yīng)產(chǎn)生氟化鈉和硅膠，氟化鈉和硅膠混合液經(jīng)過硅膠過濾器過濾后，硅膠濾出送至硅膠儲罐，濾出的氟化鈉溶液經(jīng)氟化鈉溶液抽取泵抽取送至帶攪拌器混合罐。在氟鋁反應(yīng)罐中氫氧化鋁由螺旋給料機(jī)定量加入氫氧化鋁粉末，在氟鋁反應(yīng)罐中攪拌反應(yīng)產(chǎn)生氟化鋁和硅膠，氟化鋁和硅膠混合液經(jīng)過硅膠過濾器過濾后，硅膠濾出送至硅膠儲罐，濾出的氟化鋁溶液經(jīng)氟化鋁溶液抽取泵抽取送至帶攪拌器混合罐。氟化鈉溶液和氟化鋁溶液在帶攪拌器混合罐中經(jīng)過攪拌反應(yīng)產(chǎn)生冰晶石絮狀物?；旌弦航?jīng)過過濾器過濾后，濾液送回吸收塔內(nèi)重新利用，濾出的冰晶石絮狀物送至流化床干燥機(jī)內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥的熱源為來自公用工程的蒸汽，換熱后的蒸汽冷凝為冷凝水送回公用工程中回收利用。干燥得到冰晶石粉末，經(jīng)過打包包裝后送至冰晶石倉庫。

濾出的硅膠經(jīng)過硅膠抽取泵送至板框壓濾機(jī)中進(jìn)行壓濾，濾液送回帶攪拌器混合罐，濾出的硅膠經(jīng)運(yùn)輸皮帶運(yùn)輸?shù)剿床壑?。硅膠在水洗槽內(nèi)被氨水和水中和水洗，水洗后的溶液送到磷肥工業(yè)過磷酸鈣工段配酸崗位再利用，中和后的硅膠經(jīng)過皮帶送入配料槽中，在配料槽中由螺旋加料機(jī)定量加入氫氧化鈉，同時由配料泵加入足量的水，經(jīng)過攪拌充分混合后由配料泵抽取后送到反應(yīng)釜內(nèi)，在反應(yīng)釜內(nèi)保持160攝氏度0.7~0.8MPa狀態(tài)6~7個小時，充分反應(yīng)后產(chǎn)生水玻璃溶液送到中間儲罐中，真空泵抽取中間儲罐中的溶液通過真空葉片過濾機(jī)真空抽濾后得到一定濃度的水玻璃溶液，送到水玻璃溶液儲罐中，過濾的濾渣送去廢物處理。