一種氟化氫廢氣治理及資源化利用的設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及工業(yè)生產(chǎn)領域，特別是涉及在工業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的氟化氫廢氣的 治理及資源化利用，屬于環(huán)保治理領域。
【背景技術】
[0002] 氟化氫氣體是一種極強的腐蝕劑，有劇毒。它是無色的氣體，在空氣中，只要超 過3ppm就會產(chǎn)生刺激的味道。HF是具有強刺激性氣味和強腐蝕性的有毒氣體，它們對人 的危害要比SO2氣體大20倍左右。氟化物氣體包括氟化氫（HF)、四氟化硅（SiF 4)、硅氟酸 (H2SiF6)等，是對作物毒性很強的大氣污染物，其中氟化氫是排放量最大、毒性最強的氟化 物。含氟廢氣對人體的危害，有直接性感官刺激傷害，還有體內(nèi)的積累性毒害，如侵入人體 的氟約有50%在牙齒、骨骼中沉積。高濃度含氟氣體對人的呼吸道和眼睛黏膜有刺激損傷 作用，嚴重時可引起支氣管炎、肺炎、肺水腫，發(fā)生嘔吐、腹痛、腹瀉等胃腸道疾患或中樞神 經(jīng)系統(tǒng)中毒癥狀，甚至使人室息死亡。生產(chǎn)氟及其化合物對從業(yè)者所致氟病，已列入中國 "職業(yè)病目錄"，屬于法定的56種職業(yè)中毒疾患之一。因此，國家對職業(yè)接觸氟及氟化物有 限制性規(guī)定：工作場所空氣中所含HF的最高容許質(zhì)量濃度為2 mg/m3 (按F計)。
[0003] 含氟廢氣的擴散、轉移，包括夾雜在酸雨中的沉降，能形成對大氣、水體、土壤的污 染，以及對建筑物、設備的腐蝕和臭氧層的破壞等，還對動植物造成危害，氟污染嚴重時可 致動物死亡、植物壞死。因此，工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的含氟廢氣必須凈化合格才能排放。
[0004] 氟化氫氣體主要來自于化工、冶金、建材、熱電、電解等行業(yè)，凡使用礦石中含有氟 的工廠都可排出氟化物，對含氟礦石在高溫下的煅燒、熔融或化學反應過程，譬如用硫酸分 解磷礦粉會釋放出HF氣體，HF又與磷礦石中的二氧化硅反應釋放出SiF4氣體。因此，電解 鋁廠、水泥廠、火電廠、磷酸及磷肥廠等是含氟廢氣的主要來源。詳見表1。
[0005] 表1含氟化氫廢氣的來源
[0006] 對于氟化氫氣體的處理，現(xiàn)有技術主要利用水吸收法、堿吸收法、吸附凈化法。利 用水吸收法直接形成氫氟酸溶液，氫氟酸是一種強酸，因此對設備的腐蝕性嚴重。堿液吸收 主要是利用氫氧化鈉、氨水等偏堿性液體對氟化氫氣體進行吸收，吸收后溶液變?yōu)楹?鹽類化合物，故對設備的腐蝕性降低了，但是吸收液成為了高鹽廢水，對高鹽廢水的處理主 要采用蒸發(fā)結晶，蒸發(fā)結晶的成本很高，企業(yè)一般無法承受。吸附凈化法主要是利用活性 炭、氧化鋁、硅藻土等物質(zhì)進行吸附，主要利用吸附材料的比表面積進行吸附，這種技術只 能處理氟化氫濃度偏低的氣體，對于高濃度的氟化氫氣體將很快達到飽和而失去作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本【實用新型內(nèi)容】針對現(xiàn)有氟化氫的處理技術的設備腐蝕、噴淋液二次污染、氟化 氫濃度限值等問題，公開了一種全新的氟化氫氣體治理及資源化利用的方法。主要包括以 下幾個步驟：
[0008] (1)利用風機將氟化氫氣體進行收集集中，將風機出口接入到含有氫氧化鋰吸收 液的噴淋塔，進行氟化氫廢氣的噴淋吸收；
[0009] (2)利用氫氧化鋰吸收液將氟化氫氣體充分吸收，發(fā)生的反應為：HF+LiOH - LiF + H20,監(jiān)測噴淋吸收液的pH至反應完全；
[0010] (3)將反應完全的噴淋吸收液，加入氫氧化鋰固體，攪拌，利用同離子效應將氟化 鋰析出，固液分離，固體進行回收，液體再返回步驟（1)中循環(huán)使用。
[0011] 優(yōu)選的，步驟（1)中氫氧化鋰吸收液初始pH為11-14。
[0012] 優(yōu)選的，步驟（2)中吸收液的pH在5-9范圍即為反應完全。
[0013] 優(yōu)選的，步驟（3)中，加入固體氫氧化鋰的量為10-100g/L。
[0014] 本實用新型還涉及一種氟化氫廢氣治理及資源化利用的設備，包括風機、噴淋塔、 集水箱、結晶反應器和離心機，所述風機的出口與噴淋塔相連，所述噴淋塔底部連接有集水 箱，所述集水箱底部通過栗與噴淋塔頂部相連，所述栗還與結晶反應器相連，所述結晶反應 器與離心機相連，所述離心機的甩濾液與集水箱相連。
[0015] 所述噴淋塔內(nèi)設有pH測定儀。
[0016] 所述集水箱內(nèi)設有pH測定儀。
[0017] 所述結晶反應器內(nèi)設有pH測定儀。
[0018] 本實用新型創(chuàng)造性的公開了一種氟化氫氣體的治理及資源化利用技術，本實用新 型具有以下優(yōu)點：
[0019] (1)氟化氫氣體吸收效果顯著提高。氟化氫廢氣是一種酸性廢氣，而吸收液始終保 持強堿性狀態(tài)，對于氟化氫氣體的吸收顯著提高，大大降低了大氣中氟化氫氣體的含量。
[0020] (2)回收氟化鋰鹽。本實用新型中，氟化氫與氫氧化鋰反應生成氟化鋰，氟化鋰的 溶解度很小，常溫下為I. 6g/L，而氫氧化鋰常溫下的溶解度為126g/L，在吸收液中再補充 氫氧化鋰后，根據(jù)同離子效應的原理，會析出氟化鋰晶體。
[0021] (3)獲得巨大的經(jīng)濟效益。氟化氫氣體處理時加強環(huán)境保護的一項必須實施的工 程，需要投入大量財力。但是，本實用新型技術不僅可以經(jīng)環(huán)保成本降低為零，還可以獲得 巨大的經(jīng)濟效益。氫氧化鋰的成本為45000元/噸，而氟化鋰的售價為100000-120000元/ 噸，投入氫氧化鋰回收氟化鋰可以獲取每噸60000元的差價。本實用新型創(chuàng)造性將環(huán)保投 入轉變?yōu)榱擞椖?，意義重大。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本實用新型所述的方法的中試試驗流程圖；
[0023] 圖2為氟化氫廢氣治理及資源化利用的設備的示意圖；
[0024] 其中：1風機、2噴淋塔、3集水箱、4結晶反應器、5離心機，6栗。
【具體實施方式】
[0025] 實施例1氟化鋰析出小試實驗
[0026] I. 1材料與方法
[0027] I. I. 1實驗設計
[0028] 實驗在南京格洛特環(huán)境工程股份有限公司的實驗室內(nèi)進行。在實驗室中因為無法 有氟化氫廢氣的產(chǎn)生，因此我們根據(jù)氟化鋰的溶解度配制了不同濃度的氟化鋰母液，再加 入氫氧化鋰固體時，觀察晶體析出狀態(tài)和晶體析出質(zhì)量。氫氧化鋰和氟化鋰的溶解度如表 2所示，實驗方案如表3所示。
[0029] 表2 LiOH和LiF的溶解度表(單位：g/100ml)
[0030] 表3實驗方案
[0031] I. L 2測定與分析
[0032] 實驗器材：pH測定儀、電子天平、磁力攪拌器、燒杯、濾紙
[0033] 測定指標：pH，采用pH測定儀測定；氟化鋰的量：天子天