专利名称：一种利用氢氟酸生产装置含氟尾气生产精制氟硅酸的方法
技术领域：
本发明涉及一种生产精制氟硅酸的方法。特别是一种利用无水氢氟酸生产装置中尾气进行串级吸收生产精制氟硅酸的方法。
背景技术：
氟硅酸是一种用途广泛的无机化合物，是制取氟硅酸钠、氟硅酸钾等氟硅酸盐的基本原料。用于金属电镀、木材防腐、啤酒消毒、酿造工业消毒(1％～2％的氟硅酸溶液)和铅的电解精制等，还用作媒染剂和金属表面处理剂。
关于含氟尾气回收精制氟硅酸的方法，目前还没有相关文献进行报道。
目前常规氟化氢生产工业的尾气回收的工艺特点是采用两只吸收塔并联吸收装置，进行单级吸收，一开一备切换使用，来自氟化氢装置的尾气进吸收塔进行连续、循环吸收；用水作为循环吸收液。
目前氟化氢生产工业的含氟尾气回收存在以下几个问题1、采用水洗吸收，系统容易堵塞。
2、氟硅酸产品中的硫酸含量较高＞1.5％，达不到客户要求或影响客户使用效果，导致部分客户无法使用。
3、传统的尾气回收工艺都是尾气直接进吸收塔吸收至饱和溶液便更换循环液，这样得到的氟硅酸溶液往往浓度较低，一般氟硅酸含量小于30％。
4、含氟尾气吸收不完全，达不到环保放空要求。
5、降低了尾气的利用率，影响回收效益。
为此，许多科研机构、生产厂家及有识之士不断地进行了开发和研究，但至今尚未有较好的改进办法。
发明内容
为了克服现有氟化氢生产工业的含氟尾气回收存在的上述弊病，本发明提供了一种生产工艺流程简单、故障率低、回收率高、氟硅酸产品好、达标排放的利用氢氟酸生产装置中含氟尾气生产精制氟硅酸的方法。
本发明的理论依据如下1、
由此可见只要吸收液中有一定浓度的HF存在，就不会产生二氧化硅堵塞整个吸收系统。
2、根据H2SO4的不易挥发性和H2SiF6的易挥发性进行串级吸收。由于尾气中SO3的含量较少，H2SO4不易挥发而H2SiF6容易挥发，当1#塔的H2SiF6浓度达到饱和时，H2SO4还远远没达到饱和。利用这一点就可以把1#塔作为SO3吸收的装置，连续吸收尾气至循环吸收液中H2SO4达到一定的浓度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案，它由1#、2#、3#吸收塔串级吸收组成，包括以下几个步骤
(1)、尾气中SO3的吸收来自无水氢氟酸生产装置的尾气进入1#吸收塔，循环吸收液经1#循环泵对尾气中SO3进行连续、循环吸收，循环吸收液为氟化氢水溶液，循环吸收液中的H2SO4含量控制在20％以内，当H2SO4含量达到该值后将循环吸收液送入混酸槽；(2)、氟硅酸的精制经1#吸收塔吸收了大部分SO3的尾气进入2#吸收塔，循环吸收液经2#循环泵进行连续、循环吸收，循环吸收液为氟化氢水溶液或3#吸收塔的循环吸收液，直至得到2#吸收塔循环吸收液中H2SiF6含量＞40％、硫酸含量＜500PPm的氟硅酸产品，再送入精制氟硅酸槽；(3)、环保处理过程经2#吸收塔吸收了大部分SiF4的尾气进入3#吸收塔，循环吸收液经3#循环泵(6)进行连续、循环吸收，循环吸收液为氟化氢水溶液，3#吸收塔循环吸收液H2SiF6含量控制在20％以内，达到该浓度后的循环吸收液返回到2#吸收塔继续吸收至H2SiF6含量＞40％，经3#吸收塔吸收后的尾气达标放空。
所述的氟化氢水溶液浓度控制在5％～30％之间。
所述1#、2#、3#吸收塔循环吸收的温度控制在10～60℃范围内。
所述的1#、2#、3#吸收塔的塔内压力控制在-2～0KPa的范围内。
采用上述工艺后，有如下特点一是不会产生二氧化硅堵塞整个吸收系统；二是可以得到硫酸含量＜500PPm、氟硅酸含量＞40％的优质氟硅酸；三是含氟尾气吸收完全，并做到达标排放。
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施例方式
利用氢氟酸生产装置中含氟尾气生产精制氟硅酸的工艺流程如附图1所示，下面结合具体实施方案对本发明的主要工艺流程简述如下1、配制一定浓度的HF水溶液放置1#、2#、3#吸收塔1、2、3中，并启动1#、2#、3#吸收循环泵4、5、6，尾气从1#吸收塔1进入依次经2#、3#吸收塔2、3进行串级吸收然后放空。1#吸收塔1作为SO3吸收的装置，连续吸收尾气中的SO3至循环吸收液中H2SO4达到一定的浓度，循环吸收液中的H2SO4含量控制在20％以内，当H2SO4含量达到该值后将循环吸收液送入混酸槽；当1#吸收塔1循环吸收液中H2SO4的浓度控制在小于20％时，2#吸收塔2循环吸收液中H2SO4的浓度可控制在500PPm范围内；1#吸收塔1的温度控制在10～60℃范围内，压力控制在-2～0KPa的范围内。
2、经1#吸收塔1吸收了大部分SO3的尾气进入2#吸收塔2，循环吸收液经2#循环泵5进行连续、循环吸收，循环吸收液为氟化氢水溶液或3#吸收塔3吸收反应返回的循环吸收液，直至得到2#吸收塔2循环吸收液中H2SiF6含量＞40％、硫酸含量＜500PPm的氟硅酸产品，再送入精制氟硅酸槽；2#吸收塔2的温度控制在10～60℃范围内，压力控制在-2～0KPa的范围内。
3、经2#吸收塔2吸收了大部分SiF4的尾气进入3#吸收塔3，循环吸收液经3#循环泵6进行连续、循环吸收，循环吸收液为氟化氢水溶液，为了吸收完全，3#吸收塔3循环吸收液H2SiF6含量控制在20％以内，达到该浓度后的循环吸收液返回到2#吸收塔2继续吸收至H2SiF6合格产品，经3#吸收塔3吸收后的尾气达标放空；3#吸收塔3的温度控制在10～60℃范围内，压力控制在-2～0KPa的范围内。
实施例1以一万吨无水氢氟酸生产线尾气回收系统为例。依上述工艺流程及步骤，当1#、2#、3#吸收塔1、2、3均采用水作循环吸收液，20小时后产生的二氧化硅堵塞尾气回收系统，系统吸收无法进行。
实施例2以一万吨无水氢氟酸生产线尾气回收系统为例。依上述工艺流程及步骤，配制的循环吸收液为浓度20％的氟化氢水溶液，1#吸收塔1循环吸收液硫酸浓度控制在＜20％，3#吸收塔3循环吸收液H2SiF6浓度控制在＜20％；1#吸收塔1在一个循环周期(约一个月更换循环吸收液)内循环吸收液的间隔5天采样列表如下
结论1#吸收塔1吸收后得到的是含硫酸与氟硅酸的混合液。
实施例3以一万吨无水氢氟酸生产线尾气回收系统为例。按例2的条件实施，在1#吸收塔1一个循环周期内，2#吸收塔2成品氟硅酸(浓度大于40％)中H2SO4含量列表如下
结论控制1#吸收塔1循环吸收液中H2SO4的浓度小于20％时，2#吸收塔2循环吸收液中H2SO4的浓度可控在500PPm范围内。
实施例4按例2的条件实施，其他条件不变，当1#吸收塔1循环吸收液的硫酸浓度＞20％时，2#吸收塔2的成品氟硅酸(浓度大于40％)中H2SO4含量列表如下
结论若控制1#吸收塔1循环吸收液中H2SO4的浓度大于20％时，2#吸收塔2循环吸收液中H2SO4的浓度很难控在500PPm范围内。
实施例5按例2的条件实施，其他条件不变，当3#吸收塔3循环吸收液H2SiF6浓度达到30％时，放空尾气中含SiF4气体，吸收不完全且造成空气污染。
权利要求
1.一种利用氢氟酸生产装置中含氟尾气生产精制氟硅酸的方法，其特征是它由1#、2#、3#吸收塔(1、2、3)串级吸收组成，包括以下几个步骤(1)、尾气中SO3的吸收来自无水氢氟酸生产装置的尾气进入1#吸收塔(1)，循环吸收液经1#循环泵(4)对尾气中SO3进行连续、循环吸收，循环吸收液为氟化氢水溶液，循环吸收液中的H2SO4含量控制在20％以内，当H2SO4含量达到该值后将循环吸收液送入混酸槽；(2)、氟硅酸的精制经1#吸收塔(1)吸收了大部分SO3的尾气进入2#吸收塔(2)，循环吸收液经2#循环泵(5)进行连续、循环吸收，循环吸收液为氟化氢水溶液或3#吸收塔(3)的循环吸收液，直至得到2#吸收塔(2)循环吸收液中H2SiF6含量＞40％、硫酸含量＜500PPm的氟硅酸产品，再送入精制氟硅酸槽；(3)、环保处理过程经2#吸收塔(2)吸收了大部分SiF4的尾气进入3#吸收塔(3)，循环吸收液经3#循环泵(6)进行连续、循环吸收，循环吸收液为氟化氢水溶液，3#吸收塔(3)循环吸收液H2SiF6含量控制在20％以内，达到该浓度后的循环吸收液返回到2#吸收塔(2)继续吸收至H2SiF6含量＞40％，经3#吸收塔(3)吸收后的尾气达标放空。
2.根据权利要求1所述的一种利用氢氟酸生产装置中含氟尾气生产精制氟硅酸的方法，其特征是所述的氟化氢水溶液浓度控制在5％～30％之间。
3.根据权利要求1所述的一种利用氢氟酸生产装置中含氟尾气生产精制氟硅酸的方法，其特征是所述1#、2#、3#吸收塔(1、2、3)循环吸收的温度控制在10～60℃范围内。
4.根据权利要求1所述的一种利用氢氟酸生产装置中含氟尾气生产精制氟硅酸的方法，其特征是所述的1#、2#、3#吸收塔(1、2、3)的压力控制在-2～0KPa的范围内。
全文摘要
本发明公开了一种利用氢氟酸生产装置中含氟尾气生产精制氟硅酸的方法，包括以下几个步骤(1)尾气进入1#吸收塔，经循环吸收液对尾气中SO
文档编号B01D53/68GK1948149SQ20061015448
公开日2007年4月18日 申请日期2006年11月3日 优先权日2006年11月3日
发明者李斌, 占林喜 申请人:浙江三美化工有限公司