一种电解制氟阴极尾气的氟化氢回收处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废气回收处理技术领域，具体地说是一种电解制氟阴极尾气的氟化氢回收处理装置。
【背景技术】
[0002]
在氟化工、核化工中氟单体的工业制备主要是电解法，电解质为氟氢化钾和无水HF配制成的熔融混合物，在电解槽中通直流电进行电化学反应，阳极产生F2,阴极产生H2t3HF的沸点为19.2°C，而电解槽电解温度远大于HF沸点造成HF挥发，因此电解槽阴极产生出的同时夹带一定量的HF，形成含有HdPHF的阴极尾气(其中氢气占体积94%，氟化氢占体积6%)。阴极尾气具有强腐蚀、易燃易爆的特性，直接排放容易引发爆炸事故，且尾气中的HF可引起设备腐蚀，环境污染等问题。目前，国内对电解制氟产生的废气主要采用循环水吸收制氢氟酸或直接碱液吸收除HF的处理方式，电解制氟产生的阴极尾气处理还需同时解决管道设备防腐、氢气防爆、高浓度HF净化后达标排放等问题。
[0003]现有技术存在的问题是:阴极尾气中HF不经回收利用，而直接净化处理后达标排放，是对生产资源的极大浪费，电解制氟产生的阴极尾气中仅有出与册两种物质，尤其氟化氢分离回收后可循环利用于作为电解制氟的原料。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术的不足而设计的一种电解制氟阴极尾气的氟化氢回收处理装置，采用深度冷凝将电解制氟尾气中的氟化氢液化后回收，深度冷凝后的气体经碱液吸收净化后点火燃烧，进行高空排放，回收的氟化氢后可用于电解制氟的原料，极大的提高了资源的有效利用，减少了环境污染，处理成本低，HF回收效率达67%，HF净化效率达99.9%，是一种很有工业价值的电解制氟尾气的氟化氢回收处理工艺。
[0005]本发明的目的是这样实现的:一种电解制氟阴极尾气的氟化氢回收处理装置，其特点是该装置由稳压单元、回收单元、净化单元和焚烧单元组成，电解槽产生的阴极尾气由管道送至稳压单元进行缓冲，稳压后的阴极尾气由回收单元进行氟化氢的冷凝和回收，经回收氟化氢的阴极尾气由涡旋风机送至净化单元，由碱液进行循环喷淋吸收剩余的氟化氢，经喷淋洗涤后的阴极尾气送焚烧单元进行点火后高空排放。
[0006]所述稳压单元为设有压力变送器的缓冲罐。
[0007]所述回收单元由一级换热器、二级换热器、冷冻机和氟化氢储罐组成，一级换热器和二级换热器的冷凝液进氟化氢储罐;所述冷冻机与二级换热器管程的进、出管连接;所述一级换热器壳程的进、出管分别与缓冲罐出口管、二级换热器壳程的进管连接;所述二级换热器壳程的出管与一级换热器管程的进管连接。
[0008]所述净化单元由三级换热器、热水槽、热水栗、碱液吸收塔、涡旋风机、碱液槽和碱液循环栗组成，所述三级换热器管程的进、出管分别与一级换热器管程的出管和涡旋风机进口连接;所述三级换热器壳程的进、出管分别与热水栗出口和热水槽进水管连接，热水栗进口与热水槽出水管连接;所述碱液吸收塔的气相进、出口分别与涡旋风机出口和废气焚烧炉连接;所述碱液吸收塔的液相进、出口分别与碱液循环栗出口和碱液槽进口连接，碱液槽出口与碱液循环栗进口连接。
[0009]所述焚烧单元为设有自动点火、阻火和蒸汽吹扫消烟装置的废气焚烧炉。
[0010]所述缓冲罐与涡旋风机采用联锁变频运行方式。
[0011]本发明与现有技术相比具有处理工艺简单，资源回收率高，处理成本低，大大减少了环境污染，回收的氟化氢后可用于电解制氟的原料，极大的提高了资源的有效利用，是一种很有工业价值的电解制氟尾气的氟化氢回收处理工艺。
【附图说明】
[0012]图1为本发明工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
参阅附图1，将多台电解槽产生的电解制氟阴极尾气通过工艺废气管道收集后引入设有压力变送器2和缓冲罐I的稳压单元I，压力变送器2与设有防爆磁传动无泄漏的涡旋风机12联锁变频运行，使缓冲罐I内气体压力维持在_50Pa?50Pa之间，减少前端电解工序电解槽内的气压波动。经稳压单元I缓冲的阴极尾气送入由一级换热器4、二级换热器3、冷冻机6和氟化氢储罐7组成的回收单元Π，经一级换热器4和二级换热器3冷凝回收的液态HF进入氟化氢储罐7;所述冷冻机6与二级换热器3管程的进、出管连接;所述一级换热器4壳程的进、出管分别与缓冲罐I出口管、二级换热器3壳程的进管连接;所述二级换热器3壳程的出管与一级换热器4管程的进管连接。
[0014]经回收单元Π冷凝回收氟化氢的阴极尾气由涡旋风机12送至由三级换热器5、热水槽8、热水栗9、碱液吸收塔10、碱液槽13和碱液循环栗14组成的净化单元ΙΠ，三级换热器5管程的进、出管分别与一级换热器4管程的出管和涡旋风机12进口连接，三级换热器5壳程的进、出管分别与热水栗9出口和热水槽8进水管连接，热水栗9进口与热水槽8出水管连接，碱液吸收塔10的气相进、出口分别与涡旋风机12出口和废气焚烧炉11连接，碱液吸收塔10的液相进、出口分别与碱液循环栗14出口和碱液槽13进口连接，碱液槽13出口与碱液循环栗14进口连接，涡旋风机12与缓冲罐I采用联锁变频运行方式。
[0015]从一级换热器4管程出来经深度冷凝回收HF的阴极尾气进入三级换热器5与循环热水换热升温至常温后由防爆磁传动无泄漏的涡旋风机12送入碱液吸收塔10，含HF的阴极尾气由塔底进入，碱液槽13中5%的碳酸钠溶液由碱液循环栗14输送至塔顶的喷淋头雾化喷出，阴极尾气与喷淋液逆流接触，塔内填料增加气液接触传质面积，HF极易溶于水，与碳酸钠溶液反应生成NaF后去除，含氟废液定期排放。经碱液吸收后的阴极尾气，其HF浓度小于9mg/ m3，HF净化效率达99.9%。经净化单元ΙΠ喷淋洗涤后的阴极尾气送焚烧单元IV进行点火后高空排放，焚烧单元IV为设有自动点火、阻火和蒸汽吹扫消烟装置的废气焚烧炉11。
[0016]上述一级换热器4、二级换热器3和三级换热器5材质均为蒙乃尔合金，碱液吸收塔10材质为碳钢内衬四氟。为满足氢气防爆要求，所有管道、储罐和设备均设静电接地，整套系统、各装置、设备均设氮气吹扫置换系统和放空系统。
[0017]以上只是对本发明做进一步说明，并非用以限制本专利，凡为本发明等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。
【主权项】
1.一种电解制氟阴极尾气的氟化氢回收处理装置，其特征在于该装置由稳压单元、回收单元、净化单元和焚烧单元组成，电解槽产生的阴极尾气由管道送至稳压单元进行缓冲，稳压后的阴极尾气由回收单元进行氟化氢的冷凝和回收，经回收氟化氢的阴极尾气由涡旋风机送至净化单元，由碱液进行循环喷淋吸收剩余的氟化氢，经喷淋洗涤后的阴极尾气送焚烧单元进行点火后高空排放。2.根据权利要求1所述电解制氟阴极尾气的氟化氢回收处理装置，其特征在于所述稳压单元为设有压力变送器的缓冲罐。3.根据权利要求1所述电解制氟阴极尾气的氟化氢回收处理装置，其特征在于所述回收单元由一级换热器、二级换热器、冷冻机和氟化氢储罐组成，一级换热器和二级换热器的冷凝液进氟化氢储罐;所述冷冻机与二级换热器管程的进、出管连接;所述一级换热器壳程的进、出管分别与缓冲罐出口管、二级换热器壳程的进管连接;所述二级换热器壳程的出管与一级换热器管程的进管连接。4.根据权利要求1所述电解制氟阴极尾气的氟化氢回收处理装置，其特征在于所述净化单元由三级换热器、热水槽、热水栗、碱液吸收塔、涡旋风机、碱液槽和碱液循环栗组成，所述三级换热器管程的进、出管分别与一级换热器管程的出管、涡旋风机进口连接;所述三级换热器壳程的进、出管分别与热水栗出口和热水槽进水管连接，热水栗进口与热水槽出水管连接;所述碱液吸收塔的气相进、出口分别与涡旋风机出口和废气焚烧炉连接;所述碱液吸收塔的液相进、出口分别与碱液循环栗出口和碱液槽进口连接，碱液槽出口与碱液循环栗进口连接。5.根据权利要求1所述电解制氟阴极尾气的氟化氢回收处理装置，其特征在于所述焚烧单元为设有自动点火、阻火和蒸汽吹扫消烟装置的废气焚烧炉。6.根据权利要求1权利要求2或所述电解制氟阴极尾气的氟化氢回收处理装置，其特征在于所述缓冲罐与涡旋风机采用联锁变频运行方式。
【专利摘要】本发明公开了一种电解制氟阴极尾气的氟化氢回收处理装置，其特点是该装置由稳压单元、回收单元、净化单元和焚烧单元组成，电解槽产生的阴极尾气由管道送至稳压单元进行缓冲，稳压后的阴极尾气由回收单元进行氟化氢的冷凝和回收，经回收氟化氢的阴极尾气由涡旋风机送至净化单元，由碱液进行循环喷淋吸收剩余的氟化氢，经喷淋洗涤后的阴极尾气送焚烧单元进行点火后高空排放。本发明与现有技术相比具有处理工艺简单，资源回收率高，处理成本低，大大减少了环境污染，回收的氟化氢后可用于电解制氟的原料，极大的提高了资源的有效利用，是一种很有工业价值的电解制氟尾气的氟化氢回收处理工艺。
【IPC分类】F23G7/06, B01D53/78, B01D5/00, B01D53/68
【公开号】CN105498272
【申请号】CN201610103336
【发明人】李东辉, 刘可卿, 吴金浩, 李莹, 倪钡, 王继荣, 戴荣海
【申请人】中船第九设计研究院工程有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年2月25日