本发明涉及湿法磷酸尾气处理技术领域，尤其涉及一种湿法磷酸尾气中氟高品质回收的装置及方法。
背景技术：
湿法磷酸在磷酸生产工艺中占主导地位，在湿法磷酸生产工艺中，硫酸法生产磷酸的二水法因其具备工艺简单、技术成熟、操作稳定、矿石适应性强（我国中低品位磷矿石储量大，富矿少）等优势，促使我国超过80%磷酸采用二水法工艺生产。因磷矿石含有约3%（w/w）氟元素，所以在二水法磷酸生产过程中，萃取反应槽逸出的尾气含有一定量的氟（一般为磷矿石所含氟总量的1%－5%），通常制得的氟硅酸（h2sif6）含量≤12wt%，且含有大量颗粒状杂质，而许多氟产品生产企业需求的原料标准为氟硅酸含量≥18wt%的无颗粒物液体。同时，颗粒状杂质长时间在文丘里洗涤器内循环，加剧了管道堵塞，降低尾气洗涤效果。
技术实现要素：
本发明提供一种湿法磷酸尾气中氟高品质回收的装置及方法，采用文丘里洗涤器及多级逆流洗涤塔和旋风塔处理尾气，确保尾气排放达标的同时，回收高品质的氟硅酸，提升经济效益。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种湿法磷酸尾气中氟高品质回收的装置，包括文丘里洗涤器，其底部设有循环槽，循环槽与文丘里洗涤器连接构成洗涤水内循环管道，循环槽出料口连接有过滤设备，过滤设备的滤液出口连接至氟硅酸储液罐和循环槽；循环槽的尾气出口连接有多级洗涤塔，最后一级洗涤塔的尾气出口连接至烟囱。
进一步地，所述多级洗涤塔为三级逆流式洗涤塔，依次为第一级洗涤塔、第二级洗涤塔和第三级洗涤塔，且第二级洗涤塔和第三级洗涤塔之间还设有旋风塔；第一级洗涤塔和第二级洗涤塔均设有内循环管道，该装置还包括液封槽和循环水池，第一级洗涤塔的循环水来自于第二级洗涤塔的排出水，第一级洗涤塔的排出水及旋风塔的底部连接至液封槽；第三级洗涤塔与循环水池连接构成外循环，其循环水来自于循环水池。
进一步地，该装置还包括废水收集池和净化池，废水收集池连接至净化池；第二级洗涤塔循环水进口连接净化池，液封槽和循环水池均连接废水收集池。
进一步地，所述第一级洗涤塔和第二级洗涤塔为喷淋洗涤塔，第三级洗涤塔为筛板洗涤塔。
进一步地，所述的过滤机为板框式压滤机。
进一步地，所述文丘里洗涤器、第一级洗涤塔和第二级洗涤塔底部均设有内循环洗涤水缓冲循环槽，第三级洗涤塔采用外循环洗涤水；旋风塔为切向直入式旋风塔。
本发明还涉及一种湿法磷酸尾气中氟高品质回收的方法，包括以下步骤：
1）初次运行及需要外来水补充时，加入清水至文丘里洗涤器底部的循环槽作为文丘里洗涤器的喷淋水，对含氟尾气进行洗涤，喷淋水内循环一段时间后，检测氟硅酸含量，然后引入过滤机过滤，当氟硅酸含量＜18wt%时压滤液导入文丘里洗涤器底部的循环槽作为喷淋水进行内循环；当氟硅酸含量≥18wt%时，压滤液输入氟硅酸储液罐；
2）文丘里洗涤器洗涤后的尾气进入第一级和第二级洗涤塔逆流洗涤、旋风塔脱除颗粒物和含氟液滴、第三级洗涤塔逆流洗涤，最后通过烟囱排放；第二级洗涤塔的循环水进口连接净化池，引入除氟水，出口连接至第一级洗涤塔进水口，第一级洗涤塔的排出水及旋风塔的底部连接至液封槽，第一级洗涤塔和第二级洗涤塔均进行洗涤水内循环；第三级洗涤塔的洗涤水来自循环水池，循环水池水体来自机械冷却后的清水，进行外循环；最后液封槽和循环水池的水连接废水收集池。
进一步地，第一级洗涤塔排出的洗涤水，经由液封槽进入废水收集池后，通过沉降法除氟，一般通过钙盐、钠盐等进行氟化物沉降，脱除水体中的氟。该除氟水进入净化池用于第二级洗涤塔的洗涤进水。
进一步地，所述步骤1）中，加入清水作为喷淋水时，内循环18-40h后进行过滤；当氟硅酸含量＜18wt%时，滤液再次引入文丘里洗涤器的循环槽作为喷淋水，内循环的时间在10-24h。
进一步地，步骤2）中第二级洗涤塔的水进入第一级洗涤塔；第一级洗涤塔缓冲循环槽的溢流管连接液封槽，然后导入废水收集池，进行除氟处理后流入净化池。步骤2）中第二级洗涤塔的内循环洗涤水从进水口不间断输入净化池除氟水，然后通过连接管（溢流管）导入第一级洗涤塔循环槽；第一级洗涤塔溢流管连接液封槽；旋风塔下部液连接液封槽；第三级洗涤塔的洗涤水来源于循环水池，进行外循环，循环水池的水体由清水补充和更换。
随着含氟废气排放标准日趋严格，本发明的反应槽尾气洗涤过程除了文丘里洗涤器外，还增加了三级逆流洗涤及旋风塔除尘埃和含氟液滴。且在第一级和第二级逆流洗涤过程中，使用经除氟处理的循环水，水体中含氟量较低；第二级洗涤塔排出的尾气经过旋风塔除尘埃和含氟液滴，而在第三级洗涤塔洗涤过程中使用清水；这些措施有利于尾气中的氟充分洗除，以满足尾气达标排放的要求。
本发明具有以下有益效果：
1、文丘里洗涤器中采用清水作为初始洗涤及外来添加用水，该清水为河湖水，如长江水，降低了回收氟硅酸溶液中杂质含量。
2、通过增加过滤设备，在文丘里洗涤器内循环一段时间的洗涤水进行过滤，可以去除料液中大量的不溶物质，提高氟硅酸溶液的品质，符合下游企业的原料标准。
3、对于过滤后氟硅酸含量<18%的滤液再次进入文丘里洗涤器循环，既可以提高氟硅酸含量，还可以避免过多的不溶物加速管道堵塞，影响生产效率。
4、第一级和第二级洗涤塔使用除氟水为洗涤水，第二级洗涤塔尾气输入旋风塔脱除尘埃和含氟液滴，第三级洗涤塔使用清水为洗涤水，确保了尾气排放达标。
5、该装置及方法从磷酸萃取反应槽内排出的尾气中回收高品质的氟硅酸溶液，符合下游氟产品生产企业收购原料标准，既避免氟排放污染环境，又可以充分利用氟资源，变废为宝，经济效益显著；且操作稳定、工艺简单，可以推广使用。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
图2为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
如图1及图2所示，一种湿法磷酸尾气中氟高品质回收的装置，包括文丘里洗涤器1，其底部设有循环槽2，循环槽与文丘里洗涤器1连接构成洗涤水内循环管道，循环槽2出料口连接有过滤设备3，过滤设备的滤液出口连接至氟硅酸储液罐4和循环槽2；循环槽的尾气出口连接有多级洗涤塔，最后一级洗涤塔的尾气出口连接至烟囱5。
优选地，所述多级洗涤塔为三级逆流式洗涤塔，依次为第一级洗涤塔6、第二级洗涤塔7和第三级洗涤塔8，且第二级洗涤塔7和第三级洗涤塔8之间还设有旋风塔9；第一级洗涤塔和第二级洗涤塔均设有内循环管道，该装置还包括液封槽10和循环水池11，第一级洗涤塔的循环水来自于第二级洗涤塔的排出水，第一级洗涤塔的排出水及旋风塔的底部连接至液封槽10；第三级洗涤塔与循环水池11连接构成外循环，其洗涤水来自于循环水池。
优选地，该装置还包括废水收集池12和净化池13，废水收集池连接至净化池；第二级洗涤塔循环水进口连接净化池，液封槽和循环水池均连接废水收集池。
优选地，所述第一级洗涤塔和第二级洗涤塔为喷淋洗涤塔，第三级洗涤塔为筛板洗涤塔。
优选地，所述的过滤机为板框式压滤机。
优选地，所述文丘里洗涤器、第一级洗涤塔和第二级洗涤塔底部均设有内循环洗涤水缓冲循环槽，第三级洗涤塔采用外循环洗涤水；旋风塔为切向直入式旋风塔。
实施例1：
一种湿法磷酸尾气中氟高品质回收的方法，包括以下内容：
1）文丘里洗涤器下方的循环槽注入来自于机械冷却的清水至循环槽溢水口刚刚有液体流出为止，作为含氟尾气喷淋洗涤水。喷淋水内循环37h，测得循环槽液体氟硅酸含量为23wt%，泵入板框压滤机过滤，滤液输入储液罐，得到无颗粒物的压滤液12.90±0.20m3，滤液出售。
2）第二级洗涤塔循环槽不间断泵入净化池的除氟水（氟含量＜2.0%w/w），循环槽水体内循环进行喷淋洗涤。
3）第二级洗涤塔循环槽的出水口连通第一级洗涤塔循环槽进水口，第一级洗涤塔循环槽的溢水口通过管道连接液封槽。
4）第二级洗涤塔排出的尾气通往旋风塔，旋风塔下部管道连接液封槽。
5）第三级洗涤塔接收来自于旋风塔的尾气，
6）烟囱排放尾气中的ρ(f)＜5.0mg/m3。
实施例2：
一种湿法磷酸尾气中氟高品质回收的方法，包括以下内容：
1）文丘里洗涤器下方的循环槽注入来自于机械冷却的清水至循环槽溢水口刚刚有液体流出为止，作为含氟尾气喷淋洗涤水。喷淋水内循环19h，测得循环槽液体氟硅酸含量为12wt%，泵入板框压滤机过滤，滤液输入文丘里洗涤器下部的循环槽，作为喷淋水进行内循环，并补充清水至循环槽溢流口刚刚排出液体时停止补水；内循环17h测得循环槽氟硅酸含量为21wt%，泵入板框压滤机过滤，滤液输入储液罐，得到无颗粒物的压滤液13.50±0.20m3，滤液出售。
2）第二级洗涤塔循环槽不间断泵入净化池的除氟水（氟含量＜2.0%w/w），循环槽水体内循环进行喷淋洗涤。
3）第二级洗涤塔循环槽的出水口连通第一级洗涤塔循环槽进水口，第一级洗涤塔循环槽的溢水口通过管道连接液封槽。
4）第二级洗涤塔排出的尾气通往旋风塔，旋风塔下部管道连接液封槽。
5）第三级洗涤塔接收来自于旋风塔的尾气，
6）烟囱排放尾气中的ρ(f)＜5.0mg/m3。
实施例3：
一种湿法磷酸尾气中氟高品质回收的方法，包括以下内容：
1）文丘里洗涤器下方的循环槽注入来自于机械冷却的清水至循环槽溢水口刚刚有液体流出为止，作为含氟尾气喷淋洗涤水。喷淋水内循环32h，测得循环槽液体氟硅酸含量为19wt%，泵入板框压滤机过滤，滤液输入储液罐，得到无颗粒物的压滤液13.20±0.20m3，滤液出售。
2）第二级洗涤塔循环槽不间断泵入净化池的除氟水（氟含量＜2.0%w/w），循环槽水体内循环进行喷淋洗涤。
3）第二级洗涤塔循环槽的出水口连通第一级洗涤塔循环槽进水口，第一级洗涤塔循环槽的溢水口通过管道连接液封槽。
4）第二级洗涤塔排出的尾气通往旋风塔，旋风塔下部管道连接液封槽。
5）第三级洗涤塔接收来自于旋风塔的尾气，
6）烟囱排放尾气中的ρ(f)＜5.0mg/m3。