一种干法制备氟化稀土的生产系统的制作方法

本技术涉及一种干法制备氟化稀土的生产系统，属于氟化稀土生产设备。

背景技术：

1、氟化稀土也叫稀土氟化物，其是稀土元素的氟化物。随着稀土及其化合物研究的不断深入，稀土氟化物已经在在半导体、电子、显示、通讯、玻璃、新材料等行业中得到应用，其主要用作光学镀膜材料、晶体材料、光纤材料、荧光粉等。目前，稀土氟化物的生产主要是采用干法工艺，其包括了氟化氢铵法和氟化氢气体法。氟化氢气体法是将稀土氧化物放入氟化炉中，并且通入过量氟化氢气体在高温条件下反应制得氟化稀土，而氟化氢铵法是将稀土氧化物和过量的氟化氢铵混合放入氟化炉中进行反应得到的氟化稀土，氟化氢铵法与氟化氢气体法相比较具有一定的优势，如反应温度低，能耗较少，并且氟化氢气体含量较少，对氟化炉等设备的耐腐蚀要求相对较低，前期设备投入成本较少，但是氟化氢铵法分成反应阶段和升温去除氟化铵等副产物阶段，两个阶段产生的尾气不同，需要针对性的进行回收处理，而且尾气带走的热能没有得到有效的回收利用，所以目前仍缺少一套完善的生产系统，不仅能提高氟化氢铵法制备氟化稀土的生产效率，还可以对所产生的尾气进行有效利用。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的不能有效回收利用生产尾气的问题，提出了一种干法制备氟化稀土的生产系统，不仅能提高氟化氢铵法制备氟化稀土的生产效率，还可以对所产生的尾气进行有效利用。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

3、一种干法制备氟化稀土的生产系统，其包括第一料仓、第二料仓、混料罐、储料罐、第一氟化炉、第一煅烧炉、第二氟化炉、第二煅烧炉、第一尾气洗涤塔、废热锅炉、尾气吸收塔、第二尾气洗涤塔、解吸塔、第三尾气洗涤塔、第一冷凝器；

4、所述第一料仓和第二料仓分别与混料罐连接，它们用于储存氟化稀土生产所需要的原料，如氟化氢铵、稀土氧化物、碳酸稀土等；

5、所述混料罐与储料罐连接，其用于将来自第一料仓和第二料仓的原料进行混合；

6、所述第一氟化炉和第二氟化炉分别与储料罐连接，并且第一氟化炉和第二氟化炉的外侧均设有蒸汽加热夹套，通过向蒸汽加热夹套内通入蒸汽用于加热第一氟化炉或第二氟化炉内的物料；

7、所述第一氟化炉和第二氟化炉的尾气出口均通过管道连接至第一尾气收集管，所述第一尾气收集管与第一尾气洗涤塔连接，经过所述第一尾气洗涤塔洗涤的气体通过管道输送至尾气焚烧系统或尾气外排系统；

8、所述第一煅烧炉与第一氟化炉连接，所述第二煅烧炉与第二氟化炉连接，经过第一煅烧炉或第二煅烧炉处理的物料送至产品车间，所述第一煅烧炉和第二煅烧炉的尾气出口均通过管道连接至第二尾气收集管，所述第二尾气收集管与所述废热锅炉的气相进口连接，所述废热锅炉利用来自第一煅烧炉或第二煅烧炉的尾气加热清水获得过热蒸汽，所述的过热蒸汽通过管道送至蒸汽管网或者送至第一氟化炉或第二氟化炉的蒸汽加热夹套；

9、所述废热锅炉的气相出口与第一冷凝器连接，用于将经过废热锅炉回收热能的尾气送至第一冷凝器内分离冷凝液，所述第一冷凝器中的不凝气通过管道送至尾气吸收塔进行处理；

10、所述尾气吸收塔的废气通过管道送至第二尾气洗涤塔，经过所述第二尾气洗涤塔洗涤的气体通过管道输送至尾气焚烧系统或尾气外排系统；

11、所述尾气吸收塔的底部通过管道连接有第一输液泵，所述第一输液泵将尾气吸收塔底部的吸收液输送至解吸塔进行解吸处理，所述解吸塔产生的气体通过管道送至第三尾气洗涤塔，经过所述第三尾气洗涤塔洗涤的气体通过管道输送至尾气焚烧系统或尾气外排系统，所述解吸塔的底部通过管道连接有第二输液泵，所述第二输液泵将解吸塔底部的解吸液输送至尾气吸收塔内。

12、所述干法制备氟化稀土的生产系统中的每个设备的进出口管道上均安装有阀门。

13、上述干法制备氟化稀土的生产系统的使用方法包括以下步骤：

14、s1、根据稀土氧化物和氟化氢铵反应生产氟化稀土或是碳酸稀土和氟化铵反应生产氟化稀土的原理，在第一料仓中存放稀土氧化物或碳酸稀土，在第二料仓中存放氟化铵或氟化氢铵，按照生产反应需要从第一料仓和第二料仓中定量放料至混料罐进行混料，将均匀混合的物料送至储料罐存放；

15、s2、从储料罐中定量放料至第一氟化炉，向第一氟化炉的蒸汽加热夹套中加入蒸汽为其中的物料进行加热至150℃左右，使得物料进行反应得到混合的中间产物（如氟化稀土和氟化氢铵等），接着将第一氟化炉中物料放至第一煅烧炉中，采用蒸汽加热或是电加热的方式进一步加热至350℃左右，使得物料中的部分组分分解（如氟化氢铵分解成氟化氢和氨气），最后得到纯净的氟化稀土产品送至产品车间进行后续处理；

16、s3、在第一氟化炉中产生的尾气通过管道送至第一尾气收集管中，接着再通过第一尾气收集管送至第一尾气洗涤塔中洗涤处理，所述第一尾气洗涤塔可以采用水作为洗涤剂，经过第一尾气洗涤塔处理的气体通过管道输送至尾气焚烧系统或尾气外排系统；在第一煅烧炉中产生的尾气通过管道送至废热锅炉进行处理，所述废热锅炉利用来自第一煅烧炉或第二煅烧炉的尾气加热清水获得过热蒸汽，所述的过热蒸汽通过管道送至蒸汽管网；

17、s4、当物料在第一煅烧炉中煅烧时，可以从储料罐中定量放料至第二氟化炉，并按照与第一氟化炉相同的工艺条件进行操作，即第二氟化炉的蒸汽加热夹套中加入蒸汽为其中的物料进行加热至150℃左右，使得物料进行反应得到混合的中间产物，所用蒸汽是来自废热锅炉产生的蒸汽；当第一煅烧炉中物料处理完成时，可以再按照s2步骤进行操作，此时第二氟化炉中物料处理也完成，并且送至第二煅烧炉中进行煅烧处理，其产生的尾气送至废热锅炉中生产蒸汽，使得第一氟化炉可以改用废热锅炉的蒸汽；通过第一氟化炉和第一煅烧炉与第二氟化炉和第二煅烧炉的交替工作，实现尾气废热的回收利用；

18、s5、第一煅烧炉或第二煅烧炉产生的尾气中含有如氟化氢、氨气等组分，它们经过废热锅炉后送至第一冷凝器分离除水，然后再送至尾气吸收塔进行处理，所述尾气吸收塔内使用有机溶剂（如叔胺）吸附尾气中的氟化氢，然后没有被吸收的氨气从尾气吸收塔的顶部排出至第二尾气洗涤塔中进行处理，所述第二尾气洗涤塔采用水吸收氨气得到氨水产品，剩余尾气送至尾气焚烧系统或尾气外排系统；

19、s6、通过第一输液泵将尾气吸收塔底部的吸收液送至解吸塔进行处理，所述吸收液在解吸塔内解吸得到解吸液和氟化氢气体，氟化氢气体送至第三尾气洗涤塔中用水吸收得到氢氟酸产品，剩余尾气送至尾气焚烧系统或尾气外排系统，解吸塔内得到的解吸液通过第二输液泵送至尾气吸收塔循环使用。

20、进一步的，所述的干法制备氟化稀土的生产系统还包括粉碎器，所述粉碎器的进口与所述混料罐连接，所述粉碎器的出口与所述的储料罐连接。通过粉碎器对混合的物料进一步粉碎处理，使得物料中的各种成分更好的混合接触，从而提高物料混合反应的效果。

21、进一步的，所述第一氟化炉和第二氟化炉的物料进口分别连接有一个粉料预热器，所述粉料预热器的进口与储料罐连接，所述粉料预热器用于对来自储料罐的物料进行预加热。对物料进行预热后再送至第一氟化炉或第二氟化炉中反应，可以提高反应效果，缩短反应的升温时间。

22、进一步的，所述粉料预热器的内部设有蛇管，所述第一尾气收集管与所述粉料预热器的蛇管连接，用于将第一尾气收集管中气体作为热源送至粉料预热器的蛇管中加热蛇管外侧的粉料，所述粉料预热器的蛇管的出口通过管道连接至第二冷凝器，所述第二冷凝器的不凝气通过管道送至第一尾气洗涤塔。通过在粉料预热器的内部设置蛇管，可以使物料均匀加热，提高预热效果，并且粉料预热器可以有效利用第一氟化炉或第二氟化炉中尾气的废热。

23、进一步的，所述第二输液泵的出口连接有冷却器，所述冷却器用于冷却第二输液泵输送的解吸液。因为吸收过程是放热过程，用于吸收的液体在温度低的条件下有更好的吸收效果，所以通过冷却器对解吸液进行冷却可以提高解吸液的吸收效果，从而提高尾气吸收塔的处理效果。

24、进一步的，所述解吸塔设有蒸汽加热器，所述蒸汽加热器用于加热解吸塔内的液体。

25、进一步的，所述蒸汽加热器与蒸汽管网或废热锅炉连接。这样所述蒸汽加热器可以使用蒸汽管网或废热锅炉中产生的蒸汽，实现热能的有效利用。

26、进一步的，所述蒸汽加热夹套的冷凝水出口通过管道连接至废热锅炉。这样可以将冷凝水送至废热锅炉中循环利用。

27、与现有技术相比，本技术方案具有以下有益效果：

28、1、本实用新型将氟化炉和煅烧炉等设备组合得到适用于氟化氢铵法生产氟化稀土产品的生产系统，并且根据生产过程中，氟化阶段和煅烧阶段中产生的尾气组分不同以及温度不同的特点设置尾气回收处理系统，一方面通过设置粉料预热器来利用第一氟化炉或第二氟化炉的尾气废热进行物料加热，不仅提高了物料反应效率，也回收利用了尾气中的废热，另一方面通过设置废热锅炉回收煅烧尾气的废热生产蒸汽，并将蒸汽送至第一氟化炉或第二氟化炉，为稀土的氟化反应提供热源，从而实现各阶段尾气废热的回收利用。

29、2、本实用新型还通过设置尾气吸收塔来选择性吸收煅烧尾气中的氟化氢组分，使其与氨气等分开回收处理，分别得到氨水产品和氢氟酸产品，同时利用解吸塔将氟化氢从吸收液中解吸，一方面可以回收氟化氢生产氢氟酸，另一方面使得吸收液再生，达到循环使用的目的。

30、3、本实用新型操作简单，可控性强，而且通过将第一氟化炉和第一煅烧炉与第二氟化炉和第二煅烧炉交替工作，不仅提高了工作效率，而且方便对各个设备中产生的尾气回收利用。