一种氟化氢废气治理及资源化利用的方法及设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业生产领域，特别是涉及在工业生产中所产生的氟化氢废气的治理 及资源化利用，属于环保治理领域。
【背景技术】
[0002] 氟化氢气体是一种极强的腐蚀剂，有剧毒。它是无色的气体，在空气中，只要超 过3ppm就会产生刺激的味道。HF是具有强刺激性气味和强腐蚀性的有毒气体，它们对人 的危害要比SO 2气体大20倍左右。氟化物气体包括氟化氢（HF)、四氟化硅（SiF4)、硅氟酸 (H 2SiF6)等，是对作物毒性很强的大气污染物，其中氟化氢是排放量最大、毒性最强的氟化 物。含氟废气对人体的危害，有直接性感官刺激伤害，还有体内的积累性毒害，如侵入人体 的氟约有50%在牙齿、骨骼中沉积。高浓度含氟气体对人的呼吸道和眼睛黏膜有刺激损伤 作用，严重时可引起支气管炎、肺炎、肺水肿，发生呕吐、腹痛、腹泻等胃肠道疾患或中枢神 经系统中毒症状，甚至使人窒息死亡。生产氟及其化合物对从业者所致氟病，已列入中国 "职业病目录"，属于法定的56种职业中毒疾患之一。因此，国家对职业接触氟及氟化物有 限制性规定：工作场所空气中所含HF的最高容许质量浓度为2 mg/m3 (按F计)。
[0003] 含氟废气的扩散、转移，包括夹杂在酸雨中的沉降，能形成对大气、水体、土壤的污 染，以及对建筑物、设备的腐蚀和臭氧层的破坏等，还对动植物造成危害，氟污染严重时可 致动物死亡、植物坏死。因此，工业生产所产生的含氟废气必须净化合格才能排放。
[0004] 氟化氢气体主要来自于化工、冶金、建材、热电、电解等行业，凡使用矿石中含有氟 的工厂都可排出氟化物，对含氟矿石在高温下的煅烧、熔融或化学反应过程，譬如用硫酸分 解磷矿粉会释放出HF气体，HF又与磷矿石中的二氧化硅反应释放出SiF 4气体。因此，电解 铝厂、水泥厂、火电厂、磷酸及磷肥厂等是含氟废气的主要来源。详见表1。
[0005] 表1含氟化氢废气的来源
对于氟化氢气体的处理，现有技术主要利用水吸收法、碱吸收法、吸附净化法。利用水 吸收法直接形成氢氟酸溶液，氢氟酸是一种强酸，因此对设备的腐蚀性严重。碱液吸收主要 是利用氢氧化钠、氨水等偏碱性液体对氟化氢气体进行吸收，吸收后溶液变为含氟的盐类 化合物，故对设备的腐蚀性降低了，但是吸收液成为了高盐废水，对高盐废水的处理主要采 用蒸发结晶，蒸发结晶的成本很高，企业一般无法承受。吸附净化法主要是利用活性炭、氧 化铝、硅藻土等物质进行吸附，主要利用吸附材料的比表面积进行吸附，这种技术只能处理 氟化氢浓度偏低的气体，对于高浓度的氟化氢气体将很快达到饱和而失去作用。
【发明内容】
[0006] 本
【发明内容】
针对现有氟化氢的处理技术的设备腐蚀、喷淋液二次污染、氟化氢浓 度限值等问题，公开了一种全新的氟化氢气体治理及资源化利用的方法。主要包括以下几 个步骤： (1) 利用风机将氟化氢气体进行收集集中，将风机出口接入到含有氢氧化锂吸收液的 喷淋塔，进行氟化氢废气的喷淋吸收； (2) 利用氢氧化锂吸收液将氟化氢气体充分吸收，发生的反应为：HF+LiOH - LiF + H20,监测喷淋吸收液的pH至反应完全； (3) 将反应完全的喷淋吸收液，加入氢氧化锂固体，搅拌，利用同离子效应将氟化锂析 出，固液分离，固体进行回收，液体再返回步骤（1)中循环使用。
[0007] 优选的，步骤（1)中氢氧化锂吸收液初始pH为11-14。
[0008] 优选的，步骤（2)中吸收液的pH在5-9范围即为反应完全。
[0009] 优选的，步骤（3)中，加入固体氢氧化锂的量为10-100g/L。
[0010] 本发明还涉及一种氟化氢废气治理及资源化利用的设备，包括风机、喷淋塔、集水 箱、结晶反应器和离心机，所述风机的出口与喷淋塔相连，所述喷淋塔底部连接有集水箱， 所述集水箱底部通过泵与喷淋塔顶部相连，所述泵还与结晶反应器相连，所述结晶反应器 与离心机相连，所述离心机的甩滤液与集水箱相连。
[0011] 所述喷淋塔内设有pH测定仪。
[0012] 所述收集池内设有pH测定仪。
[0013] 所述结晶反应器内设有pH测定仪。
[0014] 本发明创造性的公开了一种氟化氢气体的治理及资源化利用技术，本发明具有以 下优点： (1)氟化氢气体吸收效果显著提高。氟化氢废气是一种酸性废气，而吸收液始终保持强 碱性状态，对于氟化氢气体的吸收显著提高，大大降低了大气中氟化氢气体的含量。
[0015] (2)回收氟化锂盐。本发明中，氟化氢与氢氧化锂反应生成氟化锂，氟化锂的溶解 度很小，常温下为I. 6g/L，而氢氧化锂常温下的溶解度为126g/L，在吸收液中再补充氢氧 化锂后，根据同离子效应的原理，会析出氟化锂晶体。
[0016] (3)获得巨大的经济效益。氟化氢气体处理时加强环境保护的一项必须实施的工 程，需要投入大量财力。但是，本发明技术不仅可以经环保成本降低为零，还可以获得巨大 的经济效益。氢氧化锂的成本为45000元/吨，而氟化锂的售价为100000-120000元/吨， 投入氢氧化锂回收氟化锂可以获取每吨60000元的差价。本发明创造性将环保投入转变为 了盈利项目，意义重大。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明所述的方法的中试试验流程图； 图2为氟化氢废气治理及资源化利用的设备的示意图； 其中风机、2喷淋塔、3集水箱、4结晶反应器、5离心机，6泵。
【具体实施方式】
[0018] 实施例1氟化锂析出小试实验 I. 1材料与方法 1. 1. 1实验设计 实验在南京格洛特环境工程股份有限公司的实验室内进行。在实验室中因为无法有氟 化氢废气的产生，因此我们根据氟化锂的溶解度配制了不同浓度的氟化锂母液，再加入氢 氧化锂固体时，观察晶体析出状态和晶体析出质量。氢氧化锂和氟化锂的溶解度如表2所 示，实验方案如表3所示。
[0019] 表2 LiOH和LiF的溶解度表(单位：g/100ml)_
I. 1. 2测定与分析 实验器材：pH测定仪、电子天平、磁力搅拌器、烧杯、滤纸 测定指标：PH，采用pH测定仪测定；氟化锂的量：天子天平称量；氢氧化锂加入量：电 子天平称量；晶体析出质量：电子天平称量； I. 1. 3数据分析 采用Word Office 2003软件和Excel软件对实验数据进行分析统计。
[0020] 1. 2结果与分析 在实验过程中，记录了每次加入氢氧化锂之后的晶体析出状态以及析出晶体的质量， 实验数据如表4所示。
[0021] 表4实验结果数据
由表3数据可以看出，当氟化锂的浓度越高时，在加入氢氧化锂时越容易析出氟化锂 晶体，当氟化锂浓度一定时，加入的氢氧化锂的量增加，其析出的浸提质量也越