CN104163448A - 干法氟化铝生产中用双层流化床尾气干燥氢氧化铝的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氟化铝生产中的尾气回收利用，尤其是一种干法氟化铝生产中用双层流化床尾气干燥(湿态)氢氧化铝的方法及装置。包括如下步骤：(1)首先将湿态氢氧化铝通过进料机构送入氢氧化铝干燥器内，将流化床尾气从该氢氧化铝干燥器底部引入；(2)然后将干燥后的气固混合物依次送入一级重力收尘装置进行重力收尘处理、二级旋风收尘装置进行旋风收尘处理、三级旋风收尘装置进行旋风收尘处理；(3)将经过三级旋风收尘装置处理后的气体送入大气冷凝塔经过含有1％～2％的HF液体喷淋吸收后再通过中央吸收净化器处理后即可排入大气。经过试用证明，采用本发明的方法和装置可以利用流化床尾气干燥氢氧化铝，回收HF及热能。
Description
技术领域
本发明涉及氟化铝生产中的尾气回收利用，尤其是一种干法氟化铝生产中用双层流化床尾气干燥(湿态)氢氧化铝的方法及装置。
背景技术
现有干法氟化铝生产技术为负压双层流化床工艺，HF反应炉制取出粗HF气体，经预净化系统洗涤净化，进入流化床与氢氧化铝反应制得氟化铝产品。在氟化铝合成过程中采用双层流化床，使氟化氢(HF)气体与干态氢氧化铝(Al(OH)3)反应生成产品氟化铝(AlF3)。
但在反应中产生的流化床尾气含有4％～6％的未反应的HF气体、以及氟化铝、氢氧化铝等物料的粗、细颗粒。同时带走部分反应热，温度为350～420℃，体积流量≥2880Kg/h,压力-18～-22KPa，其所携带的可用热量为1389MJ/h左右，需要经大气冷凝塔采用水喷淋方法进行吸收处理并降温至70℃以下。
目前在干法氟化铝生产过程中，产生的流化床尾气经尾气净化系统旋风收尘过滤掉大部分粗、细颗粒，并采用水喷淋方法进行吸收冷却后，再经中央吸收系统洗涤、净化、吸收排空。在尾气处理过程中造成热能损失，洗涤尾气所得吸收液自流入大气冷凝池内进行循环利用，会有夹带的一部分较轻较细的氟化铝、氢氧化铝旋风料，被洗涤至大气冷凝池，由于重力作用，沉积下来，需要定期清理大气冷凝池。大气冷凝液中的F、Al、Na等元素含量较高，氟离子浓度达20g/l，一部分循环使用，另一部分进行废水处理，经循环利用后氟含量较高，污水处理负荷大、成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种干法氟化铝生产中用双层流化床尾气干燥氢氧化铝的方法，既能够处理尾气中的HF，从源头上降低大气冷凝液中氟离子含量，又可利用余热烘干氢氧化铝，实现节能减排。
本发明的目的之二是提供一种能够实施上述方法的装置。
一种干法氟化铝生产中用双层流化床尾气干燥氢氧化铝的方法，其特别之处在于，包括如下步骤：
(1)首先将湿态氢氧化铝通过进料机构送入氢氧化铝干燥器内，将流化床尾气从该氢氧化铝干燥器底部引入，使流化床尾气与湿态氢氧化铝逆向接触进行干燥；
(2)然后将干燥后的气固混合物依次送入一级重力收尘装置进行重力收尘处理、二级旋风收尘装置进行旋风收尘处理、三级旋风收尘装置进行旋风收尘处理，上述一级重力收尘装置收集得到的颗粒物送入1号收尘料仓作为氢氧化铝原料用于干法氟化铝生产，上述二级旋风收尘装置收集得到的颗粒物送入2号收尘料仓作为氢氧化铝原料用于干法氟化铝生产，上述三级旋风收尘装置收集得到的颗粒物送入3号收尘料仓作为氢氧化铝原料用于干法氟化铝生产；
(3)将经过三级旋风收尘装置处理后的气体送入大气冷凝塔经过含有1％～2％的HF液体喷淋吸收后再通过中央吸收净化器处理后即可排入大气。
一种干法氟化铝生产中用双层流化床尾气干燥氢氧化铝的装置，其特别之处在于：包括氢氧化铝干燥器，该氢氧化铝干燥器的上部连接有进料机构从而能使湿态氢氧化铝通过该进料机构被送入氢氧化铝干燥器内，该氢氧化铝干燥器的底部与流化床尾气出口连通，而该氢氧化铝干燥器的出口依次通过一级重力收尘装置、二级旋风收尘装置和三级旋风收尘装置与大气冷凝塔的进口连通，在该大气冷凝塔内设有喷淋装置。
其中一级重力收尘装置、二级旋风收尘装置和三级旋风收尘装置依次分别与1号收尘料仓、2号收尘料仓和3号收尘料仓连通。
经过试用证明，采用本发明的方法和装置可以利用流化床尾气干燥氢氧化铝，回收HF及热能。通过本发明方法和装置，既可处理尾气中的HF，从源头上降低大气冷凝液中氟离子含量，又可利用余热烘干氢氧化铝，实现节能减排，对大气冷凝液的喷淋压力及污水处理将产生积极影响。含氟废水中的氟资源(氟离子)来源于流化床尾气。使用本发明的装置后，可以有效提高干法氟化铝生产中的能源利用率，降低生产成本，保护环境，达到节能减排。
附图说明
附图1为本发明背景技术中干法氟化铝生产的工艺流程图；
附图2为本发明背景技术中流化床尾气处理的工艺流程图；
附图3为本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
目前干法氟化铝生产中流化床尾气不经回收利用，经净化处理后直接排放，其存在以下问题：
①干法氟化铝工艺流化床尾气温度高，达到350～420℃左右，经两级旋风收尘后温度在320℃左右，经大气冷凝塔喷淋洗涤温度降至工艺要求的70℃以下，造成热能的极大浪费。
②为了降低尾气温度，在大气冷凝塔内尾气采用水气同向流动进行降温处理，需要使用大量的冷却水，喷淋水经过循环吸收，所含HF浓度必然会上升，当达到一定浓度时，吸收效率会大大降低，所以需要增大喷淋水量进行吸收，喷淋负荷较大。
③尾气经旋风收尘后，仍有细的氟化铝及氢氧化铝颗粒粉尘随喷淋液进入大气冷凝池，少量粉尘积淀在尾气净化系统的各设备管道中。需对大气冷凝池及设备管道及时进行清理，既影响生产又消耗人力物力。
④尾气中的HF经水喷淋吸收后形成大气冷凝液，干法氟化铝生产中，每生产一吨产品将有42～48Kg的HF进入大气冷凝液中。大气冷凝液部分循环使用，部分作为含氟废水送往污水站处理后达标排放，造成HF资源的浪费。且由于废水中氟含量较高，氟离子浓度约为20000～25000mg/m3，废水处理成本较高。
⑤大气冷凝液HF浓度1.5～2％，具有腐蚀性，如此低浓度的氢氟酸并不能用于任何含氟化合物的生产，相反造成处理这部分氢氟酸的成本增加，加重了企业的生产负担。
⑥大气冷凝池露天设置，主要目的是利用空气将吸收塔喷淋液进行自然冷却，若温度达不到要求可通过冷却塔进行二次降温，达到生产要求。但现场刺激性气味较大，不仅对周边环境造成很大程度的污染，同时因HF对人的身体健康有很大的影响，会对现场操作员工身体健康带来很大的威胁。
本发明的技术方案主要应用于氟化铝生产领域，双层流化床合成氟化铝后的尾气在负压状态下对湿态氢氧化铝进行烘干，同时反应回收尾气中的HF气体。本发明的优点：双层流化床尾气所含热量能够满足烘干氢氧化铝的需要，不需要外加热源，不会影响原有干法氟化铝负压系统。尾气中的热能及HF资源得到利用，降低了尾气喷淋的生产负荷及污水处理成本，减少了环境污染。
如图1所示，本发明的流化床尾气余热干燥氢氧化铝装置主要由氢氧化铝干燥器、进料机构、一级重力收尘、二级旋风收尘、三级旋风收尘及1号(1#)、2号(2#)、3号(3#)三个收尘料仓组成。
氢氧化铝干燥器采用气流干燥原理实现湿态氢氧化铝的干燥。流化床尾气为负压状态，压力-18～-22KPa，温度350～420℃，含有4％～6％的未反应的HF气体、以及氟化铝、氢氧化铝等物料的粗、细颗粒。完成湿态氢氧化铝的干燥后，尾气温度降至100～150℃，压力-20～-23KPa，HF气体含量2％～4％。尾气再经大气冷凝塔喷淋吸收后进入中央吸收系统处理排空。此时大气冷凝塔喷淋负荷减小，冷凝液氟离子浓度降低，污水处理成本降低，大气冷凝池对周围环境的污染减小，热能及HF资源得到利用。同时，减少了烘干氢氧化铝的成本。
流化床尾气由干燥器底部进入，湿态氢氧化铝通过进料机构由干燥器上部进入，与湿态氢氧化铝逆向接触，干燥后的氢氧化铝与尾气从干燥器上部进入一级重力收尘装置，经1#收尘料仓进入流化床合成氟化铝产品。干燥的氢氧化铝会与尾气中的HF发生反应3HF+Al(OH)3＝AlF3+3H2O。干燥后的尾气及粉尘经二级旋风收尘、三级旋风收尘装置后，通过2#、3#收尘料仓进入氟化铝生产系统。整个干燥过程在负压状态下进行并完成。普通的气流干燥为常压状态。
由于尾气中含有少量的HF气体，因此对干燥器的材质要求必须耐氢氟酸腐蚀。
实施例1：
(1)首先将湿态氢氧化铝通过进料机构送入氢氧化铝干燥器内，将流化床尾气从该氢氧化铝干燥器底部引入，使流化床尾气与湿态氢氧化铝逆向接触进行干燥；
(2)然后将干燥后的气固混合物依次送入一级重力收尘装置进行重力收尘处理、二级旋风收尘装置进行旋风收尘处理、三级旋风收尘装置进行旋风收尘处理，上述一级重力收尘装置收集得到的颗粒物送入1号收尘料仓作为氢氧化铝原料用于干法氟化铝生产，上述二级旋风收尘装置收集得到的颗粒物送入2号收尘料仓作为氢氧化铝原料用于干法氟化铝生产，上述三级旋风收尘装置收集得到的颗粒物送入3号收尘料仓作为氢氧化铝原料用于干法氟化铝生产；
(3)将经过三级旋风收尘装置处理后的气体送入大气冷凝塔经过含有1％～2％的HF液体喷淋吸收后再通过中央吸收净化器处理后即可排入大气。
上述方法所用的装置如下：
包括氢氧化铝干燥器，该氢氧化铝干燥器的上部连接有进料机构，湿态氢氧化铝通过该进料机构送入氢氧化铝干燥器内，该氢氧化铝干燥器的底部与流化床尾气出口连通，而该氢氧化铝干燥器的出口依次通过一级重力收尘装置、二级旋风收尘装置和三级旋风收尘装置与大气冷凝塔的进口连通，在该大气冷凝塔内设有喷淋装置。其中一级重力收尘装置、二级旋风收尘装置和三级旋风收尘装置依次分别与1号收尘料仓、2号收尘料仓和3号收尘料仓连通。
Claims (3)
1.一种干法氟化铝生产中用双层流化床尾气干燥氢氧化铝的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)首先将湿态氢氧化铝通过进料机构送入氢氧化铝干燥器内，将流化床尾气从该氢氧化铝干燥器底部引入，使流化床尾气与湿态氢氧化铝逆向接触进行干燥；
(2)然后将干燥后的气固混合物依次送入一级重力收尘装置进行重力收尘处理、二级旋风收尘装置进行旋风收尘处理、三级旋风收尘装置进行旋风收尘处理，上述一级重力收尘装置收集得到的颗粒物送入1号收尘料仓作为氢氧化铝原料用于干法氟化铝生产，上述二级旋风收尘装置收集得到的颗粒物送入2号收尘料仓作为氢氧化铝原料用于干法氟化铝生产，上述三级旋风收尘装置收集得到的颗粒物送入3号收尘料仓作为氢氧化铝原料用于干法氟化铝生产；
(3)将经过三级旋风收尘装置处理后的气体送入大气冷凝塔经过含有1％～2％的HF液体喷淋吸收后再通过中央吸收净化器处理后即可排入大气。
2.一种干法氟化铝生产中用双层流化床尾气干燥氢氧化铝的装置，其特征在于：包括氢氧化铝干燥器，该氢氧化铝干燥器的上部连接有进料机构从而能使湿态氢氧化铝通过该进料机构被送入氢氧化铝干燥器内，该氢氧化铝干燥器的底部与流化床尾气出口连通，而该氢氧化铝干燥器的出口依次通过一级重力收尘装置、二级旋风收尘装置和三级旋风收尘装置与大气冷凝塔的进口连通，在该大气冷凝塔内设有喷淋装置。
3.如权利要求2所述的干法氟化铝生产中用双层流化床尾气干燥氢氧化铝的装置，其特征在于：其中一级重力收尘装置、二级旋风收尘装置和三级旋风收尘装置依次分别与1号收尘料仓、2号收尘料仓和3号收尘料仓连通。
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