湿法磷酸生产过程中含氟废气吸收系统的改造

发布时间：2020-05-09 02:34

【摘要】：该课题主要研究我公司湿法磷酸生产过程中产生的含氟尾气通过改进现有的处理装置达标排放的工程改造。湿法磷酸以磷矿石、硫酸为主要生产原料,通过萃取反应,由强酸硫酸萃取磷矿石得到符合下游使用条件的中强酸磷酸,在萃取的过程中会有7~8%左右的氟以气体形式释放出来(氟的主要存在形式为SiF_4、HF),因为这种含氟的气体对自然环境有较大的破坏,同时对人体将产生较大危害,造成骨质疏松等,严重是可能中毒致死,所以工艺上通常采用尾气洗涤、吸收装置,用水或者碱液洗涤、吸收尾气中的氟,使之生成氟硅酸或氟硅酸盐加以回收处理,其主要反应方程式为:3SiF_4+(n+2)H_2O→2H_2SiF_6+SiO_2·nH_2O↓生成的硅胶沉淀物多为凝胶状或软纤维状,该沉淀包裹着氟硅酸在系统内会造成堵塞现象,矿中SiO_2、F~-含量越高,反应温度越高,SiF_4逸出量就越大,形成的硅胶沉淀物就越多,造成的堵塞也就越严重,而且在一般情况下,由萃取槽逸出的氟气将或多或少夹带有槽内料浆及泡沫,故堵塞管道的硅胶沉淀中含氟、钙、铁、铝和其他多种的离子化合物,系统中堵塞主要部分为气体管道和循环液管道,造成循环量减小,吸收效果下降,给生产操作带来很大困难,也造成尾气不能稳定的达标排放,需频繁停车清理,无法保证开车的连续性,最终带来较大的环保风险和降低经济效益。我公司共有三套氟吸收系统,从清理后开始连续开车120h,氟排放量将超过国家大气污染排放标准(总氟≤9mg/m~3),故目前采用三套系统轮换清理,每天白班清理一套系统的流程操作,而氟吸收系统清理方式为人工清理,费时费力、同时影响开车率、降低经济效益。通过论证分析,进行了以下改造:(1)通过核算喷淋密度,对循环泵重新选型,提高液气比;(2)更换喷头,除文丘里保留使用螺旋喷头外,各塔更换为涡流喷头,尽量减少水雾的产生和带出;(3)通过硬件控制泵扬程,高扬程泵易将水打成水雾状;(4)调整喷头布置和数量,以确保洗涤的效果;(5)增加洗涤级数,在一塔至风机之间的垂直管道上,增加三层涡流喷头,下两层喷头各用一台泵供洗涤水循环,上一层喷头由外接的污水池泵供水,管洗下方新增循环池,不断由污水池补水且不断溢流经地沟回污水池;(6)优化水平衡,在未增加磷酸系统的总补水量,也不影响水平衡的条件下,将补其它地方水先补氟吸收末端塔,因水量大,洗涤后氟含量不高(0.005~0.05%),对用水设备影响也不大。此项也降低了尾气温度及循环液浓度;(7)文丘里和一洗塔循环池分开,单独增加文丘里循环池,将文丘里循环池、一洗塔循环池中循环液不停抽出,进氟水板框进行过滤,将系统中硅胶沉淀作为滤渣排出,减少沉淀、堵塞的频率。不难看出文丘里、一洗塔是硅胶生成较多的地方,基本上洗涤充分的情况下,硅胶全部在这两处生成,所以将这两处的硅胶过滤掉,系统内堵塞现象明显减少。方案批准后,在公司工业化装置上进行了技术改造,并对改造后的相关数据进行监控,达到了“在达标排放前提下,连续运行15天”的预期目标。经过半年试运行,项目在公司内部验收完成,彻底解决了该点的环保隐患,改善了员工的工作环境和降低劳动强度。
【图文】：

氟化铵法吸收含氟尾气工艺流程方框图

湿法磷酸生产过程中含氟废气吸收系统的改造

氟化铵法吸收含氟尾气工艺流程方框图
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X781.3

【相似文献】