某稀土生产线含氟废气处理系统的技术改造设计

发布时间：2020-05-15 03:34

【摘要】：我国是目前世界上少有的几个工业大国之一,也是目前世界上稀土资源储量最大的国家和稀土成品出口最大的国家之一。稀土行业的粗狂式发展,导致稀土生产过程中废气的净化效果一直不是很理想。进入新世纪,我国提出了可持续的绿色发展、加快生态文明建设的道路,要求工业污染物的排放必须符合相关的排放标准。因此,本研究针对稀土工业在生产中所产生的废气中含氟污染物的去除净化进行了详细的研究:以江西省某稀土生产线的生产工艺流程为研究对象,分析其含氟废气产生的来源以及成分特征。然后,分析原有废气处理系统在废气的处理净化过程中存在的一些问题并提出相应的改造方案。最后,按改造方案施工后,进行现场运行调试,分析改造效果。针对该废气处理系统的改造设计,得出如下结论:(1)稀土电解冶炼产生的含氟废气排放具有排放速率低,温度高的特点,由于稀土电解生产中工艺的需求,采用侧向吸风罩的设计比上引式提高高度的吸风罩,更能有效的提升废气的吸收效率。采用侧引式吸风罩设计后,生产车间内粉尘和含氟废气大幅减少,废气的收集率达到了 99%。车间和厂区内粉尘和含氟化合物浓度均在《稀土工业污染物排放标准》中的标准值以内。(2)对于稀土电解冶炼产生的废气,采用加长的下引式重力沉降巷道的方式比采用布袋式除尘的方式更为经济。下引式重力沉降巷道既能够达到一定的除尘效果,还能大大降低运行的成本。(3)原一级水洗喷淋塔排放废气中的粉尘和氟化物统计值为56.02 mg/m3和4.65 mg/m3,达标率分别为31.43%和57.14%,废气净化效果不理想。通过重新设计,将喷淋塔设计为二级喷淋淋洗,一级为5L/s的水淋洗,二级为5L/s的石灰水淋洗;通过施工后的现场调试监测,采用二级喷淋的方式,排放废气中粉尘浓度为30.02 mg/m3和3.16 mg/m3,达标率均为100%。该设计能够有效的提升电解废气中含氟污染物的净化效果。(4)原喷淋废水处理存在处理效果差,废水量多的问题;通过设计改造增加中和沉淀池,向废水中额外添加石灰粉,增加废水中污染的沉淀效果,废水在沉淀池经过沉淀分层后,上清液循环到喷淋塔使用,沉积物离心脱水。(5)对整体废气处理系统调试监测,计算得到该次改造能够每年减排氟化物0.21吨,粉尘4.62吨,减排率分别提升18.52%和35.81%,污染物减排效果显著。(6)本次废气处理系统的改造,产生了一定的经济以及环境效益,车间和厂区内含氟化合物明显降低,废气粉尘的收集通过回收利用产生了一定的经济效益,另外,设计上的优化使废气处理系统的电能消耗每天能够节约2953.28元。
【图文】：

示意图,电解炉,熔盐电解,熔炉

图２－２电解炉示意图逡逑的熔盐电解是一个电化学的反应，通过人为的提供直流电，使稀土电解过程炉中不停地转移。该电解炉中电解主要发生区域为与熔盐直接接触的石墨电解过程中，，通过提升温度将电解炉内部温度提升至稀土精矿的熔点（不同稀的熔点温度不同，大约在１０００°ｃ以上），然后将稀土精矿（细粉末状）和电置于炉内，待溶化后通电电解，此时稀土化合物在高温的作用下处于熔融化态的稀土金属在电势的作用下向电极的阴极表面移动，得到电子后被还原单质。其中的电化学过程可概括为以下３个过程：逡逑土精矿熔融过程逡逑矿物中的稀土金属通常以稀土氧化物和稀土氟化物的形式存在，同时稀土矿分水分，这些物质在高温熔炉中均能产生离解：逡逑ＲＥ２０３逦２ＲＥ３＋邋＋３０２－逦（２．１ＲＥＦ３邋＾邋ＲＥ３＋邋＋３Ｆ－逦（２．２ＬｉＦ邋－＞邋Ｌｉ＋邋＋邋Ｆ－逦（２．３

正态分布,电解炉,上引式,引风

废气收集系统无法将６台电解炉同时工作时产生的废气进行收集。另外，由于生产工艺逡逑的需要，电解炉上方需要留出至少１．５米的空间以便进行电解炉内的工艺操作（如：放逡逑置坩埚、放置炭块、添加新物料等），如图２－３邋（左）所示为原有的上引式吸风罩。该电逡逑解炉的炉口为（３０ｃｍｘ３０ｃｍ）方形，炉内四周和底部没有开口，因此，该炉口上方的气逡逑流动力特征符合高斯正态分布，即羽流流动。逡逑针对线羽流的热动力特性研究结果为［４４］：逡逑（１）
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X701

【相似文献】