烟气干法脱氟

烟气干法脱氟

一 干法吸附脱氟装置设计技术指标

氟化物<3mg/m3  ； 烟尘浓度<10mg/m3

二 设计原则

(1)  脱氟装置采用“一级干式脱氟反应器+脱氟专用净化过滤器+二级干式脱氟反应器+二级脱氟专用净化过滤器+风机”净化工艺。

(2) 脱氟采用消石灰粉。

(3)  装置可用率不小于 95%，服务寿命为 30 年。

三、干法吸附脱氟工艺技术方案

  3.1、干法吸附原理

六十年代,世界上开始大量使用Al2O3为电解铝生产过程中产生的含HF废气的吸附剂。国外采用的干法净化流程有:美国的A - 398法;加拿大的阿尔肯法等。可以说,在铝工业中干法净化技术已经到了普及的程度。钢铁，建材企业用干法净化处理含氟烟气,用氧化钙作吸附剂吸氟效率可达95 %以上。

干法净化烟气就是利用固体吸附剂吸附某种气体物质而完成净化烟气的目的，干法净化具有效率高 ,无二次污染 ,操作简单 ,运行费用低的特点。吸附净化法是将含氟废气通过装填有固体吸附剂的吸附装置，使氟化氢与吸附剂发生反应，达到除氟的目的。可采用工业氧化铝、氧化钙、氢氧化钙等作吸附剂。在净化烟气常采用的吸附剂是工业氧化铝。含氟烟气吸附法净化具有如下特点；吸附剂工业氧化铝，净化效率高，一般在99.9%以上；干法净化不存在含氟废水，避免了二次污染；和其他方法相比，干法净化运行费用都比较低。

3.2干法净化机理

干法净化原理也就是吸附原理（固气相吸附）。

吸附是指气体物质在固体表面上当气体分子由于布朗运动接近固体表面时.受到固体表面层分子剩余价力的吸力的现象:具有吸附作用的物质叫吸附剂被吸附的物质称吸附质。吸附分为物理吸附和化学吸附,在吸附剂和吸附物之间.由分子本身具有的无定向力作用. 即非极性的范德华力作用或由静态极化作用所产生的吸附称为物理吸附。吸附剂一旦具有足够高的活化能.分子就从吸附剂表面得到电子.或分子把电子给予吸附剂表面.或分子被分子、原子或自由基团束缚起来.或分子与吸附剂表面共用一个或数个电子对.这种吸附叫化学吸附。物理吸附在瞬间可以完成.而化学吸附则需一定的反应时间.烟气的性质对吸附的影响在含有HF、SO2、CO、NOx、CO2、SiF4等的烟气成 分中,HF的沸点最高，为19.5OC,气体的凝结与蒸发是由分子间的范德华力所致。气体被吸附所需要的最低级能与气体凝结成液体的能量相当，很难液化的气体呈现很小的吸附能力。因此氟化氢比其他组分最容易被吸附。

3.3本技术方案是针对公司生产线当中的产生的氟化氢(HF)提出的脱氟系统的设计、制造、安装及运行调试方案。结合生产线的工艺特点和我公司的工程经验，从工艺技术、系统稳定运行、环保达标排放、投资成本及运行成本等各方面进行深入细致的论证，提出采用我公司干法脱氟原理,固体吸附剂采用成本更为低廉的氢氧化钙吸附剂石灰粉吸附工艺，利用新鲜石灰粉作为吸附剂，对烟尘进行治理净化，从而使烟尘真正做到达标排放。

3.4干法脱氟工艺：

        利用新鲜氢氧化钙作为吸附剂（吸附净化含氟废气 ），对烟尘进行治理净化，HF去除率可达 99.25%以上。本工艺采用二级干式脱氟反应器+脱氟专用净化过滤器 实现HF<3mg/m3，烟尘浓度≤10mg/m3。在一套装置内，实现了烟气的治理，实现了脱氟过滤一体化控制，工艺流程简单，操作简便，运行稳定，无需防腐处理。

        烟气脱氟净化的系统，以“一级输送床吸收吸附反应器+一级高湍动吸收吸附反应器+脱氟专用净化过滤器”为核心，一体化实现了HF以及烟尘等的同时脱除。

        一级输送床吸收吸附反应器和一级高湍动吸收吸附反应器可以视为一个整体，属于反应器的前段和后段。其中，一级输送床吸收吸附反应器，用于HF的一级吸收脱除一级吸附。在一级输送床吸收吸附反应器前端设置有第一钙基吸收吸附剂加入装置，第一钙基吸收吸附剂的比表面积为≥35m2/g，可以根据烟气中的HF的浓度调节第一钙基吸收吸附剂加入量。

        一级高湍动吸收吸附反应器出料口直接连接脱氟专用净化过滤器的进料口，滤袋上的粉饼层物料中还含有一定量的吸收吸附剂，可以在脱除烟气粉尘的同时进一步吸收脱除烟气中的HF，得到的净烟气通过后端引风机排出。

        脱氟专用净化过滤器连接有副产物仓，少部分未反应完全的副产物外排至副产物仓储存。

烟气脱氟净化的方法，包括以下步骤：

A)出口烟气在一级输送床吸收吸附反应器中进行HF的一级吸收脱除得到一级净化烟气；

B)一级净化烟气在一级高湍动吸收吸附反应器中进行HF的吸收脱除，得到净化烟气；

C)净化烟气进入脱氟专用净化过滤器，进一步脱除粉尘、HF，得到净化烟气。

在一级输送床吸收吸附反应器中，进行的反应如下：

Ca(OH)2+2HF＝CaF2+2H2O(主要反应)；

项目整体工艺流程为：废气吸附工艺流程

3.5  VRI脱氟专用反应器（脱氟吸附反应器）

是一种较先进的吸附反应设备，由盐城市海韵环境工程技术有限公司引进吸收国外技术而改进型吸附反应设置，它在国内十多个项目上应用，取得了较好的运用效果，该反应器根据气体流动多点式锥式锥形运动原理设计而成。将来自的氢氧化钙粉经沸腾流态化后，通过空心锥体多孔眼中喷射溢流而出，呈一个很均匀的圆截面，此时含氟烟气在此与氢氧化钙进行充分接触，均匀混合及吸附反应，将含氟烟气吸附到氢氧化钙表面，生成氟化钙。脱氟吸附反应器的锥体是用钢板模压制而成，经精工特殊工艺制作而成。现主要配套应用于烟气干法净化系统用氢氧化钙来吸附烟气中的有害气体，它垂直安装于脱氟塔入口连接。

3.6 脱氟专用净化过滤器性能参数：

3.7 氢氧化钙料仓容积：

比表面积＞40m2/g    容重：0.4-0.5（g/cm3) 

细度：>300-400目；钙含量：>95%；含水量：<2%。

3.8 脱氟专用净化过滤器设计参数

四、电气控制系统

        自控设备应具有完整的控制系统。电气配电和自动控制系统应随设备一起提供。设备需具有自动和手动两种操作方式并具有本地控制箱或柜。现场盘、箱、柜的防护等级为IP54，所有的控制箱、柜具有运行、故障、停止信号，现场控制箱或控制室内的盘、箱、柜按国标制作，配有数显指示仪表和指示灯。

五  干法脱氟净化系统设备及材料清单

表1干法脱氟净化系统主要工艺设备清单