CN103588209B - 一种回收SiF4气体综合利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化工原料生产过程废气回收综合利用技术，尤其是一种回收SiF4气体综合利用方法，将含有SiF4气体的废气通过引风机引入吸收塔，并用缓冲溶液从吸收塔顶端喷入吸收废气中的SiF4气体，流入吸收塔底部形成固液混合物；再将吸收塔底部的固液混合物转入压滤机中进行固液分离，得到滤饼和滤液；再用水泵将滤液抽提到吸收塔的顶端与缓冲溶液混合喷淋，并将滤饼用清水清洗5-6次后通过干燥机干燥制得纳米水合二氧化硅。本发明降低F、Si元素的资源浪费率，简化工艺流程，避免设备堵塞，提高SiF4气体的综合利用率，避免了设备被腐蚀，降低了生产成本。

Description

一种回收SiF4气体综合利用方法
技术领域
本发明涉及化工原料生产过程废气回收综合利用技术，具体的说是一种回收SiF4气体综合利用方法。
背景技术
综合利用含钾岩石低温分解生产化工原料的过程中，F、Si元素以SiF4气体的形式逸出，而在现有技术中，对该气体的处理方法通常为直接排放、干法吸收以及水吸收三种。
直接排放，就是将废气不经过处理直接排入大气之中，这样不仅会浪费F、Si资源，还会导致环境的污染。
干法吸收又称为吸附净化法，即采用块状、泡沫状或者粉末状固体吸附剂与含氧废气充分接触，进而利用吸附剂的选择性，来对SiF4气体中的F元素作脱氟处理，该方法特别适用于含氟量不高的废气，其处理流程也较简单，但是该方法处理容易造成吸附剂空隙堵塞，对设备的要求较高，进而增加了生产成本。
水吸收法，即就是采用水作为吸收剂来吸收含有SiF4气体的废气，进而生产氟化钠产品的过程。目前，磷肥企业就是采用拨水轮拨水来吸收含氟气体，进而达到脱氟目的。但是，水吸收法仅能得到低浓度的氟硅酸溶液，进而导致脱氟率不高，同时，得到的氢氟酸对设备的腐蚀性太强，进而对设备的要求较高，能耗较高，生产成本较大；并且，该方法工艺流程复杂，还会大量产生酸性硅胶，硅胶析出沉积后不仅容易堵塞设备管道，也还会造成硅资源的流失。
为了能够综合回收利用含钾岩石低温催化分解生产化工原料过程中产生的SiF4气体，降低资源浪费率以及生产成本，急需提出一种SiF4气体能被回收综合利用再生产化工原料的新思路。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种回收SiF4气体综合利用方法，该方法能够降低F、Si元素的资源浪费率，简化工艺流程，降低生产成本。
本发明所采用的技术解决方案是：
一种回收SiF4气体综合利用方法，包括以下步骤：将含有SiF4气体的废气通过引风机引入吸收塔，将缓冲溶液从吸收塔顶端喷入吸收废气中的SiF4气体，然后流入吸收塔底部形成固液混合物；再将吸收塔底部的固液混合物转入压滤机中进行固液分离，得到滤饼和滤液；再用水泵将滤液抽提到吸收塔的顶端与缓冲溶液混合喷淋，并将滤饼用清水清洗5-6次后通过干 燥机干燥制得纳米水合二氧化硅；所述缓冲溶液按照氟化铵1-10g，正丁醇0.2-2.5g，NaCl0.1-2g，浓度为1％-25％的氨水5-40ml，水40-60ml的配比比例配制而成。
优选的，所述吸收塔为多级旋流吸收塔，吸收塔设有多层旋流板，所述的多层旋流板上设置有雾化喷头。
优选的，所述缓冲溶液的配比为：氟化铵4-7g，正丁醇1-1.5g，NaCl 1-1.5g，浓度为10％-15％的氨水20-30ml，水45-55ml。
更为优选的，所述缓冲溶液的配比为：氟化铵5g，正丁醇1.2g，NaCl 1.2g，浓度为12％的氨水25ml，水50ml。
进一步的，低温催化分解1000g钾长石粉产生的含SiF4气体的废气处理时，缓冲溶液的用量优选为18m3-20m3,缓冲溶液喷淋流速优选为10m3/h-15m3/h。
上述干燥温度优选为300℃，干燥机优选为闪蒸干燥机或烘箱式干燥机。
本发明的有益技术效果是：
(1)生产工艺简单，易于操作，能够生产出性能较好的水合二氧化硅化工原料产品，提高SiF4气体的综合利用率；
(2)通过在吸收塔中进行多层次旋流吸收过程，并对缓冲溶液进行雾化处理，增大气液接触面积，提高了缓冲溶液的利用率和SiF4气体的被吸收率，进一步的避免了资源的浪费，也降低了生产成本；
(3)通过缓冲溶液的处理，防止了氢氟酸的生成，避免了氢氟酸对设备的腐蚀，降低了设备成本，进一步的降低了生产产品的成本；
(4)通过及时的引出压滤，将固液进行分离生产纳米水合二氧化硅，解决了固体物堵塞设备的技术问题，同时也将滤液循环利用来吸收，进一步的实现了原料的充分利用，提高化工原料的附加产品价值。
附图说明
图1为本发明的回收SiF4气体综合利用方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体的实施例来对本发明的技术方案作进一步的描述，但要求保护的范围不仅局限于以下实施例。
实施例1
取粉碎到100目的钾长石粉1000g，加入到五份预热的(30％)氟硅酸反应釜中，加热进行低温催化分解反应，反应产生含SiF4气体的废气。将废气用引风机引入多级旋流喷淋吸收塔中，并用缓冲溶液由塔顶端喷淋吸收废气中的SiF4气体，缓冲溶液的用量为18m3-20m3,缓冲溶 液喷淋流速为10m3/h-15m3/h，缓冲溶液为按照氟化铵1g，正丁醇0.2g，NaCl 0.1g，质量浓度为25％的氨水5ml，水60ml配比比例配制而成，混合液流入吸收塔底部的底流槽，经初步沉降分离后清液流入溢流槽循环使用，吸收得到的固相在溢流槽沉降后流入集炭槽收集，经压滤机压滤，滤饼通过清水清洗5-6次后送入干燥机干燥即可得到纳米水合二氧化硅。
实施例二
取粉碎到100目的钾长石粉1000g，加入到五份预热的(30％)氟硅酸反应釜中，加热进行低温催化分解反应，反应产生含SiF4气体的废气，将废气用引风机引入多级旋流喷淋吸收塔中，并在多级旋流喷淋吸收塔设有多层旋流板，在多层旋流板上设置有雾化喷头，缓冲溶液通过雾化喷头喷淋吸收废气中的SiF4气体，缓冲溶液的用量为18m3-20m3,缓冲溶液喷淋流速为10m3/h-15m3/h，缓冲液为按照氟化铵10g，正丁醇2.5g，NaCl 2g，浓度为1％的氨水40ml，水40ml配比比例配制而成，混合液流入吸收塔底部的底流槽，经初步沉降分离后清液流入溢流槽循环使用，吸收得到的固相在溢流槽沉降后流入集炭槽收集，经压滤机压滤，滤饼通过清水清洗5-6次后送入干燥机干燥即可得到纳米水合二氧化硅。
实施例三
取粉碎到100目的钾长石粉1000g，与质量浓度为30％的氟硅酸一并加入反应釜中，加热进行低温催化分解反应，反应产生含SiF4气体的废气，将废气用引风机引入多级旋流喷淋吸收塔中，并在多级旋流喷淋吸收塔设有多层旋流板，在多层旋流板上设置有雾化喷头，缓冲溶液通过雾化喷头喷淋吸收废气中的SiF4气体，缓冲溶液的用量为18m3-20m3,缓冲溶液喷淋流速为10m3/h-15m3/h，缓冲液为按照氟化铵4g，正丁醇1g，NaCl 1g，浓度为10％的氨水30ml，水45ml配比比例配制而成，混合液流入吸收塔底部的底流槽，经初步沉降分离后清液流入溢流槽循环使用，吸收得到的固相在溢流槽沉降后流入集炭槽收集，经压滤机压滤，滤饼通过清水清洗5-6次后送入干燥机干燥即可得到纳米水合二氧化硅。
实施例四
取粉碎到100目的钾长石粉1000g，加入到五份预热的(30％)氟硅酸反应釜中，加热进行低温催化分解反应，反应产生含SiF4气体的废气，将废气用引风机引入多级旋流喷淋吸收塔中，并在多级旋流喷淋吸收塔设有多层旋流板，在多层旋流板上设置有雾化喷头，缓冲溶液通过雾化喷头喷淋吸收废气中的SiF4气体，缓冲溶液的用量为18m3-20m3,缓冲溶液喷淋流速为10m3/h-15m3/h，缓冲液为按照氟化铵7g，正丁醇1.5g，NaCl 1.5g，浓度为15％的氨水20ml，水55ml配比比例配制而成，混合液流入吸收塔底部的底流槽，经初步沉降分离后清液流入溢流槽循环使用，吸收得到的固相在溢流槽沉降后流入集炭槽收集，经压滤机压滤，滤饼通过清水清洗5-6次后送入干燥机干燥即可得到纳米水合二氧化硅。
实施例五
取粉碎到100目的钾长石粉1000g，与质量浓度为30％的氟硅酸一并加入反应釜中，加热进行低温催化分解反应，反应产生含SiF4气体的废气。将废气用引风机引入多级旋流喷淋吸收塔中，并在多级旋流喷淋吸收塔设有多层旋流板，在多层旋流板上设置有雾化喷头，缓冲溶液通过雾化喷头喷淋吸收废气中的SiF4气体。缓冲溶液的用量为18m3-20m3,缓冲溶液喷淋流速为10m3/h-15m3/h，缓冲液为按照氟化铵5g，正丁醇1.2g，NaCl 1.2g，浓度为12％的氨水25ml，水50ml配比的比例配制而成。混合液流入吸收塔底部的底流槽，经初步沉降分离后清液流入溢流槽循环使用，吸收得到的固相在溢流槽沉降后流入集炭槽收集，经压滤机压滤，滤饼通过清水清洗5-6次后送入干燥机干燥即可得到纳米水合二氧化硅。
上述实施例中干燥机为烘箱式干燥机或闪蒸干燥机，干燥滤饼的温度为300℃。

Claims (7)

1.一种回收SiF4气体综合利用方法，其特征在于包括以下步骤：将含有SiF4气体的废气通过引风机引入吸收塔，将缓冲溶液从吸收塔顶端喷入吸收废气中的SiF4气体，然后流入吸收塔底部形成固液混合物；再将吸收塔底部的固液混合物转入压滤机中进行固液分离，得到滤饼和滤液；再用水泵将滤液抽提到吸收塔的顶端与缓冲溶液混合喷淋，并将滤饼用清水清洗5-6次后通过干燥机干燥制得纳米水合二氧化硅；所述缓冲溶液按照氟化铵1-10g，正丁醇0.2-2.5g，NaCl 0.1-2g，浓度为1％-25％的氨水5-40ml，水40-60ml的配比比例配制而成。
2.根据权利要求1所述的一种回收SiF4气体综合利用方法，其特征在于：所述吸收塔为多级旋流吸收塔，吸收塔设有多层旋流板，所述的多层旋流板上设置有雾化喷头。
3.根据权利要求1所述的一种回收SiF4气体综合利用方法，其特征在于，所述缓冲溶液的配比为：氟化铵4-7g，正丁醇1-1.5g，NaCl 1-1.5g，浓度为10％-15％的氨水20-30ml，水45-55ml。
4.根据权利要求3所述的一种回收SiF4气体综合利用方法，其特征在于，所述缓冲溶液的配比为：氟化铵5g，正丁醇1.2g，NaCl 1.2g，浓度为12％的氨水25ml，水50ml。
5.根据权利要求1所述的一种回收SiF4气体综合利用方法，其特征在于：低温催化分解1000g钾长石粉产生的含SiF4气体的废气处理时，缓冲溶液的用量为18m3-20m3,缓冲溶液喷淋流速为10m3/h-15m3/h。
6.根据权利要求1所述的一种回收SiF4气体综合利用方法，其特征在于：所述干燥温度为300℃。
7.根据权利要求1所述的一种回收SiF4气体综合利用方法，其特征在于：所述干燥机为闪蒸干燥机或烘箱式干燥机。
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