CN105536474A - 一种利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置，包括一级动力波吸收塔，一级动力波吸收塔与二级动力波吸收塔连接，一级动力波吸收塔与二级动力波吸收塔之间设有第一水泵，一级动力波吸收塔通过第二水泵与沉降槽连接，沉降槽与压滤洗涤釜连接，压滤洗涤釜分别与离心机和母液槽连接，离心机与母液槽连接，母液槽通过第三水泵分别与中和槽及循环吸收液槽连接，中和槽与循环吸收液槽连接，循环吸收液槽通过第四水泵与二级动力波吸收塔连接，中和槽通过第五水泵连接去浓缩氯化钙管。本发明还公开了一种利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置的实现方法。本发明具有结构简单、造价便宜、生产成本低、脱氟效率高、液气比小及检修方便等特点。

Description

一种利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置及其实现方法
技术领域
本发明涉及在三氯甲基吡啶和氟化氢反应制备三氟甲基吡啶时尾气处理技术，具体来说是一种利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置及其实现方法。
背景技术
在氯代烃化合物与氟化氢合成氟代烃的生产过程中，副产的氯化氢中含有一定量的氟化氢，由于氟化氢的存在，使氯化氢应用范围受到限制。因此脱除副产的氯化氢中的氟化氢，对有效利用副产的氯化氢至关重要。
目前普遍采用二种除氟方法，即干法分离法和湿法分离法。干法分离法常用于氟含量低的无水氯化氢气体的脱氟，如采用氧化铝为主要成分的脱氟剂方法，但对于氟含量高或含水氯化氢气体，则无法用此方法有效脱氟。湿法分离法是将含有氟化氢的氯化氢吸收成为含氟盐酸，再加入沉淀剂达到分离氟化氢的目的。该方法一般采用降膜吸收塔或填料塔吸收氯化氢，采用氯化钙等作沉淀剂，但存在吸收效率不高，喷嘴的堵塞及沉淀不易分离等的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、造价便宜、生产成本低、脱氟效率高、液气比小及检修方便的利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置。
本发明的另一目的在于提供一种利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置的实现方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置，包括一级动力波吸收塔，一级动力波吸收塔顶部设有尾气进入管，一级动力波吸收塔与二级动力波吸收塔连接，一级动力波吸收塔与二级动力波吸收塔之间设有第一水泵，二级动力波吸收塔上设有尾气输出管，一级动力波吸收塔通过第二水泵与沉降槽连接，沉降槽与压滤洗涤釜连接，压滤洗涤釜分别与离心机和母液槽连接，离心机与母液槽连接，母液槽通过第三水泵分别与中和槽及循环吸收液槽连接，中和槽与循环吸收液槽连接，循环吸收液槽通过第四水泵与二级动力波吸收塔连接，中和槽通过第五水泵连接去浓缩氯化钙管。
优选的，所述二级动力波吸收塔底部与第一水泵的输入端连接，第一水泵输出端与一级动力波吸收塔连接。
优选的，所述一级动力波吸收塔底部与第二水泵的输入端连接，第二水泵输出端与沉降槽连接。
优选的，所述压滤洗涤釜上设置有水进入管和压缩空气进入管。
优选的，所述中和槽设置有氧化钙加入管。
优选的，所述一级动力波吸收塔和二级动力波吸收塔吸收液进入处均设有吸收液喷嘴，收液喷嘴上设有流速调节装置，吸收液喷嘴包括进入口，进入口连接圆形中间段，中间段后边为梯形岀液口。
上述利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置的实现方法，包括以下步骤：
(1)、循环吸收液槽通过第四水泵将吸收液泵入二级动力波吸收塔，吸收液通过第一水泵将吸收液泵入一级动力波吸收塔；
(2)、氟化釜来的含氟尾气，进入一级动力波吸收塔，含氟尾气与吸收液进行第一次反应；然后含氟尾气从一级动力波吸收塔的塔底出来进入二级动力波吸收塔，含氟尾气与吸收液进行第二次反应，脱氟后的尾气从二级塔底出，氟化氢含量＜200ppm；
(3)、吸收液从一级动力波吸收塔泵入沉降槽；
(4)、经过沉降后到达压滤洗涤釜，压滤洗涤釜得到氟化钙浆料；
(5)、氟化钙浆料到达离心机，得到湿式氟化钙；
(6)、压滤洗涤釜和离心机中的母液汇聚于母液槽；
(7)、母液槽中的母液一部分泵入循环吸收液槽，循环使用；母液另一部分泵入中和槽；
(8)、中和槽内母液与氧化钙中和生成氯化钙溶液，补充进入循环吸收液槽，多出部分泵去浓缩生产氯化钙。
优选的，所述步骤(1)中的一级动力波吸收塔和二级动力波吸收塔吸收液进入处均设有吸收液喷嘴，吸收液喷嘴上设有流速调节装置，通过调节吸收液喷嘴流速，来控制尾气在动力波吸收塔内的速度，使尾气与吸收液在塔内形成一个泡沫区，在泡沫区内气液充分接触，强烈的湍动使混合强化并使接触面更新，从而获得极高的反应效率，单塔脱除率可达94％。
优选的，所述吸收液喷嘴的流速为25～30米/秒，一级动力波吸收塔和二级动力波吸收塔长度为6～8m；一级动力波吸收塔和二级动力波吸收塔内湍动区高度为2.0～2.5m。
优选的，所述吸收液为氯化氢和氯化钙的混合溶液，氯化氢的浓度为20％～35％，氯化钙的浓度为5％～10％。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
1、本发明包括一级动力波吸收塔，一级动力波吸收塔顶部设有尾气进入管，一级动力波吸收塔与二级动力波吸收塔连接，一级动力波吸收塔与二级动力波吸收塔之间设有第一水泵，二级动力波吸收塔上设有尾气输出管，一级动力波吸收塔通过第二水泵与沉降槽连接，沉降槽与压滤洗涤釜连接，压滤洗涤釜分别与离心机和母液槽连接，离心机与母液槽连接，母液槽通过第三水泵分别与中和槽及循环吸收液槽连接，中和槽与循环吸收液槽连接，循环吸收液槽通过第四水泵与二级动力波吸收塔连接，中和槽通过第五水泵连接去浓缩氯化钙管，具有结构简单、造价便宜、生产成本低、脱氟效率高、液气比小及检修方便等特点。
2、本发明中的结构和方法，一次性投资少，运行费用低。
3、本发明中的动力波吸收塔脱氟效率高，单塔可达94％，高效的湍流吸收，降低了对喷嘴的雾化要求，减少了喷嘴的堵塞，延长喷嘴使用寿命。
4、本发明中的动力波吸收塔可根据现场空间任意设计形状(弯曲、拐弯均可)，适应性强。
5、本发明中的液气比小，仅为0.5--0.7，即：1标准立方米尾气需要0.5--0.7升的循环吸收液。
6、本发明总脱氟效率高达99.5％以上。
7、本发明中的吸收液喷嘴可采用抽拉式，检修方便。
附图说明
图1为一种利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置的连接结构示意图；
图2为本发明中收液喷嘴的结构示意图。
图中标号与名称如下：
1 一级动力波吸收塔 2 尾气进入管
3 二级动力波吸收塔 4 第一水泵
5 尾气输出管 6 第二水泵
7 沉降槽 8 压滤洗涤釜
9 离心机 10 母液槽
11 第三水泵 12 中和槽
13 循环吸收液槽 14 第四水泵
15 第五水泵 16 去浓缩氯化钙管
17 水进入管 18 压缩空气进入管
19 氧化钙加入管 20 进入口
21 中间段 22 岀液口
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，一种利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置，包括一级动力波吸收塔1，一级动力波吸收塔1顶部设有尾气进入管2，一级动力波吸收塔1与二级动力波吸收塔3连接，一级动力波吸收塔1与二级动力波吸收塔3之间设有第一水泵4，二级动力波吸收塔3上设有尾气输出管5，一级动力波吸收塔1通过第二水泵6与沉降槽7连接，沉降槽7与压滤洗涤釜8连接，压滤洗涤釜8分别与离心机9和母液槽10连接，离心机9与母液槽10连接，母液槽10通过第三水泵11分别与中和槽12及循环吸收液槽13连接，中和槽12与循环吸收液槽13连接，循环吸收液槽13通过第四水泵14与二级动力波吸收塔3连接，中和槽12通过第五水泵15连接去浓缩氯化钙管16。
本实施例中的二级动力波吸收塔3底部与第一水泵4的输入端连接，第一水泵4输出端与一级动力波吸收塔1连接；一级动力波吸收塔1底部与第二水泵6的输入端连接，第二水泵6输出端与沉降槽7连接；压滤洗涤釜8上设置有水进入管17和压缩空气进入管18；中和槽12设置有氧化钙加入管19。
本实施例中的一级动力波吸收塔1和二级动力波吸收塔3吸收液进入处均设有吸收液喷嘴，收液喷嘴上设有流速调节装置，吸收液喷嘴包括进入口20，进入口20前端为圆柱形结构，后端为梯形结构，进入口20连接圆形中间段21，中间段21后边为梯形岀液口22。
上述利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置的实现方法，包括以下步骤：
(1)、循环吸收液槽13通过第四水泵14将吸收液泵入二级动力波吸收塔3，吸收液通过第一水泵4将吸收液泵入一级动力波吸收塔1；
(2)、氟化釜来的含氟尾气，含氟尾气的含氟化氢3％，进入一级动力波吸收塔1，含氟尾气与吸收液进行第一次反应；然后含氟尾气从一级动力波吸收塔1的塔底出来进入二级动力波吸收塔3，含氟尾气与吸收液进行第二次反应，脱氟后的尾气从二级塔底出，氟化氢含量＜200ppm；
(3)、吸收液从一级动力波吸收塔1泵入沉降槽7；
(4)、经过沉降后到达压滤洗涤釜8，压滤洗涤釜8得到氟化钙浆料；
(5)、氟化钙浆料到达离心机9，得到湿式氟化钙；
(6)、压滤洗涤釜8和离心机9中的母液汇聚于母液槽10；
(7)、母液槽10中的母液一部分泵入循环吸收液槽13，循环使用；母液另一部分泵入中和槽12；
(8)、中和槽12内母液与氧化钙中和生成氯化钙溶液，补充进入循环吸收液槽13，多出部分泵去浓缩生产氯化钙。
所述步骤(1)中的一级动力波吸收塔1和二级动力波吸收塔3吸收液进入处均设有吸收液喷嘴，吸收液喷嘴上设有流速调节装置，通过调节吸收液喷嘴流速，来控制尾气在动力波吸收塔内的速度，使尾气与吸收液在塔内形成一个泡沫区，在泡沫区内气液充分接触，强烈的湍动使混合强化并使接触面更新，从而获得极高的反应效率，单塔脱除率可达94％。
所述吸收液喷嘴的流速为25米/秒，一级动力波吸收塔1和二级动力波吸收塔3长度为6m；一级动力波吸收塔1和二级动力波吸收塔3内湍动区高度为2.0m。
所述吸收液为氯化氢和氯化钙的混合溶液，氯化氢的浓度为20％，氯化钙的浓度为5％。
上述装置和方法，一次性投资少，运行费用低；动力波吸收塔脱氟效率高，单塔可达94％，高效的湍流吸收，降低了对喷嘴的雾化要求，减少了喷嘴的堵塞，延长喷嘴使用寿命；动力波吸收塔可根据现场空间任意设计形状(弯曲、拐弯均可)，适应性强；液气比小，仅为0.5--0.7，即：1标准立方米尾气需要0.5--0.7升的循环吸收液；总脱氟效率高达99.5％以上；吸收液喷嘴可采用抽拉式，检修方便。
实施例2：
本实施例与实施例1不同之处在于：本实施例中的含氟尾气，含氟化氢5％，吸收液喷嘴的流速为30米/秒，一级动力波吸收塔1和二级动力波吸收塔3长度为8m；一级动力波吸收塔1和二级动力波吸收塔3内湍动区高度为2.5m；吸收液为氯化氢和氯化钙的混合溶液，氯化氢的浓度为35％，氯化钙的浓度为10％。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置，其特征在于：包括一级动力波吸收塔，一级动力波吸收塔顶部设有尾气进入管，一级动力波吸收塔与二级动力波吸收塔连接，一级动力波吸收塔与二级动力波吸收塔之间设有第一水泵，二级动力波吸收塔上设有尾气输出管，一级动力波吸收塔通过第二水泵与沉降槽连接，沉降槽与压滤洗涤釜连接，压滤洗涤釜分别与离心机和母液槽连接，离心机与母液槽连接，母液槽通过第三水泵分别与中和槽及循环吸收液槽连接，中和槽与循环吸收液槽连接，循环吸收液槽通过第四水泵与二级动力波吸收塔连接，中和槽通过第五水泵连接去浓缩氯化钙管。
2.根据权利要求1所述的利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置，其特征在于：所述二级动力波吸收塔底部与第一水泵的输入端连接，第一水泵输出端与一级动力波吸收塔连接。
3.根据权利要求2所述的利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置，其特征在于：所述一级动力波吸收塔底部与第二水泵的输入端连接，第二水泵输出端与沉降槽连接。
4.根据权利要求3所述的利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置，其特征在于：所述压滤洗涤釜上设置有水进入管和压缩空气进入管。
5.根据权利要求4所述的利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置，其特征在于：所述中和槽设置有氧化钙加入管。
6.根据权利要求5所述的利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置，其特征在于：所述一级动力波吸收塔和二级动力波吸收塔吸收液进入处均设有吸收液喷嘴，收液喷嘴上设有流速调节装置，吸收液喷嘴包括进入口，进入口连接圆形中间段，中间段后边为梯形岀液口。
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、循环吸收液槽通过第四水泵将吸收液泵入二级动力波吸收塔，吸收液通过第一水泵将吸收液泵入一级动力波吸收塔；
(2)、氟化釜来的含氟尾气，进入一级动力波吸收塔，含氟尾气与吸收液进行第一次反应；然后含氟尾气从一级动力波吸收塔的塔底出来进入二级动力波吸收塔，含氟尾气与吸收液进行第二次反应，脱氟后的尾气从二级塔底出，氟化氢含量＜200ppm；
(3)、吸收液从一级动力波吸收塔泵入沉降槽；
(4)、经过沉降后到达压滤洗涤釜，压滤洗涤釜得到氟化钙浆料；
(5)、氟化钙浆料到达离心机，得到湿式氟化钙；
(6)、压滤洗涤釜和离心机中的母液汇聚于母液槽；
(7)、母液槽中的母液一部分泵入循环吸收液槽，循环使用；母液另一部分泵入中和槽；
(8)、中和槽内母液与氧化钙中和生成氯化钙溶液，补充进入循环吸收液槽，多出部分泵去浓缩生产氯化钙。
8.根据权利要求7所述的一种利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置的实现方法，其特征在于：所述步骤(1)中的一级动力波吸收塔和二级动力波吸收塔吸收液进入处均设有吸收液喷嘴，吸收液喷嘴上设有流速调节装置，通过调节吸收液喷嘴流速，来控制尾气在动力波吸收塔内的速度，使尾气与吸收液在塔内形成一个泡沫区，在泡沫区内气液充分接触，强烈的湍动使混合强化并使接触面更新，从而获得极高的反应效率，单塔脱除率可达94％。
9.根据权利要求8所述的一种利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置的实现方法，其特征在于：所述吸收液喷嘴的流速为25～30米/秒，一级动力波吸收塔和二级动力波吸收塔长度为6～8m；一级动力波吸收塔和二级动力波吸收塔内湍动区高度为2.0～2.5m。
10.根据权利要求9所述的一种利用动力波脱除尾气中氟化氢的装置的实现方法，其特征在于：所述吸收液为氯化氢和氯化钙的混合溶液，氯化氢的浓度为20％～35％，氯化钙的浓度为5％～10％。
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