CN113880048B - 一种氢氟酸高效回收系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氢氟酸高效回收系统及方法。本发明包括：分离单元，所述分离单元用于将通入第一分离入口的含氟化氢、消耗臭氧层物质替代品的物料进行分离；冷却单元，与分离单元相连；缓冲单元，与冷却单元相连；输送单元，与缓冲单元相连；储存单元，所述输送单元与储存单元相连；第一控制单元，用于根据第一输送回路中的循环物料的密度确认氢氟酸密度的大小来控制第一输送回路或第二输送回路的通断；回收单元；第二控制单元，用于根据第一分离回路中的循环物料的密度确认氢氟酸密度大小来控制第一分离回路或第二分离回路的通断。本发明能降低HF分离成本，提高HF与原料的分离效率，并将HF资源化利用，减少三废的产生；此外，还能获得密度较高的氢氟酸，节约了能源。
Description
技术领域
本发明涉及氢氟酸处理技术领域，尤其是指一种氢氟酸高效回收系统及方法。
背景技术
HF(氟化氢)作为氟化工行业的基础原料之一，在ODS(消耗臭氧层物质)替代品的生产过程中应用十分广泛。但在生产过程中，由于HF往往过量使用，而在后续产品分离时，由于HF和几种ODS替代品会形成共沸物，大大提高了分离的难度；另外分离后的HF一般会通过酸碱中和，排至污水站处理。但上述方法会带来如下问题：HF分离成本高，分离效果一般；HF通过酸碱反应中和，增加三废的排放量，不符合循环经济理念；部分技术回收HF制取的稀氢氟酸密度偏低。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中HF分离成本高，分离效果一般、三废的排放量高、回收HF制取的稀氢氟酸密度偏低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种氢氟酸高效回收系统，包括：
分离单元，包括第一分离入口、第二分离入口、第一分离出口、第二分离出口，所述分离单元用于将通入第一分离入口的含氟化氢、消耗臭氧层物质替代品的物料进行分离，从第一分离出口得到分离后的氢氟酸水溶液，从第二分离出口得到消耗臭氧层物质替代品；
冷却单元，与分离单元相连，用于将分离得到的氢氟酸水溶液进行冷却，得到冷却后的氢氟酸水溶液；
缓冲单元，与冷却单元相连，用于对冷却后的氢氟酸水溶液进行收集输送；
输送单元，与缓冲单元相连，所述输送单元通过第一输送回路与分离单元的第二分离入口相连；
储存单元，所述输送单元通过第二输送回路与储存单元相连并储存回收的氢氟酸水溶液；
第一控制单元，所述第一控制单元用于根据第一输送回路中循环物料的密度确认氢氟酸密度大小来控制第一输送回路或第二输送回路的通断；
回收单元，用于回收分离后的消耗臭氧层物质替代品，所述分离单元的第二分离出口通过第一分离回路与分离单元的第一分离入口连接，所述分离单元的第二分离出口通过第二分离回路与回收单元连接；
第二控制单元，所述第二控制单元用于根据第一分离回路中循环物料的密度确认氢氟酸密度大小来控制第一分离回路或第二分离回路的通断。
在本发明的一个实施例中，所述第一控制单元包括设于第一输送回路中的第一检测元件、第一通断元件与设于第二输送回路中的第二通断元件，所述第一检测元件用于检测第一输送回路中的氢氟酸密度，第一通断元件与第二通断元件根据第一输送回路中的氢氟酸密度的大小来打开或关闭。
在本发明的一个实施例中，所述第二控制单元包括设于第一分离回路中的第二检测元件、第三通断元件与设于第二分离回路中的第四通断元件，所述第二检测元件用于检测第一分离回路中的氢氟酸密度，第三通断元件与第四通断元件根据第一分离回路中的氟化氢密度的大小来打开或关闭。
在本发明的一个实施例中，所述分离单元还包括第三分离入口，所述第三分离入口用于通入用于氢氟酸溶解的液体。
在本发明的一个实施例中，所述用于氢氟酸溶解的液体为50-60℃的水。
在本发明的一个实施例中，所述冷却单元包括石墨换热器。
在本发明的一个实施例中，所述缓冲单元包括立式储罐、卧式储罐。
在本发明的一个实施例中，所述输送单元包括离心泵、非金属隔膜泵、金属磁力泵。
在本发明的一个实施例中，所述第一检测元件、第二检测元件均包括电导率仪、密度计。
在本发明的一个实施例中，所述第一通断元件、第二通断元件、第三通断元件、第四通断元件均为控制阀。
本发明还提供一种氢氟酸高效回收方法，包括如下步骤：
步骤S1：向第一分离入口通入含氟化氢、消耗臭氧层物质替代品的物料，通过分离单元将含氟化氢、消耗臭氧层物质替代品的物料进行分离，从第一分离出口得到分离后的氢氟酸水溶液，从第二分离出口得到消耗臭氧层物质替代品；
步骤S2：通过冷却单元将分离得到的氢氟酸水溶液进行冷却，得到冷却后的氢氟酸水溶液；
步骤S3：当第一检测元件检测到第一输送回路中的氢氟酸密度小于或等于1-1.3g/ml时，第一通断元件打开，第二通断元件关闭，通过缓冲单元将冷却后的氢氟酸水溶液通过第二分离入口输送至分离单元，反之，第一通断元件关闭，第二通断元件打开，通过缓冲单元将冷却后的氢氟酸水溶液输送至储存单元；
当第二检测元件检测到第一分离回路中的氢氟酸密度大于或等于5-10kg/m3时，第三通断元件打开，第四通断元件关闭，消耗臭氧层物质替代品通过第一分离回路、第一分离入口进入分离单元，反之，第三通断元件关闭，第四通断元件打开，消耗臭氧层物质替代品通过第二分离回路进入回收单元。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的一种氢氟酸高效回收系统，降低HF分离成本，提高HF与原料的分离效率，并将HF资源化利用，减少三废的产生；此外，还能获得密度较高的氢氟酸，节约了能源。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明氢氟酸高效回收系统结构示意图。
说明书附图标记说明：100、分离单元；101、第一分离入口；102、第二分离入口；103、第三分离入口；104、第一分离出口；105、第二分离出口；106、第一分离回路；107、第二分离回路；200、冷却单元；300、缓冲单元；400、输送单元；401、第一输送回路；402、第二输送回路；500、储存单元；600、第一控制单元；601、第一检测元件；602、第一通断元件；603、第二通断元件；700、回收单元；800、第二控制单元；801、第二检测元件；802、第三通断元件；803、第四通断元件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例一
参照图1所示，本实施例提供一种氢氟酸高效回收系统，包括：
分离单元100，包括第一分离入口101、第二分离入口102、第一分离出口104、第二分离出口105，所述分离单元100用于将通入第一分离入口101的含氟化氢、消耗臭氧层物质替代品的物料进行分离，从第一分离出口104得到分离后的氢氟酸水溶液，从第二分离出口105得到消耗臭氧层物质替代品；
冷却单元200，与分离单元100相连，用于将分离得到的氢氟酸水溶液进行冷却，得到冷却后的氢氟酸水溶液；
缓冲单元300，与冷却单元200相连，用于对冷却后的氢氟酸水溶液进行收集输送；
输送单元400，与缓冲单元300相连，所述输送单元400通过第一输送回路401与分离单元100的第二分离入口102相连；
储存单元500，所述输送单元400通过第二输送回路402与储存单元500相连并储存回收的氢氟酸水溶液，储存单元500为副产物氢氟酸的储罐；
第一控制单元600，所述第一控制单元600用于根据第一输送回路401中循环物料的密度确认氢氟酸密度大小来控制第一输送回路401或第二输送回路402的通断；
回收单元700，用于回收分离后的消耗臭氧层物质替代品，所述分离单元100的第二分离出口105通过第一分离回路106与分离单元100的第一分离入口101连接，所述分离单元100的第二分离出口105通过第二分离回路107与回收单元700连接；回收单元700为用于储存ODS替代品，以便于下游工程的处理；
第二控制单元800，所述第二控制单元800用于根据第一分离回路106中循环物料的密度确认氢氟酸密度大小来控制第一分离回路106或第二分离回路107的通断。
具体地，所述第一控制单元600包括设于第一输送回路401中的第一检测元件601、第一通断元件602与设于第二输送回路402中的第二通断元件603，所述第一检测元件601用于检测第一输送回路401中的氢氟酸密度，第一通断元件602与第二通断元件603根据第一输送回路401中的氢氟酸密度的大小来打开或关闭；所述第二控制单元800包括设于第一分离回路106中的第二检测元件801、第三通断元件802与设于第二分离回路107中的第四通断元件803，所述第二检测元件801用于检测第一分离回路106中的氢氟酸密度，第三通断元件802与第四通断元件803根据第一分离回路106中的氢氟酸密度的大小来打开或关闭。
具体地，所述第一检测元件601、第二检测元件801均包括电导率仪、密度计，本实施例优选为密度计，可根据循环物料的密度判断管路内氢氟酸密度；所述第一通断元件602、第二通断元件603、第三通断元件802、第四通断元件803均为控制阀。
通过上述设置，当第一检测元件601检测到第一输送回路401中的氢氟酸密度小于或等于1-1.3g/ml时，第一通断元件602打开，第二通断元件603关闭，反之，第一通断元件602关闭，第二通断元件603打开，以便于获得高密度的副产物氢氟酸；当第二检测元件801检测到第一分离回路106中的氢氟酸密度大于或等于5-10kg/m3时，第三通断元件802打开，第四通断元件803关闭，反之，第三通断元件802关闭，第四通断元件803打开，以便于充分回收物料中的氢氟酸。
具体地，所述分离单元100还包括第三分离入口103，所述第三分离入口103用于通入用于氢氟酸溶解的液体或稀氢氟酸溶液，所述分离单元100可选用板式精馏塔、填料塔等，本实施例优选为填料塔，所述用于氢氟酸溶解的液体为50-60℃的水，该温度有利于HF的溶解，同时可将ODS替代品与水和HF充分分离。
具体地，所述冷却单元200包括石墨换热器，由于介质为氢氟酸水溶液，故本实施例优选为石墨换热器。
具体地，所述缓冲单元300包括立式储罐、卧式储罐，本实施例优选为卧式储罐。
具体地，所述输送单元400包括离心泵、非金属隔膜泵、金属磁力泵，本实施例优选为金属磁力泵。
实施例二
本实施例提供一种氢氟酸高效回收方法，包括如下步骤：
步骤S1：向第一分离入口101通入含氟化氢、消耗臭氧层物质替代品的物料，通过分离单元100将含氟化氢、消耗臭氧层物质替代品的物料进行分离，从第一分离出口104得到分离后的氢氟酸水溶液，从第二分离出口105得到消耗臭氧层物质替代品；
步骤S2：通过冷却单元200将分离得到的氢氟酸水溶液进行冷却，得到冷却后的氢氟酸水溶液；
步骤S3：当第一检测元件601检测到第一输送回路401中的氢氟酸密度小于或等于1-1.3g/ml时，第一通断元件602打开，第二通断元件603关闭，通过缓冲单元300将冷却后的氢氟酸水溶液通过第二分离入口102输送至分离单元100，反之，第一通断元件602关闭，第二通断元件603打开，通过缓冲单元300将冷却后的氢氟酸水溶液输送至储存单元500；
当第二检测元件801检测到第一分离回路106中的氢氟酸密度大于或等于5-10kg/m3时，第三通断元件802打开，第四通断元件803关闭，消耗臭氧层物质替代品通过第一分离回路106、第一分离入口101进入分离单元100，反之，第三通断元件802关闭，第四通断元件803打开，消耗臭氧层物质替代品通过第二分离回路107进入回收单元700。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种氢氟酸高效回收系统，其特征在于，包括：
分离单元，包括第一分离入口、第二分离入口、第一分离出口、第二分离出口，所述分离单元用于将通入第一分离入口的含氟化氢、消耗臭氧层物质替代品的物料进行分离，从第一分离出口得到分离后的氢氟酸水溶液，从第二分离出口得到消耗臭氧层物质替代品；所述分离单元还包括第三分离入口，所述第三分离入口用于通入用于氢氟酸溶解的液体；
冷却单元，与分离单元相连，用于将分离得到的氢氟酸水溶液进行冷却，得到冷却后的氢氟酸水溶液；
缓冲单元，与冷却单元相连，用于对冷却后的氢氟酸水溶液进行收集输送；
输送单元，与缓冲单元相连，所述输送单元通过第一输送回路与分离单元的第二分离入口相连；
储存单元，所述输送单元通过第二输送回路与储存单元相连并储存回收的氢氟酸水溶液；
第一控制单元，所述第一控制单元用于根据第一输送回路中循环物料的密度确认氢氟酸密度大小来控制第一输送回路或第二输送回路的通断；所述第一控制单元包括设于第一输送回路中的第一检测元件、第一通断元件与设于第二输送回路中的第二通断元件，所述第一检测元件用于检测第一输送回路中的氢氟酸密度，第一通断元件与第二通断元件根据第一输送回路中的氢氟酸密度的大小来打开或关闭；
回收单元，用于回收分离后的消耗臭氧层物质替代品，所述分离单元的第二分离出口通过第一分离回路与分离单元的第一分离入口连接，所述分离单元的第二分离出口通过第二分离回路与回收单元连接；
第二控制单元，所述第二控制单元用于根据第一分离回路中循环物料的密度确认氢氟酸密度大小来控制第一分离回路或第二分离回路的通断。
2.根据权利要求1所述的一种氢氟酸高效回收系统，其特征在于，所述第二控制单元包括设于第一分离回路中的第二检测元件、第三通断元件与设于第二分离回路中的第四通断元件，所述第二检测元件用于检测第一分离回路中的氢氟酸密度，第三通断元件与第四通断元件根据第一分离回路中的氟化氢密度的大小来打开或关闭。
3.根据权利要求1所述的一种氢氟酸高效回收系统，其特征在于，所述用于氢氟酸溶解的液体为50-60°C的水。
4.根据权利要求1所述的一种氢氟酸高效回收系统，其特征在于，所述冷却单元包括石墨换热器。
5.根据权利要求1所述的一种氢氟酸高效回收系统，其特征在于，所述缓冲单元包括立式储罐、卧式储罐。
6.根据权利要求1所述的一种氢氟酸高效回收系统，其特征在于，所述输送单元包括离心泵、非金属隔膜泵、金属磁力泵。
7.根据权利要求2所述的一种氢氟酸高效回收系统，其特征在于，所述第一检测元件、第二检测元件均包括电导率仪、密度计。
8.一种氢氟酸高效回收方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：向第一分离入口通入含氟化氢、消耗臭氧层物质替代品的物料，通过分离单元将含氟化氢、消耗臭氧层物质替代品的物料进行分离，从第一分离出口得到分离后的氢氟酸水溶液，从第二分离出口得到消耗臭氧层物质替代品；
步骤S2：通过冷却单元将分离得到的氢氟酸水溶液进行冷却，得到冷却后的氢氟酸水溶液；
步骤S3：当第一检测元件检测到第一输送回路中的氢氟酸密度小于等于1.3g/ml时，第一通断元件打开，第二通断元件关闭，通过缓冲单元将冷却后的氢氟酸水溶液通过第二分离入口输送至分离单元，反之，第一通断元件关闭，第二通断元件打开，通过缓冲单元将冷却后的氢氟酸水溶液输送至储存单元；
当第二检测元件检测到第一分离回路中的氢氟酸密度大于等于5kg/m3时，第三通断元件打开，第四通断元件关闭，消耗臭氧层物质替代品通过第一分离回路、第一分离入口进入分离单元，反之，第三通断元件关闭，第四通断元件打开，消耗臭氧层物质替代品通过第二分离回路进入回收单元。
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