CN114225565A - 含氟气体缓冲罐 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含氟气体缓冲罐，该含氟气体缓冲罐包括罐体，罐体为卧式罐体；罐体的入口侧为颗粒物沉降区，出口侧为降温冷凝区；颗粒物沉降区和降温冷凝区设有迷宫结构；降温冷凝区上部设有换热器。上述含氟气体缓冲罐，利用沉降和冷凝，可去除大部分颗粒物和部分HF，有效防止管道堵塞；对气溶胶、氟化物、水汽的去除也有一定效果，保证了后续尾气排出口氟化物的浓度在允许范围内，降低后续处理负荷。

Description

含氟气体缓冲罐
技术领域
本发明涉及一种含氟气体缓冲罐。
背景技术
液态钍基熔盐实验堆使用的燃料盐由基盐(F7LiBeZr)和添加盐(F7LiU、F7LiTh)制备而成。经历熔融共晶和净化工艺流程后，以高纯的基盐为溶剂，高纯的添加盐为溶质进行堆外液液溶解混合形成燃料盐(F7LiBeZrUTh)后注入堆芯使用。无论是基盐还是添加盐，整个制备的过程中都需要使用大量高浓度的氟化氢，而HF有很强的腐蚀性。因此，该工艺产生的尾气需要经过特殊处理才能满足国标规定的排放限值。
由于氟化氢气体与管路接触后吸附性极强，管路在运行后仍有氟化氢残余，若不对工艺尾气进行后处理，可能对管路维护人员造成伤害。根据我国《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996)规定，尾气处理系统排放口氟化物的浓度不超过9mg/m3；根据GBZ-2.1-2007规定，尾气处理系统所处工作场所氟化物的浓度不超过2mg/m3。基于安全和环保考虑，需要对基盐共晶净化产生的工艺尾气进行处理，且需充分考虑氟化氢气体强腐蚀性特点。
目前，现有的熔盐制备装置尚无较好的含氟工艺尾气处理技术应用。而在其它工业生产装置中，主要用冷却塔水洗或喷淋等方式除去尾气中的含氟气体。该处理方式增加了装置的复杂性，且无法克服管道容易堵塞的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中含氟工艺尾气处理装置管道容易堵塞的缺陷，提供一种含氟气体缓冲罐。
本发明通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明提供一种含氟气体缓冲罐，包括罐体，所述罐体为卧式罐体；所述罐体的入口侧为颗粒物沉降区，出口侧为降温冷凝区；所述颗粒物沉降区和所述降温冷凝区设有迷宫结构；所述降温冷凝区上部设有换热器。
在本技术方案中，工艺尾气进入罐体，其中的颗粒物和水蒸气、HF等物质被分离并回收。
较佳地，所述颗粒物沉降区内部设有折流板以形成所述迷宫结构；所述折流板倾斜于所述罐体，与所述罐体间形成夹角。
在本技术方案中，工艺尾气流经颗粒物沉积区时，其中的颗粒物得到分离，并发生沉积。
较佳地，所述折流板包括：主折流板，所述主折流板位于所述颗粒物沉降区中上部，垂设于所述罐体顶部；一级折流板，所述一级折流板位于所述颗粒物沉降区上部，倾斜设置于所述主折流板上，位于所述主折流板左侧；二级折流板，所述二级折流板位于所述颗粒物沉降区下部，倾斜设置于所述罐体侧面上；所述二级折流板位于所述一级折流板下方，且与所述一级折流板平行，位于所述主折流板左侧；三级折流板，所述三级折流板位于所述颗粒物沉降区中部，垂设于所述主折流板上，位于所述主折流板右侧；所述三级折流板水平位置介于所述一级折流板与所述二级折流板之间。
在本技术方案中，多块折流板形成较为曲折的流道，工艺尾气从流道中经过时，其中的颗粒物得到较为彻底的分离。
较佳地，所述一级折流板和所述二级折流板与垂直方向夹角均为45°。
在本技术方案中，一级折流板和二级折流板安装较为方便，同时颗粒物可以较好地沉积并分离。
较佳地，所述降温冷凝区内部设有折流管板以形成所述迷宫结构；所述折流管板交替垂设于所述罐体顶部或底部；所述折流管板上在与所述罐体的罐底相接处上方设有连通孔口；所述换热器为列管换热器形式，采用U型四氟管；所述换热器与所述罐体侧面相接处设有伸出所述罐体外的冷媒进口管和冷媒出口管。
在本技术方案中，换热器不易被腐蚀，且可使工艺尾气得到充分冷却，从而使工艺尾气中的水蒸气、HF等物质得到分离和收集。
较佳地，所述连通孔口均为圆形，直径均为20mm，个数为3个。
在本技术方案中，连通孔口便于加工，同时使得含有HF等物质的冷凝液可在罐体底部流动。
较佳地，所述罐体上在与所述颗粒物沉降区相接处、所述降温冷凝区相接处均设有排净管；所述罐体的罐底冷凝液通过所述连通孔口进入所述排净管。
在本技术方案中，工艺尾气中被分离的物质可从罐体中排出并得到收集。
较佳地，所述颗粒物沉降区和所述降温冷凝区材质为碳钢；所述颗粒物沉降区内表面、所述降温冷凝区内表面、所述折流板表面、所述折流管板表面设有耐腐蚀涂层；所述耐腐蚀涂层材质为高分子材料。
在本技术方案中，颗粒物沉降区和降温冷凝区所用材料强度较高且经济性较好，同时使得颗粒物沉降区和降温冷凝区及内部组件不易被腐蚀。
较佳地，所述颗粒物沉降区与所述罐体的罐顶相接处设有气体进气管，所述降温冷凝区与所述罐体的罐顶相接处设有气体出气管；所述气体进气管和所述气体出气管间设有压差计连通；所述气体进气管上设有负压微压表。
在本技术方案中，负压微压表用于负压联锁，超过-10Pa即自动调节后端系统补风阀开度，防止负压过大，影响前端工艺尾气；压差计检测设备的压降，作为是否堵塞的判断依据，超过控制值时即报警。
较佳地，所述颗粒物沉降区与所述罐体的罐顶相接处设有吹扫管；所述罐体在所述降温冷凝区的侧面设有测温口；所述罐体侧面设有视镜手孔。
在本技术方案中，测温口为温度监测点，超过控制值时即报警，此时吹扫管通气，对罐体内进行吹扫；通过视镜手孔，则可观察罐内沉降物、析出物情况，并可取样分析。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
上述含氟气体缓冲罐，利用沉降和冷凝，可去除大部分颗粒物和部分HF，有效防止管道堵塞；对气溶胶、氟化物、水汽的去除也有一定效果，保证了后续尾气排出口氟化物的浓度在允许范围内，降低后续处理负荷。
附图说明
图1为本发明含氟气体缓冲罐的结构示意图。
图2为图1所示的含氟气体缓冲罐的管束及管板布置图。
附图标记说明
罐体1；
鞍座2；
颗粒物沉降区3；
降温冷凝区4；
气体进气管5；
气体出气管6；
冷媒进口管7；
冷媒出口管8；
视镜手孔9；
吹扫管10；
测温口11；
排净管12；
负压微压表13；
压差计14
折流板15，主折流板151，一级折流板152，二级折流板153，三级折流板154；
折流管板16；
换热器17；
连通孔口18。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1至图2所示为本发明含氟气体缓冲罐的实施例。该含氟气体缓冲罐包括罐体1，罐体1为卧式罐体；罐体1的入口侧为颗粒物沉降区3，出口侧为降温冷凝区4；颗粒物沉降区3和降温冷凝区4设有迷宫结构；降温冷凝区4上部设有换热器17。工艺尾气进入罐体1，其中的颗粒物和水蒸气、HF等物质被分离并回收。
颗粒物沉降区3内部设有折流板15以形成迷宫结构；折流板15倾斜于罐体1，与罐体1间形成夹角。工艺尾气流经颗粒物沉积区3时，其中的颗粒物得到分离，并发生沉积。
折流板15包括：主折流板151，位于颗粒物沉降区3中上部，垂设于罐体1顶部；一级折流板152，位于颗粒物沉降区3上部，倾斜设置于主折流板151上，位于主折流板151左侧；二级折流板153，位于颗粒物沉降区3下部，倾斜设置于罐体1侧面上；二级折流板153位于一级折流板152下方，且与一级折流板152平行，位于主折流板151左侧；三级折流板154，位于颗粒物沉降区3中部，垂设于主折流板151上，位于主折流板151右侧；三级折流板154水平位置介于一级折流板152与二级折流板153之间。多块折流板形成较为曲折的流道，工艺尾气从流道中经过时，其中的颗粒物得到较为彻底的分离。
一级折流板152和二级折流板153与垂直方向夹角均为45°，二者安装较为方便，同时颗粒物可以较好地沉积并分离。
降温冷凝区4内部设有折流管板16以形成迷宫结构；折流管板16交替垂设于罐体1顶部或底部；折流管板16上在与罐体1的罐底相接处上方设有连通孔口18；换热器17为列管换热器形式，采用U型四氟管；换热器17与罐体1侧面相接处设有伸出罐体1外的冷媒进口管7和冷媒出口管8。换热器17不易被腐蚀，且可使工艺尾气得到充分冷却，从而使工艺尾气中的水蒸气、HF等物质得到分离和收集。
连通孔口18均为圆形，直径均为20mm，个数为3个。连通孔口18便于加工，同时使得含有HF等物质的冷凝液可在罐体1底部流动。
罐体1上在与颗粒物沉降区3相接处、降温冷凝区4相接处均设有排净管12；罐体1的罐底冷凝液通过连通孔口18进入排净管12。工艺尾气中被分离的物质可从罐体1中排出并得到收集。
颗粒物沉降区3和降温冷凝区4材质为碳钢；颗粒物沉降区3内表面、降温冷凝区4内表面、折流板15表面、折流管板16表面设有耐腐蚀涂层；耐腐蚀涂层材质为高分子材料。颗粒物沉降区3和降温冷凝区4所用材料强度较高且经济性较好，同时使得颗粒物沉降区3和降温冷凝区4及内部组件不易被腐蚀。
颗粒物沉降区3与罐体1的罐顶相接处设有气体进气管5，降温冷凝区4与罐体1的罐顶相接处设有气体出气管6；气体进气管5和气体出气管6间设有压差计14连通；气体进气管5上设有负压微压表13。负压微压表13用于负压联锁，超过-10Pa即自动调节后端系统补风阀开度，防止负压过大，影响前端工艺尾气；压差计14检测设备的压降，作为是否堵塞的判断依据，超过控制值时即报警。
颗粒物沉降区3与罐体1的罐顶相接处设有吹扫管10；罐体1在降温冷凝区4的侧面设有测温口11；罐体侧面设有视镜手孔9。测温口11为温度监测点，超过控制值时即报警，此时吹扫管10通气，对罐体1内进行吹扫；通过视镜手孔9，则可观察罐内沉降物、析出物情况，并可取样分析。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种含氟气体缓冲罐，其特征在于，所述含氟气体缓冲罐包括：
罐体，所述罐体为卧式罐体；所述罐体的入口侧为颗粒物沉降区，出口侧为降温冷凝区；所述颗粒物沉降区和所述降温冷凝区设有迷宫结构；所述降温冷凝区上部设有换热器。
2.如权利要求1所述的含氟气体缓冲罐，其特征在于，所述颗粒物沉降区内部设有折流板以形成所述迷宫结构；所述折流板倾斜于所述罐体，与所述罐体间形成夹角。
3.如权利要求2所述的含氟气体缓冲罐，其特征在于，所述折流板包括：
主折流板，所述主折流板位于所述颗粒物沉降区中上部，垂设于所述罐体顶部；
一级折流板，所述一级折流板位于所述颗粒物沉降区上部，倾斜设置于所述主折流板上，位于所述主折流板左侧；
二级折流板，所述二级折流板位于所述颗粒物沉降区下部，倾斜设置于所述罐体侧面上；所述二级折流板位于所述一级折流板下方，且与所述一级折流板平行，位于所述主折流板左侧；
三级折流板，所述三级折流板位于所述颗粒物沉降区中部，垂设于所述主折流板上，位于所述主折流板右侧；所述三级折流板水平位置介于所述一级折流板与所述二级折流板之间。
4.如权利要求3所述的含氟气体缓冲罐，其特征在于，所述一级折流板和所述二级折流板与垂直方向夹角均为45°。
5.如权利要求1所述的含氟气体缓冲罐，其特征在于，所述降温冷凝区内部设有折流管板以形成所述迷宫结构；所述折流管板交替垂设于所述罐体顶部或底部；
所述折流管板上在与所述罐体的罐底相接处上方设有连通孔口；所述换热器为列管换热器形式，采用U型四氟管；所述换热器与所述罐体侧面相接处设有伸出所述罐体外的冷媒进口管和冷媒出口管。
6.如权利要求5所述的含氟气体缓冲罐，其特征在于，所述连通孔口均为圆形，直径均为20mm，个数为3个。
7.如权利要求2-5任一项所述的含氟气体缓冲罐，其特征在于，所述罐体上在与所述颗粒物沉降区相接处、所述降温冷凝区相接处均设有排净管；所述罐体的罐底冷凝液通过所述连通孔口进入所述排净管。
8.如权利要求2-5任一项所述的含氟气体缓冲罐，其特征在于，所述颗粒物沉降区和所述降温冷凝区材质为碳钢；所述颗粒物沉降区内表面、所述降温冷凝区内表面、所述折流板表面、所述折流管板表面设有耐腐蚀涂层；所述耐腐蚀涂层材质为高分子材料。
9.如权利要求1所述的含氟气体缓冲罐，其特征在于，所述颗粒物沉降区与所述罐体的罐顶相接处设有气体进气管，所述降温冷凝区与所述罐体的罐顶相接处设有气体出气管；所述气体进气管和所述气体出气管间设有压差计连通；所述气体进气管上设有负压微压表。
10.如权利要求1所述的含氟气体缓冲罐，其特征在于，所述颗粒物沉降区与所述罐体的罐顶相接处设有吹扫管；所述罐体在所述降温冷凝区的侧面设有测温口；所述罐体侧面设有视镜手孔。
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