CN116459637A - 氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统及方法 - Google Patents

氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统及方法，所述处理系统包括顺次连通的焚烧炉、石墨急冷塔、吸收塔、一级水洗塔、二级水洗塔、一级碱洗塔、二级碱洗塔和湿电除尘器；湿电除尘器底部出口与二级碱洗塔连通，湿电除尘器顶部出口与GGH烟气换热器的冷介质入口连通，GGH烟气换热器的冷介质出口和热风炉出口分别与烟气混合器入口连通，烟气混合器出口与SCR脱硝反应器入口连接，SCR脱硝反应器出口与GGH烟气换热器的热介质入口连通，GGH烟气换热器的热介质出口通过引风机与烟囱连通。氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统能将废气废液中的氟元素和硫元素进行回收产生硫酸溶液和氢氟酸溶液利用。

Description

氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统及方法
技术领域
本发明涉及废气废液处理技术，尤其涉及一种氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统及方法。
背景技术
氟化工产品，作为化工新材料之一。由于产品具有高性能、高附加值，氟化工产业被称为黄金产业。氟化工产品以其耐化学品腐蚀、耐高低温、耐老化、低摩擦、绝缘等优异的性能，广泛应用于军工、化工、机械等领域，已成为化工行业中发展最快、最具高新技术和最有前景的行业之一。长期以来，全球氟化工产业稳步发展，新的应用领域不断拓展，广泛应用于家电、汽车、轨道交通、航空航天、电子信息、新能源等工业部门和高新技术领域。氟化工的生产能力与消费需求快速同步增长，其中亚洲地区尤其是中国的发展迅速。
氟化工产品主要包括含氟制冷剂、含氟高分子材料、含氟精细化学品。制冷剂是氟化工传统领域产品，共包含四代制冷剂产品，即CFCs、HCFCs、HFCs和HFOs，其中一代制冷剂已经淘汰，全球市场目前应用二三四代制冷剂。含氟高分子材料包括氟树脂、氟橡胶和氟涂料，其中氟树脂里PTFE、PVDF等产品前景广阔。含氟精细化学品主要有含氟有机中间体以及含氟锂盐电解质，含氟锂盐电解质中六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂由于其锂电新能源领域的应用而备受市场青睐。
与此同时，在氟化工产品的生产过程中产生的废气废液中含有各种最终产品和中间产物，比如氟化氢、氟乙烯、氢氟酸、氟磺酸等。这些物质具有较强的腐蚀性、毒性，如果直接排放对环境、人体、动植物等会构成巨大威胁，产生极大的危害。
目前氟化工高氟高硫有机废气废液只能分开处理，工艺复杂，设备投资大。含氟废气主要采用水吸收法、碱液吸收法、吸附法和稀释法等，这些办法各有缺点，并且均不能处理废气中的有机成分。水吸收法和碱液吸收塔只能吸收废气中的特定成分，对于不溶于水和不与碱液反应的有机物无法处理，而且碱液消耗量大，产生的吸收液仍需处理。吸附法采用氧化铝粉末、活性炭或其他固体吸附剂吸附废气中的有害物质，但只能适用于低浓度废气，并且吸附后的固体吸附剂仍需处理。稀释法不属于治理手段，已被国家环保局明令禁止。含氟废液主要采用沉淀法和吸附法处理，均针对的是废液中的离子态氟化物，对于不溶于水的分子态有机物质处理效果不佳，并且均会产生大量的其他废物需要额外处理。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述氟化工等等含氟废气废液必须分开处理、无法处理废气废液中的有机物质、吸附剂和化学品消耗量大、副产其他废物等问题，提出一种氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统，该系统能实现废气废液同时资源化处理，废气废液中的氟元素和硫元素采用先高温焚烧后水洗的方式进行回收利用，分别产生氢氟酸和硫酸溶液，做为氟化工的原料，可以产生收益。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统，包括焚烧炉、石墨急冷塔、吸收塔、一级水洗塔、二级水洗塔、一级碱洗塔、二级碱洗塔、湿电除尘器、GGH烟气换热器、烟气混合器、SCR脱硝反应器、热风炉、引风机和烟囱；其中焚烧炉、石墨急冷塔、吸收塔、一级水洗塔、二级水洗塔、一级碱洗塔、二级碱洗塔和湿电除尘器顺次连通；所述湿电除尘器底部出口与二级碱洗塔连通，所述湿电除尘器顶部出口与GGH烟气换热器的冷介质入口连通，所述GGH烟气换热器的冷介质出口和热风炉出口分别与烟气混合器入口连通，从GGH烟气换热器和热风炉来的烟气在烟气混合器中混合，达到所需温度。所述烟气混合器出口与SCR脱硝反应器入口连接，所述SCR脱硝反应器出口与GGH烟气换热器的热介质入口连通，所述GGH烟气换热器的热介质出口通过引风机与烟囱连通。
进一步地，所述焚烧炉1为“倒L”形结构，包括连通的卧式段和立式段，所述卧式段头部设置有组合燃烧器；所述组合燃烧器分别与助燃风管路、天然气管路、废气缓冲罐和废液缓冲罐连通。具体地，所述助燃风管路通过焚烧炉助燃风机与组合燃烧器连通；所述废液缓冲罐通过废液增压泵与组合燃烧器的废液喷枪连通。
进一步地，所述石墨急冷塔包括：上部的石墨段和下部的钢衬氟储槽，所述钢衬氟储槽内存储喷淋所需的循环液，钢衬氟储槽下部通过急冷塔喷淋泵与急冷塔石墨换热器的热介质入口连通，所述急冷塔石墨换热器的热介质出口与石墨段顶部喷嘴连通，循环冷冻水上水与急冷塔石墨换热器的冷介质入口连通，所述急冷塔石墨换热器的冷介质出口与循环冷冻水回水连通，利用低温冷冻水将急冷塔循环液的热量带走。
进一步地，所述氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统还包括高位水罐，所述高位水罐底高于石墨急冷塔顶，所述石墨急冷塔的石墨段与高位水罐连通，在断水断电的紧急情况下高位水罐中的存水依靠自身重力即可进入石墨急冷塔，对石墨急冷塔进行保护。
进一步地，所述吸收塔为填料塔，所述吸收塔上部内置两层填料，每层填料上布置喷淋层；所述吸收塔下部设置储槽，储存喷淋所需循环液，所述储槽通过吸收塔喷淋泵与吸收塔石墨换热器的热介质入口连通，所述吸收塔石墨换热器的热介质出口，与喷淋层连通，循环冷冻水上水与吸收塔石墨换热器的冷介质入口连通，所述吸收塔石墨换热器的冷介质出口与循环冷冻水回水连通，利用低温冷冻水将吸收塔循环液的热量带走。
进一步地，所述一级水洗塔、二级水洗塔均为填料塔，水洗塔上部内置两层填料，增加烟气与循环液的接触面积，采用塔内循环方式，每层填料上方布置喷淋层；所述水洗塔下部设置储槽，储存喷淋所需循环液。
进一步地，所述一级碱洗塔、二级碱洗塔均为填料塔，碱洗塔上部内置两层填料，增加烟气与循环液的接触面积，采用塔内循环方式，每层填料上布置喷淋层；碱洗塔下部设置储槽，储存喷淋所需循环液。
进一步地，所述吸收塔、一级水洗塔、二级水洗塔、一级碱洗塔和二级碱洗塔顶部烟气出口处均设置除雾装置，除雾装置能将烟气中携带的大颗粒液滴蒱集(捕集)下来，改善后续设备的运行条件。
进一步地，所述热风炉头部设置天然气一体式燃烧器，天然气经管道与天然气一体式燃烧器连接，额外所需助燃空气由热风炉助燃风机提供。
进一步地，脱硝还原剂采用尿素，所述氟化工高氟高硫废气废液资源化环保处理系统还包括尿素溶液制备罐，所述尿素溶液制备罐通过尿素溶液输送泵与尿素溶液储罐相连，然后通过尿素溶液喷淋泵与热风炉连通。
本发明的另一个目的还公开了一种氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理方法，将废气废液中的氟元素和硫元素采用先高温焚烧后水洗的方式进行回收利用，分别产生氢氟酸和硫酸溶液，做为氟化工的原料。
具体地，本发明氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理方法包括以下步骤：
步骤1.有机废气、废液和天然气在焚烧炉中与空气发生燃烧，控制天然气的燃烧量或助燃空气的流量，确保焚烧炉内的高温烟气温度为1100～1200℃；在此温度下，有机废气、废液中的高含氟高含硫有害物质全部与氧气发生氧化反应，分解成二氧化碳、水、氟化氢和三氧化硫等；
步骤2.烟气经焚烧炉卧式段到立式段，烟气停留时间不小于2秒(优选为2～3秒)，从立式段顶部引出送到石墨急冷塔中；石墨急冷塔下部碳钢衬氟储液段内循环液通过急冷塔喷淋泵送到急冷塔石墨换热器被循环冷冻水降温后送到石墨急冷塔进口喷入烟气中，将烟气温度由1100～1200℃在小于1秒(优选为0～1秒)的时间内降低到70～80℃，烟气中的三氧化硫被吸收；
步骤3.烟气由石墨急冷塔中部引出，进入吸收塔中；吸收塔循环液通过吸收塔喷淋泵送到吸收塔石墨换热器被循环冷冻水降温后送到各个喷淋层，循环液与烟气在吸收塔内逆向流动，在填料层内充分接触，继续吸收烟气中的三氧化硫；
步骤4.烟气从吸收塔顶部出来后经烟道依次进入一级水洗塔和二级水洗塔，一级水洗塔循环液经一级水洗塔喷淋泵送到喷淋层，二级水洗塔循环液经二级水洗塔喷淋泵送到喷淋层；在一级水洗塔和二级水洗塔内烟气与循环液逆向流动，在填料层内充分接触，烟气中的氟化氢被吸收产生氢氟酸溶液；
步骤5.烟气从二级水洗塔顶部出来后经烟道依次进入一级碱洗塔和二级碱洗塔中，一级碱洗塔循环液经一级碱洗塔喷淋泵送到喷淋层，二级碱洗塔循环液经二级碱洗塔喷淋泵送到喷淋层；在一级碱洗塔和二级碱洗塔内烟气与循环液逆向流动，在填料层内充分接触，脱除烟气中残余的酸性气体；
步骤6.烟气从二级碱洗塔顶部引出后进入湿电除尘器，烟气中的颗粒物和水滴落在集尘器上，并定期被反冲洗水清洗下来。
步骤7.烟气从湿电除尘器出来后进入GGH烟气换热器，在GGH烟气换热器内与脱硝后的烟气进行换热，将烟气温度预热到130～140℃(优选140℃)，然后进入烟气混合器内；在烟气混合器内，烟气与从热风炉来的高温烟气混合，使混合后的烟气温度在210～220℃(优选220℃)；热风炉采用燃烧天然气产生热风；尿素溶液制备罐中的尿素溶液，经尿素溶液输送泵送到尿素溶液储罐，再经过尿素溶液喷淋泵送到热风炉，雾化后喷入，利用热风炉内的高温烟气使尿素溶液发生分解，产生氨气；烟气混合器中混合后的210～220℃烟气进入SCR脱硝反应器，在催化剂的作用下，实现脱硝的目的；脱硝后210～220℃烟气返回GGH烟气换热器，做为热介质加热从湿电除尘器出来的低温烟气，同时将自身温度由210～220℃降低到140～150℃，经引风机送到烟囱排放，此时烟气中的各项污染物均可以满足排放标准，并且不会出现烟囱冒白烟现象。
进一步地，所述有机废气、废液为氟化工高氟高硫有机废气、废液，所述有机废气废液主要包含氟化氢、氟乙烯、氟磺酸、氟乙烯聚合物、二氟乙烷、三氟甲烷、四氟乙烯和六氟丙烯中的一种或多种。
进一步地，步骤1.废液首先送到废液缓冲罐中暂存，稳定流量及压力，然后通过废液增压泵加压送到组合燃烧器废液喷枪，通过压缩空气介质雾化后喷入焚烧炉卧式段中，同时废气通过管道送到废气缓冲罐中，废气缓冲罐采用水封的方式，废气经过水封后经管道送到组合燃烧器，天然气通过管道送到组合燃烧器，燃烧所需空气由助燃风机送到组合燃烧器；废气、废液和天然气在焚烧炉中与空气发生燃烧，释放热量，根据实际情况控制天然气的燃烧量或助燃空气的流量，确保焚烧炉内的烟气温度不低于1100℃(1100～1200℃)。在此温度下，废气废液中的高含氟高含硫有害物质全部与氧气发生氧化反应，分解成二氧化碳、水、氟化氢和三氧化硫等。
进一步地，步骤2.烟气经焚烧炉卧式段到立式段，烟气停留时间不小于2秒钟(2～3秒钟)，从立式段顶部引出送到石墨急冷塔中。石墨急冷塔分为上部石墨急冷段和下部碳钢衬氟储液段，急冷段采用浸渍石墨制造，外部设置水冷夹套，采用循环水对石墨进行降温保护。下部碳钢衬氟储液段内存储循环液，循环液通过急冷塔喷淋泵送到急冷塔石墨换热器被循环冷冻水降温后送到石墨急冷塔进口喷入烟气中，将烟气温度由1100℃(1100～1200℃)在小于1秒钟(0～1秒钟)的时间内降低到70～80℃。利用烟气中的三氧化硫可以与水发生反应生成硫酸的特性，烟气中的三氧化硫被吸收。
进一步地，步骤3.烟气由石墨急冷塔中部引出，进入吸收塔中。吸收塔采用填料塔型式，内部设置两层填料，每层填料上设置喷淋层，底部设置储液段，循环液通过吸收塔喷淋泵送到吸收塔石墨换热器被循环冷冻水降温后送到各个喷淋层。吸收塔循环液与烟气在吸收塔内逆向流动，在填料层内充分接触，继续吸收烟气中的三氧化硫。经过石墨急冷塔和吸收塔后，烟气中的三氧化硫基本上全部被吸收下来产生硫酸溶液，从石墨急冷塔底部排出。补水通过吸收塔进入，并通过吸收塔和石墨急冷塔之间的溢流管给石墨急冷塔补水。在石墨急冷塔和吸收塔处，由于烟气温度较高，烟气中的氟化氢气体溶解度很小，此时循环液回收的绝大部分是三氧化硫，与水反应生成硫酸，氟化氢气体进入后续设备。
进一步地，步骤4.烟气从吸收塔顶部出来后经烟道依次进入一级水洗塔和二级水洗塔，一级水洗塔和二级水洗塔串联布置，均采用填料塔型式，内部设置两层填料，每层填料上设置喷淋层，底部设置储液段。一级水洗塔循环液经一级水洗塔喷淋泵送到喷淋层，二级水洗塔循环液经二级水洗塔喷淋泵送到喷淋层。在一级水洗塔和二级水洗塔内烟气与循环液逆向流动，在填料层内充分接触，随着烟气温度的降低，氟化氢溶解度显著升高，可以将烟气中的氟化氢吸收下来产生氢氟酸溶液。产生的氢氟酸溶液从一级水洗塔底部排出，补水通过二级水洗塔进入，并通过一级水洗塔和二级水洗塔之间的溢流管给一级吸收塔补水。一级水洗塔和二级水洗塔顶部设置除雾器，防止烟气携带较大颗粒的水滴进入后续设备。
进一步地，步骤5.烟气从二级水洗塔顶部出来后经烟道依次进入一级碱洗塔和二级碱洗塔中，一级碱洗塔和二级碱洗塔串联布置，均采用填料塔型式，内部设置两层填料，每层填料上设置喷淋层，底部设置储液段。一级碱洗塔循环液经一级碱洗塔喷淋泵送到喷淋层，二级碱洗塔循环液经二级碱洗塔喷淋泵送到喷淋层。在一级碱洗塔和二级碱洗塔内烟气与循环液逆向流动，在填料层内充分接触，利用循环液中的碱与烟气中的酸性气体发生反应，高效的脱除烟气中的酸性气体。工业水与碱液分别通过管道送到一级碱洗塔和二级碱洗塔储液段，配置浓度合适的循环液。运行一段时间后，将循环液排出，重新配制循环液。一级碱洗塔和二级碱洗塔顶部设置两层除雾器，防止烟气携带较大颗粒的水滴进入后续设备。
进一步地，步骤6.烟气从二级碱洗塔顶部引出后进入湿电除尘器，在湿电除尘器进口利用高压放电，使烟气中携带的水滴和颗粒物荷电后进入阳极管，在阳极管内受到电场的作用使烟气中的颗粒物和水滴落在集尘器上，并定期被反冲洗水清洗下来。
进一步地，步骤7.烟气从湿电除尘器出来后进入GGH烟气换热器，在GGH烟气换热器内与脱硝后的烟气进行换热，将烟气温度预热到140℃左右(130～140℃)，然后进入烟气混合器内。在烟气混合器内，烟气与从热风炉来的高温烟气混合，使混合后的烟气温度在220℃左右(210～220℃)。热风炉采用燃烧天然气产生热风，天然气经管道送到热风炉的燃烧器中，所需空气经热风炉助燃风机提供。尿素固体投入尿素溶液制备罐，加水溶解后配制成合适浓度的尿素溶液，经尿素溶液输送泵送到尿素溶液储罐，再经过尿素溶液喷淋泵送到热风炉，雾化后喷入，利用热风炉内的高温烟气使尿素溶液发生分解，产生氨气。烟气混合器中混合后的220℃(210～220℃)烟气进入SCR脱硝反应器，在催化剂的作用下，烟气中的氮氧化物与氨气发生还原反应，将氮氧化物还原成氮气和水，实现脱硝的目的。脱硝后220℃(210～220℃)烟气返回GGH烟气换热器，做为热介质加热从湿电除尘器出来的低温烟气，同时将自身温度由220℃(210～220℃)降低到140～150℃，经引风机送到烟囱排放，此时烟气中的各项污染物均可以满足排放标准，并且不会出现烟囱冒白烟现象。
本发明氟化工高氟高硫废气废液资源化环保处理系统及方法，与现有技术相比较具有以下优点：
1)本发明能实现资源化，在焚烧炉内通过氧化反应将废气废液中的氟元素和硫元素分别转化成氟化氢和三氧化硫，然后在急冷塔和吸收塔中将三氧化硫吸收下来产生硫酸溶液，在一级水洗塔和二级水洗塔中将氟化氢吸收下来产生氢氟酸溶液回收利用。
2)本发明可以利用三氧化硫和氟化氢在不同温度下的溶解度不同，做到分阶段回收烟气中的三氧化硫和氟化氢，使回收的硫酸和氢氟酸溶液实现初步分离。急冷塔和吸收塔运行温度在70～80℃，在此温度下氢氟酸的溶解度很小，而三氧化硫与水反应生成硫酸与温度无关，三氧化硫在急冷塔和吸收塔处被大量的吸收下来产生硫酸溶液。一级水洗塔和二级水洗塔运行温度在40～50℃，在此温度下氟化氢的溶解度大幅提高，经过一级水洗塔和二级水洗塔氟化氢基本完全被吸收下来产生氢氟酸溶液。
3)本发明采用回收硫酸和氢氟酸溶液可以供生产使用，可以大大减少尾气中和处理需要的碱量，大大减少运行费用。且中和产生的无机盐不仅价值低廉，而且还需要投资设备进行分离提纯处理。
4)本发明设置GGH烟气换热器，可以利用脱硝后的高温烟气预热湿电除尘器后的低温烟气，可以减少热风炉的燃料消耗，降低运行费用。
5)本发明运行情况下不会产生废水，可以实现废水零排放。
附图说明
图1为氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统的结构示意图；
图2为氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统的流程图。
序号及名称：
1、焚烧炉；2、石墨急冷塔；3、吸收塔；4、一级水洗塔；5、二级水洗塔；6、一级碱洗塔；7、二级碱洗塔；8、湿电除尘器；9、GGH烟气换热器；10、烟气混合器；11、SCR脱硝反应器；12、热风炉；13、引风机；14、烟囱；15、废液缓冲罐；16、废气缓冲罐；17、尿素溶液制备罐；18、尿素溶液储罐；19、高位水罐；20、焚烧炉助燃风机；21、热风炉助燃风机；22、废液增压泵；23、急冷塔喷淋泵；24、吸收塔喷淋泵；25、一级水洗塔喷淋泵；26、二级水洗塔喷淋泵；27、一级碱洗塔喷淋泵；28、二级碱洗塔喷淋泵；29、尿素溶液输送泵；30、尿素溶液喷淋泵；31、急冷塔石墨换热器；32、吸收塔石墨换热器。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
本实施例公开了一种氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统，如图1-2所示，包括：焚烧炉1、石墨急冷塔2、吸收塔3、一级水洗塔4、二级水洗塔5、一级碱洗塔6、二级碱洗塔7、湿电除尘器8、GGH烟气换热器9、烟气混合器10、SCR脱硝反应器11、热风炉12、引风机13和烟囱14；其中焚烧炉1、石墨急冷塔2、吸收塔3、一级水洗塔4、二级水洗塔5、一级碱洗塔6、二级碱洗塔7和湿电除尘器8顺次连通；所述湿电除尘器8底部出口与二级碱洗塔7下部储槽连通，所述湿电除尘器8顶部出口与GGH烟气换热器9的冷介质入口连通，所述GGH烟气换热器9的冷介质出口和热风炉12出口分别与烟气混合器10入口连通，所述烟气混合器10出口与SCR脱硝反应器11入口连接，所述SCR脱硝反应器11出口与GGH烟气换热器9的热介质入口连通，所述GGH烟气换热器9的热介质出口通过引风机13与烟囱14连通。
所述焚烧炉1为绝热炉墙结构，壳体采用碳钢材质，炉墙内衬依次为耐火浇注料、保温浇注料和硅酸铝纤维毡，选用合适的耐火浇注料，防止烟气中的氟化氢与浇注料内的物质发生反应，破坏炉墙。所述焚烧炉1为“倒L”形结构，所述焚烧炉1分为卧式段与立式段，卧式段头部设置有组合燃烧器，方便对组合燃烧器进行各种操作；所述组合燃烧器分别与助燃风管路、天然气管路、废液缓冲罐15和废气缓冲罐16连通。具体地，所述助燃风管路通过助燃风机20与组合燃烧器连通；所述废液缓冲罐15通过废液增压泵22与组合燃烧器的废液喷枪连通。
所述石墨急冷塔2分为两部分，上半部分为石墨段，下半部分为钢衬氟储槽，所述钢衬氟储槽存储喷淋所需的循环液，所述钢衬氟储槽下部通过急冷塔喷淋泵23与急冷塔石墨换热器31的热介质入口连通，所述急冷塔石墨换热器31的热介质出口与石墨段顶部喷嘴连通，循环冷冻水上水与急冷塔石墨换热器31的冷介质入口连通，所述急冷塔石墨换热器31的冷介质出口与循环冷冻水回水连通，利用低温冷冻水将急冷塔循环液的热量带走。所述氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统还包括高位水罐19，所述高位水罐19底高于石墨急冷塔2顶，所述石墨急冷塔2的石墨段与高位水罐19连通，在断水断电的紧急情况下高位水罐19中的存水依靠自身重力即可进入石墨急冷塔2，对石墨急冷塔2进行保护。
所述吸收塔3为填料塔，内置两层填料，每层填料上布置喷淋层。所述吸收塔下部设置储槽，储存喷淋所需循环液，储槽与吸收塔喷淋泵24、吸收塔石墨换热器32连通，利用低温冷冻水将吸收塔循环液的热量带走。
所述一级水洗塔4、二级水洗塔5均为填料塔，内置两层填料，每层填料上布置喷淋层。所述水洗塔下部设置储槽，储存喷淋所需循环液。
所述一级碱洗塔6、二级碱洗塔7均为填料塔，内置两层填料，每层填料上布置喷淋层。所述碱洗塔下部设置储槽，储存喷淋所需循环液。
所述吸收塔3、一级水洗塔4、二级水洗塔5、一级碱洗塔6、二级碱洗塔7顶部烟气出口处设置除雾装置，能将烟气中携带的大颗粒液滴补集下来，改善后续设备的运行条件。所述除雾装置包括但不限于折流板除雾器、丝网除雾器等。
所述GGH烟气换热器9的冷介质为经过湿电除尘器8后的低温烟气，热介质为经过SCR脱硝反应器11后的高温烟气，在GGH烟气换热器9中交换热量，将低温烟气预热，减少热风炉12的燃料消耗量。
所述烟气混合器10进口分别与GGH烟气换热器9、热风炉12连接，从GGH烟气换热器9和热风炉12来的烟气在烟气混合器10中混合，达到所需温度。
所述热风炉12头部设置天然气一体式燃烧器，天然气经管道与天然气一体式燃烧器连接，额外所需助燃空气由热风炉助燃风机21提供。
脱硝还原剂采用尿素，所述氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统还包括尿素溶液制备罐17，所述尿素溶液制备罐17通过尿素溶液输送泵29与尿素溶液储罐18相连，然后通过尿素溶液喷淋泵30与热风炉(12)连通，尿素溶液在热风炉12中发生分解，产生氨气。
实施例2
本发明一种氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理方法，采用实施例1所述系统，具体步骤如下：
废液首先送到废液缓冲罐15中暂存，稳定流量及压力，然后通过废液增压泵22加压送到组合燃烧器废液喷枪，通过压缩空气介质雾化后喷入焚烧炉1卧式段中，同时废气通过管道送到废气缓冲罐16中，废气缓冲罐16采用水封的方式，废气经过水封后经管道送到组合燃烧器，天然气通过管道送到组合燃烧器，燃烧所需空气由助燃风机20送到组合燃烧器。废气、废液和天然气在焚烧炉1中与空气发生燃烧，释放热量，根据实际情况控制天然气的燃烧量或助燃空气的流量，确保焚烧炉内的烟气温度为1100～1200℃。在此温度下，废气废液中的高含氟高含硫有害物质全部与氧气发生氧化反应，分解成二氧化碳、水、氟化氢和三氧化硫等。
高温烟气经焚烧炉1卧式段到立式段，烟气停留时间为2～3秒钟，从立式段顶部引出送到石墨急冷塔2中。石墨急冷塔2分为上部石墨急冷段和下部碳钢衬氟储液段，急冷段采用浸渍石墨制造，外部设置水冷夹套，采用循环水对石墨进行降温保护。下部碳钢衬氟储液段内存储循环液，循环液通过急冷塔喷淋泵23送到急冷塔石墨换热器31被循环冷冻水降温后送到石墨急冷塔2进口喷入烟气中，将烟气温度由1100～1200℃在0～1秒钟的时间内降低到70～80℃。利用烟气中的三氧化硫可以与水发生反应生成硫酸的特性，将烟气中的三氧化硫吸收下来。烟气由石墨急冷塔2中部引出，进入吸收塔3中。
吸收塔3采用填料塔型式，内部设置两层填料，每层填料上设置喷淋层，底部设置储液段，循环液通过吸收塔喷淋泵24送到吸收塔石墨换热器32被循环冷冻水降温后送到各个喷淋层。循环液与烟气在吸收塔3内逆向流动，在填料层内充分接触，继续吸收烟气中的三氧化硫。经过石墨急冷塔2和吸收塔3后，烟气中的三氧化硫基本上全部被吸收下来产生硫酸溶液，从石墨急冷塔2底部排出。补水通过吸收塔3进入，并通过吸收塔3和石墨急冷塔2之间的溢流管给石墨急冷塔2补水。在石墨急冷塔2和吸收塔3处，由于烟气温度较高，烟气中的氟化氢气体溶解度很小，此时循环液回收的绝大部分是三氧化硫，与水反应生成硫酸，氟化氢气体进入后续设备。
烟气从吸收塔3顶部出来后经烟道引入一级水洗塔4和二级水洗塔5，一级水洗塔4和二级水洗塔5串联布置，均采用填料塔型式，内部设置两层填料，每层填料上设置喷淋层，底部设置储液段。一级水洗塔4循环液经一级水洗塔喷淋泵25送到喷淋层，二级水洗塔5循环液经二级水洗塔喷淋泵26送到喷淋层。在一级水洗塔4和二级水洗塔5内烟气与循环液逆向流动，在填料层内充分接触，随着烟气温度的降低，氟化氢溶解度显著升高，可以将烟气中的氟化氢吸收下来产生氢氟酸溶液。产生的氢氟酸溶液从一级水洗塔4底部排出，补水通过二级水洗塔5进入，并通过一级水洗塔4和二级水洗塔5之间的溢流管给一级吸收塔4补水。一级水洗塔4和二级水洗塔5顶部设置除雾器，防止烟气携带较大颗粒的水滴进入后续设备。
烟气从二级水洗塔5顶部出来后经烟道引入一级碱洗塔6和二级碱洗塔7中，一级碱洗塔6和二级碱洗塔7串联布置，均采用填料塔型式，内部设置两层填料，每层填料上设置喷淋层，底部设置储液段。一级碱洗塔6循环液经一级碱洗塔喷淋泵27送到喷淋层，二级碱洗塔7循环液经二级碱洗塔喷淋泵28送到喷淋层。在一级碱洗塔6和二级碱洗塔7内烟气与循环液逆向流动，在填料层内充分接触，利用循环液中的碱与烟气中的酸性气体发生反应，高效的脱除烟气中残留的酸性气体。工业水与碱液分别通过管道送到一级碱洗塔6和二级碱洗塔7储液段，配置浓度合适的循环液。运行一段时间后，将循环液排出，重新配制循环液。一级碱洗塔6和二级碱洗塔7顶部设置两层除雾器，防止烟气携带较大颗粒的水滴进入后续设备。
烟气从二级碱洗塔7顶部引出后进入湿电除尘器8，在湿电除尘器8进口利用高压放电，使烟气中携带的水滴和颗粒物荷电后进入阳极管，在阳极管内受到电场的作用使烟气中的颗粒物和水滴落在集尘器上，并定期被反冲洗水清洗下来。
烟气从湿电除尘器8出来后进入GGH烟气换热器9，在GGH烟气换热器9内与脱硝后的烟气进行换热，将烟气温度预热到130～140℃，然后进入烟气混合器10内。在烟气混合器10内，烟气与从热风炉12来的高温烟气混合，使混合后的烟气温度在210～220℃。热风炉12采用燃烧天然气产生热风，天然气经管道送到热风炉12的燃烧器中，所需空气经热风炉助燃风机21提供。尿素固体投入尿素溶液制备罐17，加水溶解后配制成合适浓度的尿素溶液，经尿素溶液输送泵29送到尿素溶液储罐18，再经过尿素溶液喷淋泵30送到热风炉12，雾化后喷入，利用热风炉12内的高温烟气使尿素溶液发生分解，产生氨气。混合后的210～220℃烟气进入SCR脱硝反应器11，在催化剂的作用下，烟气中的氮氧化物与氨气发生还原反应，将氮氧化物还原成氮气和水，实现脱硝的目的。脱硝后210～220℃烟气返回GGH烟气换热器9，做为热介质加热从湿电除尘器8出来的低温烟气，同时将自身温度由210～220℃降低到140～150℃，经引风机13送到烟囱14排放，此时烟气中的各项污染物均可以满足排放标准，并且不会出现烟囱冒白烟现象。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统，其特征在于，包括焚烧炉(1)、石墨急冷塔(2)、吸收塔(3)、一级水洗塔(4)、二级水洗塔(5)、一级碱洗塔(6)、二级碱洗塔(7)、湿电除尘器(8)、GGH烟气换热器(9)、烟气混合器(10)、SCR脱硝反应器(11)、热风炉(12)、引风机(13)和烟囱(14)；其中焚烧炉(1)、石墨急冷塔(2)、吸收塔(3)、一级水洗塔(4)、二级水洗塔(5)、一级碱洗塔(6)、二级碱洗塔(7)和湿电除尘器(8)顺次连通；所述湿电除尘器(8)底部出口与二级碱洗塔(7)连通，所述湿电除尘器(8)顶部出口与GGH烟气换热器(9)的冷介质入口连通，所述GGH烟气换热器(9)的冷介质出口和热风炉(12)出口分别与烟气混合器(10)入口连通，所述烟气混合器(10)出口与SCR脱硝反应器(11)入口连接，所述SCR脱硝反应器(11)出口与GGH烟气换热器(9)的热介质入口连通，所述GGH烟气换热器(9)的热介质出口通过引风机(13)与烟囱(14)连通。
2.根据权利要求1所述氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统，其特征在于，所述焚烧炉包括连通的卧式段和立式段，所述卧式段头部设置有组合燃烧器；所述组合燃烧器分别与助燃风管路、天然气管路、废气缓冲罐(16)和废液缓冲罐(15)连通。
3.根据权利要求1所述氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统，其特征在于，所述石墨急冷塔(2)包括：上部的石墨段和下部的钢衬氟储槽，所述钢衬氟储槽内存储喷淋所需的循环液，钢衬氟储槽下部通过急冷塔喷淋泵(23)与急冷塔石墨换热器(31)的热介质入口连通，所述急冷塔石墨换热器(31)的热介质出口与石墨段顶部喷嘴连通，循环冷冻水上水与急冷塔石墨换热器(31)的冷介质入口连通，所述急冷塔石墨换热器(31)的冷介质出口与循环冷冻水回水连通，利用低温冷冻水将急冷塔循环液的热量带走。
4.根据权利要求1所述氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统，其特征在于，所述氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统还包括高位水罐(19)，所述高位水罐(19)底高于石墨急冷塔(2)顶，所述石墨急冷塔(2)的石墨段与高位水罐(19)连通，在断水断电的紧急情况下高位水罐(19)中的存水依靠自身重力即可进入石墨急冷塔(2)，对石墨急冷塔(2)进行保护。
5.根据权利要求1所述氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统，其特征在于，所述吸收塔(3)为填料塔，所述吸收塔上部内置两层填料，每层填料上布置喷淋层；所述吸收塔下部设置储槽，储存喷淋所需循环液，所述储槽通过吸收塔喷淋泵(24)与吸收塔石墨换热器(32)的热介质入口连通，所述吸收塔石墨换热器(32)的热介质出口，与喷淋层连通，循环冷冻水上水与吸收塔石墨换热器(32)的冷介质入口连通，所述吸收塔石墨换热器(32)的冷介质出口与循环冷冻水回水连通，利用低温冷冻水将吸收塔循环液的热量带走。
6.根据权利要求1所述氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统，其特征在于，所述一级水洗塔(4)、二级水洗塔(5)均为填料塔，水洗塔上部内置两层填料，增加烟气与循环液的接触面积，采用塔内循环方式，每层填料上方布置喷淋层；所述水洗塔下部设置储槽，储存喷淋所需循环液；
和/或，所述一级碱洗塔(6)、二级碱洗塔(7)均为填料塔，碱洗塔上部内置两层填料，增加烟气与循环液的接触面积，采用塔内循环方式，每层填料上布置喷淋层；碱洗塔下部设置储槽，储存喷淋所需循环液。
7.根据权利要求1所述氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统，其特征在于，所述吸收塔(3)、一级水洗塔(4)、二级水洗塔(5)、一级碱洗塔(6)和二级碱洗塔(7)顶部烟气出口处均设置除雾装置，除雾装置能将烟气中携带的大颗粒液滴补集下来，改善后续设备的运行条件。
8.根据权利要求1所述氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统，其特征在于，所述热风炉(12)头部设置天然气一体式燃烧器，天然气经管道与天然气一体式燃烧器连接，额外所需助燃空气由热风炉助燃风机(21)提供。
9.根据权利要求1所述氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统，其特征在于，脱硝还原剂采用尿素，所述氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理系统还包括尿素溶液制备罐(17)，所述尿素溶液制备罐(17)通过尿素溶液输送泵(29)与尿素溶液储罐(18)相连，然后通过尿素溶液喷淋泵(30)与热风炉(12)连通。
10.一种氟化工高氟高硫有机废气废液资源化环保处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.有机废气、废液和天然气在焚烧炉(1)中与空气发生燃烧，控制天然气的燃烧量或助燃空气的流量，确保焚烧炉内的高温烟气温度为1100～1200℃；在此温度下，有机废气、废液中的高含氟高含硫有害物质全部与氧气发生氧化反应，分解成二氧化碳、水、氟化氢和三氧化硫等；
步骤2.烟气经焚烧炉(1)卧式段到立式段，烟气停留时间不小于2秒，从立式段顶部引出送到石墨急冷塔(2)中；石墨急冷塔(2)下部碳钢衬氟储液段内循环液通过急冷塔喷淋泵(23)送到急冷塔石墨换热器(31)被循环冷冻水降温后送到石墨急冷塔(2)进口喷入烟气中，将烟气温度由1100～1200℃在小于1秒的时间内降低到70～80℃，烟气中的三氧化硫被吸收；
步骤3.烟气由石墨急冷塔(2)中部引出，进入吸收塔(3)中；吸收塔(3)循环液通过吸收塔喷淋泵(24)送到吸收塔石墨换热器(32)被循环冷冻水降温后送到各个喷淋层，循环液与烟气在吸收塔(3)内逆向流动，在填料层内充分接触，继续吸收烟气中的三氧化硫；
步骤4.烟气从吸收塔(3)顶部出来后经烟道依次进入一级水洗塔(4)和二级水洗塔(5)，一级水洗塔(4)循环液经一级水洗塔喷淋泵(25)送到喷淋层，二级水洗塔(5)循环液经二级水洗塔喷淋泵(26)送到喷淋层；在一级水洗塔(4)和二级水洗塔(5)内烟气与循环液逆向流动，在填料层内充分接触，烟气中的氟化氢被吸收产生氢氟酸溶液；
步骤5.烟气从二级水洗塔(5)顶部出来后经烟道依次进入一级碱洗塔(6)和二级碱洗塔(7)中，一级碱洗塔(6)循环液经一级碱洗塔喷淋泵(27)送到喷淋层，二级碱洗塔(7)循环液经二级碱洗塔喷淋泵(28)送到喷淋层；在一级碱洗塔(6)和二级碱洗塔(7)内烟气与循环液逆向流动，在填料层内充分接触，脱除烟气中残余的酸性气体；
步骤6.烟气从二级碱洗塔(7)顶部引出后进入湿电除尘器(8)，烟气中的颗粒物和水滴落在集尘器上，并定期被反冲洗水清洗下来；
步骤7.烟气从湿电除尘器(8)出来后进入GGH烟气换热器(9)，在GGH烟气换热器(9)内与脱硝后的烟气进行换热，将烟气温度预热到130～140℃，然后进入烟气混合器(10)内；在烟气混合器(10)内，烟气与从热风炉(12)来的高温烟气混合，使混合后的烟气温度在210～220℃；热风炉(12)采用燃烧天然气产生热风；尿素溶液制备罐(17)中的尿素溶液，经尿素溶液输送泵(29)送到尿素溶液储罐(18)，再经过尿素溶液喷淋泵(30)送到热风炉(12)，雾化后喷入，利用热风炉(12)内的高温烟气使尿素溶液发生分解，产生氨气；
烟气混合器(10)中混合后的210～220℃烟气进入SCR脱硝反应器(11)，在催化剂的作用下，实现脱硝的目的；脱硝后210～220℃烟气返回GGH烟气换热器(9)，做为热介质加热从湿电除尘器(8)出来的低温烟气，同时将自身温度由210～220℃降低到140～150℃，经引风机(13)送到烟囱(14)排放，此时烟气中的各项污染物均可以满足排放标准，并且不会出现烟囱冒白烟现象。
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