CN213528069U - 一种反应釜气态氟回收再利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种反应釜气态氟回收再利用装置，包括氮气罐、反应釜、吸收塔、水箱、尾气收集罐，反应釜上部一侧设有氮气进口、另一侧设有混气出口，氮气进口与氮气罐连通，混气出口通过混气输送管与吸收塔下部一侧连通，吸收塔下部另一侧连通有回流管，回流管上设有第三电磁阀和第四电磁阀且其尾端与尾气收集罐连通，吸收塔顶部通过排气管路连通在第三、四电磁阀之间的回流管上，排气管路和混气输送管的首端上均设有氟气传感器和氟化氢传感器，气体分布器上方设有螺旋状喷淋盘管、阻流板和吸附网板。本实用新型可有效将氟化氢和剩余氟气全部吸收转化为液态氢氟酸，避免氟气和氟化氢浪费，更有利于环保和维护工人身体健康，提高生产安全性。

Description

一种反应釜气态氟回收再利用装置

技术领域

本实用新型属于氟的回收再利用技术领域，具体涉及一种反应釜气态氟回收再利用装置。

背景技术

有机化合物分子中的氢被氟取代的反应，称为氟化反应。氟化反应的工艺条件的控制十分关键，现有化工进行氟化反应通常是在反应釜中进行的，具体为：先通过进料口向反应釜内部加入原材料，通过氟气进口向反应釜内部通入氟气；然后运行反应釜的搅拌组件搅动原材料，使原材料在反应釜内部与氟气充分反应；反应完成后，反应产物从出料口排出。

氟气是一种极具腐蚀性的双原子气体，有剧毒，通常是利用大电流电解的方法获得，制备复杂、价格昂贵，在氟化工艺生产经营成本中占有较大比重。氟化氢是一种无机酸，在常态下是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，具有非常强的吸湿性，接触空气即产生白色烟雾，易溶于水，可与水无限互溶形成氢氟酸。现有氟化生产中，为了保证氟化反应完全，大都会向反应釜中通入过量的氟气。但常规反应釜却没有相应的对剩余氟气和氟化氢气体产物回收再利用的设备，致使反应后的剩余氟气以及反应生成的氟化氢气体在其它反应产物排出的同时溢出反应釜，一方面造成了氟气和氟化氢的浪费，大大增加了氟化生产成本，另一方面也造成了环境的污染，对周围工作人员的生命安全造成了威胁，降低了生产安全性，有待改进。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种反应釜气态氟回收再利用装置，可有效将氟化氢和剩余氟气全部吸收转化为液态氢氟酸进行回收利用避免氟气和氟化氢的浪费，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种反应釜气态氟回收再利用装置，包括氮气罐、反应釜、吸收塔、水箱、尾气收集罐和控制中心，所述反应釜上部的一侧设有氮气进口、另一侧设有混气出口，所述氮气进口通过带有气泵和第一电磁阀的氮气输送管与氮气罐连通，所述混气出口通过带有第二电磁阀的混气输送管与吸收塔下部一侧连通，所述吸收塔下部另一侧连通有回流管，所述回流管上间隔设有第三电磁阀和第四电磁阀且该回流管尾端与尾气收集罐连通，所述吸收塔顶部通过带有抽风机的排气管路连通在第三电磁阀和第四电磁阀之间的回流管上，所述排气管路和混气输送管的首端上均设有氟气传感器和氟化氢传感器，所述混气输送管尾端伸入吸收塔内并朝上固定连接有气体分布器，所述气体分布器与吸收塔顶部之间的吸收塔内由下至上依次设有呈螺旋状的喷淋盘管、阻流板和吸附网板，所述喷淋盘管底面沿其螺旋方向间隔均布有若干雾化喷嘴，所述喷淋盘管外端部伸出吸收塔并通过进水管与水箱连通，所述进水管上设有水泵和进水电磁阀，所述第一至第四电磁阀、进水电磁阀、气泵、水泵、抽风机、氟气传感器和氟化氢传感器均与控制中心电连接。

优选的，所述阻流板包括板体，所述板体顶面中心固设有密封罩，所述密封罩上部侧壁上开设有若干气孔，所述密封罩内上下滑动设有挡板，所述挡板顶面与密封罩内顶部之间固定连接有压缩弹簧，所述密封罩对应的板体上开设有通气槽。

优选的，所述吸附网板由上、下两层网板和填充于两层网板之间的氧化铝组成。

优选的，所述吸收塔内底部为朝向一侧向下倾斜的斜面，所述斜面较低一端对应的吸收塔侧壁上连通有排液管，所述排液管上设有排液阀。

优选的，所述雾化喷嘴为螺旋式雾化喷嘴。

优选的，所述反应釜顶部设有进料口和氟气进口、底部设有出料口，所述进料口和氟气进口上均铰接设有密封盖，所述出料口上设有出料阀。

本实用新型的有益效果是：本实用新型设计合理，结构简单，在利用反应釜完成氟化反应后，通过氮气输送管向反应釜中通入惰性保护气体氮气，便可配合将反应生成的氟化氢气体和反应剩余的氟气从反应釜中压出并通过混气输送管输送给吸收塔，便于后续回收再利用。同时，混气输送管上的氟气传感器和氟化氢传感器与控制中心的设置配合，可保证反应釜中的氟化氢和氟气排放彻底，避免从反应釜中出料时氟化氢和氟气的溢出泄漏，更有利于环保和维护工人身体健康，提高生产安全性。

进入吸收塔的氟化氢、氟气和氮气的混合气体在向上流动的过程中，通过吸收塔内呈螺旋状的喷淋盘管及其上的雾化喷嘴的配合，加上阻流板的阻流作用，可先对氟化氢和氟气进行有效且覆盖面广、作用均匀的喷淋吸收处理，能够使氟气与水发生反应转化为氟化氢和氧气，再将氟化氢直接溶于水形成氢氟酸溶液落于吸收塔底部，所得氢氟酸可用于其它生产工艺，从而实现对氟化反应生成的氟化氢气体和反应剩余的氟气的回收再利用，减少氟化氢和氟气的浪费，有利于降低氟化生产成本，提高企业经济效益。此外，吸附网板的设置，可对氟化氢进行二次吸收，排气管路及其上的氟气传感器和氟化氢传感器与控制中心、回流管的设置配合，既可实现混合气体的多次循环喷淋吸收处理，直至氟化氢和氟气被完全转化吸收，能有效保证回收力度，进一步提高对氟化氢和氟气的回收率，避免浪费，还可实现对氟化氢和氟气喷淋吸收再利用的自动化进行，操作更加简单便捷，省时省力，不影响后续生产作业。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型喷淋盘管的结构示意图；

图3是本实用新型阻流板的结构示意图；

图4是本实用新型吸附网板的结构示意图。

图中标号：1为氮气罐，2为气泵，3为第一电磁阀，4为氮气输送管，5为反应釜，6为氮气进口，7为进料口，8为氟气进口，9为混气出口，10为出料阀，11为出料口，12为第二电磁阀，13为氟气传感器，14为氟化氢传感器，15为混气输送管，16为气体分布器，17为吸收塔，18为雾化喷嘴，19为喷淋盘管，20为阻流板，21为吸附网板，22为排液管，23为排液阀，24为进水管，25为进水电磁阀，26为水泵，27为水箱，28为排气管路，29为抽风机，30为回流管，31为第三电磁阀，32为第四电磁阀，33为尾气收集罐，34为板体，35为密封罩，36为压缩弹簧，37为气孔，38为挡板，39为通气槽，40为网板，41为氧化铝。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1至4所示，一种反应釜气态氟回收再利用装置，包括氮气罐1、反应釜5、吸收塔17、水箱27、尾气收集罐33和控制中心（图中未画出）。反应釜5上部的一侧设有氮气进口6、另一侧设有混气出口9，氮气进口6通过带有气泵2和第一电磁阀3的氮气输送管4与氮气罐1连通，混气出口9通过带有第二电磁阀12的混气输送管15与吸收塔17的下部一侧连通。吸收塔17的下部另一侧连通有回流管30，回流管30上间隔设有第三电磁阀31和第四电磁阀32且该回流管30尾端与尾气收集罐33连通。吸收塔17的顶部通过带有抽风机29的排气管路28连通在第三电磁阀31和第四电磁阀32之间的回流管30上，排气管路28和混气输送管15的首端上均设有氟气传感器13和氟化氢传感器14。混气输送管15的尾端伸入吸收塔17内并朝上固定连接有气体分布器16，气体分布器16与吸收塔17顶部之间的吸收塔17内由下至上依次设有呈螺旋状的喷淋盘管19、阻流板20和吸附网板21。喷淋盘管19的底面沿其螺旋方向间隔均布有若干雾化喷嘴18，喷淋盘管19的外端部伸出吸收塔17并通过进水管24与水箱27连通，进水管24上设有水泵26和进水电磁阀25。第一电磁阀3、第二电磁阀12、第三电磁阀31、第四电磁阀32、进水电磁阀25、气泵2、水泵26、抽风机29、氟气传感器13和氟化氢传感器14均与控制中心电连接；

在利用反应釜5完成氟化反应后，通过氮气输送管4向反应釜5中通入惰性保护气体氮气，便可配合将反应生成的氟化氢气体和反应剩余的氟气从反应釜5中压出并通过混气输送管15输送给吸收塔17，便于后续回收再利用。同时，混气输送管15上的氟气传感器13和氟化氢传感器14与控制中心的设置配合，可保证反应釜5中的氟化氢和氟气排放彻底，避免从反应釜5中出料时氟化氢和氟气的溢出泄漏，更有利于环保和维护工人身体健康，提高生产安全性。进入吸收塔17的氟化氢、氟气和氮气的混合气体在向上流动的过程中，通过吸收塔17内呈螺旋状的喷淋盘管19及其上的雾化喷嘴18的配合，加上阻流板20的阻流作用，可先对氟化氢和氟气进行有效且覆盖面广、作用均匀的喷淋吸收处理，能够使氟气与水发生反应转化为氟化氢和氧气，再将氟化氢直接溶于水形成氢氟酸溶液落于吸收塔17底部，所得氢氟酸可用于其它生产工艺，从而实现对氟化反应生成的氟化氢气体和反应剩余的氟气的回收再利用，减少氟化氢和氟气的浪费，有利于降低氟化生产成本，提高企业经济效益。此外，吸附网板21的设置，可对氟化氢进行二次吸收，排气管路28及其上的氟气传感器13和氟化氢传感器14与控制中心、回流管30的设置配合，既可实现混合气体的多次循环喷淋吸收处理，直至氟化氢和氟气被完全转化吸收，能有效保证回收力度，进一步提高对氟化氢和氟气的回收率，避免浪费，还可实现对氟化氢和氟气喷淋吸收再利用的自动化进行，操作更加简单便捷，省时省力，不影响后续生产作业。气体分布器16的设置，可将混合气体均匀分布到吸收塔17中，使混合气体均匀向上流动，便于配合进行喷淋吸收处理，增强对氟气和氟化氢的回收效果。呈螺旋状的喷淋盘管19可将水喷射分布得更加均匀，覆盖面更广，避免喷射死角，保证氟气和氟化氢的转化吸收效果，进一步提高对氟气和氟化氢回收再利用的效率和质量。控制中心采用现有常规的PLC控制器即可。

在本实施例中，阻流板20包括板体34，板体34的顶面中心固设有密封罩35，密封罩35的上部侧壁上开设有若干气孔37。密封罩35内上下滑动设有挡板38，挡板38的顶面与密封罩35的内顶部之间固定连接有压缩弹簧36，密封罩36对应的板体34上开设有通气槽39。自然状态下，压缩弹簧36给予挡板38向下的弹力，使挡板38抵压在通气槽39处，将通气槽39封堵。当通过喷淋盘管19的混合气体继续向上流动时，混合气体可汇集到通气槽39处，会给予挡板38向上的气压推力，当通气槽39处的混合气体越来越多致使气压推力大于压缩弹簧的弹力时，挡板38能够被顶开上移，使混合气体进入密封罩35中，直至挡板38上移到气孔37上方后，混合气体便可通过气孔37排出，以此形成一个需要达到一定压力后才能排气的阻流结构，从而延长混合气体在喷淋盘管19处的滞留时间，保证对氟气和氟化氢喷淋吸收的效率和质量。

在本实施例中，吸附网板21由上、下两层网板40和填充于两层网板40之间的氧化铝41组成，用以对氟化氢的二次吸收除去。

在本实施例中，吸收塔17的内底部为朝向一侧向下倾斜的斜面，斜面较低一端对应的吸收塔17侧壁上连通有排液管22，排液管22上设有排液阀23，用以氢氟酸溶液的快速排出。

在本实施例中，雾化喷嘴18可采用现有的螺旋式雾化喷嘴，其成本较低，且不易堵塞，雾化喷淋的效果更好，能增强喷淋效果，提高对氟气和氟化氢转化吸收的效率和质量。反应釜5的顶部设有进料口7和氟气进口8、底部设有出料口11，分别用以氟化反应原料和氟气的输入以及反应产物的排出。进料口7和氟气进口8上均铰接设有密封盖，出料口11上设有出料阀10。

本实用新型的工作原理：本实用新型在使用时，先通过反应釜5进行氟化反应作业，完成后，先打开氮气输送管4上的气泵2、第一电磁阀3以及混气输送管15上的第二电磁阀12，通过氮气输送管4向反应釜5中通入惰性保护气体氮气，配合将氟化反应生成的氟化氢气体和反应剩余的氟气从反应釜5中压出并通过混气输送管15输送给吸收塔17。过程中，混气输送管15上的氟气传感器13和氟化氢传感器14可实时检测流经的由氮气、氟气和氟化氢组成的混合气体中的氟气和氟化氢浓度含量，并传递给控制中心，当控制中心接收到的氟气和氟化氢浓度含量信息达到零时，控制中心可自动控制关闭第一电磁阀3、第二电磁阀12和气泵2，停止氮气的输入，此时反应釜5中的氟气和氟化氢有害气体已排净，接着通过出料口11从反应釜5中安全出料即可。

进入吸收塔17的氟化氢、氟气和氮气的混合气体在向上流动的过程中，通过吸收塔17内呈螺旋状的喷淋盘管19及其上的雾化喷嘴18的配合，加上阻流板20的阻流作用，可先对氟化氢和氟气进行有效且覆盖面广、作用均匀的喷淋吸收处理，能够使氟气与水发生反应转化为氟化氢和氧气，再将氟化氢直接溶于水形成氢氟酸溶液落于吸收塔17底部，所得氢氟酸通过排液管22排出即可，可用于其它生产工艺，从而实现对氟化反应生成的氟化氢气体和反应剩余的氟气的回收再利用，减少氟化氢和氟气的浪费，有利于降低氟化生产成本，提高企业经济效益。通过喷淋盘管19和阻流板20的混合气体流经吸附网板21时，混合气体中的氟化氢可被二次吸收除去，然后进入排气管路28继续输送给回流管30，回流管30上的第三电磁阀31开启、第四电磁阀32关闭，从而将混合气体再次导入吸收塔17中进行二次喷淋吸收处理，实现混合气体的多次循环回收。过程中，排气管路28上的氟气传感器13和氟化氢传感器14可实时检测流经的由氮气、氧气、氟气和氟化氢组成的混合气体中的氟气和氟化氢浓度含量，并传递给控制中心，当控制中心接收到的氟气和氟化氢浓度含量信息达到零时，控制中心可自动控制关闭水泵26和进水电磁阀25，停止喷淋，并关闭第三电磁阀31、打开第四电磁阀32，使混合气体中剩余的不参与反应的氮气以及氟气与水反应生成的氧气排出至尾气收集罐33中，即可完成此次对氟化反应中剩余氟气和生成的氟化氢的回收再利用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种反应釜气态氟回收再利用装置，其特征在于，包括氮气罐、反应釜、吸收塔、水箱、尾气收集罐和控制中心，所述反应釜上部的一侧设有氮气进口、另一侧设有混气出口，所述氮气进口通过带有气泵和第一电磁阀的氮气输送管与氮气罐连通，所述混气出口通过带有第二电磁阀的混气输送管与吸收塔下部一侧连通，所述吸收塔下部另一侧连通有回流管，所述回流管上间隔设有第三电磁阀和第四电磁阀且该回流管尾端与尾气收集罐连通，所述吸收塔顶部通过带有抽风机的排气管路连通在第三电磁阀和第四电磁阀之间的回流管上，所述排气管路和混气输送管的首端上均设有氟气传感器和氟化氢传感器，所述混气输送管尾端伸入吸收塔内并朝上固定连接有气体分布器，所述气体分布器与吸收塔顶部之间的吸收塔内由下至上依次设有呈螺旋状的喷淋盘管、阻流板和吸附网板，所述喷淋盘管底面沿其螺旋方向间隔均布有若干雾化喷嘴，所述喷淋盘管外端部伸出吸收塔并通过进水管与水箱连通，所述进水管上设有水泵和进水电磁阀，所述第一至第四电磁阀、进水电磁阀、气泵、水泵、抽风机、氟气传感器和氟化氢传感器均与控制中心电连接。

2.根据权利要求1所述的反应釜气态氟回收再利用装置，其特征在于，所述阻流板包括板体，所述板体顶面中心固设有密封罩，所述密封罩上部侧壁上开设有若干气孔，所述密封罩内上下滑动设有挡板，所述挡板顶面与密封罩内顶部之间固定连接有压缩弹簧，所述密封罩对应的板体上开设有通气槽。

3.根据权利要求1所述的反应釜气态氟回收再利用装置，其特征在于，所述吸附网板由上、下两层网板和填充于两层网板之间的氧化铝组成。

4.根据权利要求1所述的反应釜气态氟回收再利用装置，其特征在于，所述吸收塔内底部为朝向一侧向下倾斜的斜面，所述斜面较低一端对应的吸收塔侧壁上连通有排液管，所述排液管上设有排液阀。

5.根据权利要求1所述的反应釜气态氟回收再利用装置，其特征在于，所述雾化喷嘴为螺旋式雾化喷嘴。

6.根据权利要求1所述的反应釜气态氟回收再利用装置，其特征在于，所述反应釜顶部设有进料口和氟气进口、底部设有出料口，所述进料口和氟气进口上均铰接设有密封盖，所述出料口上设有出料阀。

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