[实用新型]利用流化床废气中的HF生产AlF3

说明书

利用流化床废气中的HF生产AlF₃的装置及系统，属于无水氟化铝行业含HF废气处理技术领域。其特征在于：氢氧化铝料箱（1）通过设有计量给料器（2）的下料管路连接至少一个VRI反应器（9），VRI反应器（9）设置在U型氟化氢吸附装置（3）的竖直烟道上，所述的U型氟化氢吸附装置（3）的一端为废气入口，U型氟化氢吸附装置（3）的另一端为废气出口。装置前方连接有前旋风除尘器（10），装置后方连接有后旋风除尘器（6），本系统在尾气干法吸附净化上，采用二段吸附，二段吸附均采用氢氧化铝与含氟尾气进行吸附反应，使氟化氢能被充分吸收。二段吸附能实现以较低的反应段固气比，取得较高氟净化效率的目的。

技术领域

利用流化床废气中的HF生产AlF₃的装置及系统，属于无水氟化铝行业含HF废气处理技术领域。

背景技术

国际上，无水氟化铝的生产工艺主要有两种，一种是瑞士布斯公司的双层流化床工艺，另一种是德国创科公司的循环流化床工艺。目前国内氟化铝的生产大多采用引进消化吸收后的瑞士布斯技术，30kt/a的干法氟化铝采用直径约3500的双层流化床，流化床的尾气含有粉尘﹙AlF₃和Al₂O₃﹚和未反应的HF气体、水蒸汽、空气、少量的四氟化硅和三氧化硫等气体。

目前对尾气的处理方式为(以布斯双层流化床为例)：

30kt/a的干法氟化铝生产装置由流化床产生的尾气温度约320℃，压力为-18kPa，工况气量为11920m³/h，HF气体含量为5.25g/m³。现工艺是用水吸收后（产生HF含量约为5g/L的污水约90000t/a），再用石灰中和，HF最终以氟化钙沉淀的方式废弃。该水洗工艺不仅导致HF浪费450t/a，按10000元/t的AHF计价，每年损失450万元，而且因产生90000t/a的污水，还需约100万元/a的污水处理费用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种实现资源化再利用的利用流化床废气中的HF生产AlF₃的装置及系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该

利用流化床废气中的HF生产AlF₃的装置，其特征在于：包括氢氧化铝料箱、计量给料器和U型氟化氢吸附装置，所述的氢氧化铝料箱通过设有计量给料器的下料管路连接至少一个VRI反应器，VRI反应器设置在U型氟化氢吸附装置的竖直烟道上，所述的U型氟化氢吸附装置的一端为废气入口，U型氟化氢吸附装置的另一端为废气出口；所述的VRI反应器包括通过弯管连接的流化元件和锥形空心筒，流化元件连接下料管路，锥形空心筒设置在竖直烟道内，锥形空心筒的四周均匀布置有排料孔。

本实用新型的氢氧化铝料箱内盛装有Al(OH)₃，通过计量给料器定量的输送到VRI反应器，VRI反应器的外壳为圆筒形，由锥形空心筒和流化元件等组成，其特点是定量加入氢氧化铝经给料箱和流化元件进入锥形空心筒，锥形空心筒壳体上部沿辐射线布置的排料孔均匀布置在四周，使氧化铝在溢流状态流入U型氟化氢吸附装置，并很快充满整个管道截面与HF气体充分接触，氧化铝连续加入而尾气也连续地流过，为尾气和氢氧化铝提供了均匀接触，此时含氟尾气与氧化铝进行充分接触、均匀混合、吸附反应，含氟尾气吸附到氧化铝表面上，生成氟化铝。

用Al(OH)₃吸附尾气中HF气体的吸附原理：

氢氧化铝对氟化氢的吸附主要是化学吸附，其反应为：

Al(OH)₃＋3HF→AlF₃＋3H₂O

同时也伴随有物理吸附，其吸收过程如下：

1)氟化氢在气相中扩散；