無水HF酸排渣系統(tǒng)工藝改進(jìn)研究.pdf

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1、56一一技術(shù)交流石20油15和年化第工18設(shè)卷備一無水HF酸排渣系統(tǒng)工藝改進(jìn)研究丁運(yùn)玲(多氟多化工股份有限公司，河南焦作454191)[摘要】無水HF酸生產(chǎn)排渣過程中的冒煙現(xiàn)象對(duì)環(huán)境影響很大，這種冒煙是夾帶石膏渣粉塵且含有微量氫氟酸氣體的熱空氣，具有刺鼻的氣體，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。公司經(jīng)過研究和試驗(yàn)，在無水氫氟酸排渣工段，進(jìn)行了工藝改進(jìn)，首先是提高排渣螺旋的密封效果，其次是在排渣螺旋后增加冷卻裝置，將石膏渣冷卻后通過螺旋進(jìn)入石膏渣造粒設(shè)備。通過造粒將石膏渣從粉狀變成大小不等的球狀，基本實(shí)現(xiàn)無粉塵排放。最后是增加尾氣吸收裝置，將石膏渣造粒過程中

2、產(chǎn)生的氣體進(jìn)行回收。通過工藝改進(jìn)，減少了對(duì)大氣的污染，改善了現(xiàn)場(chǎng)的操作環(huán)境，通過了環(huán)保驗(yàn)收。[關(guān)鍵詞]無水HF酸；排渣系統(tǒng)；工藝改進(jìn)；技術(shù)應(yīng)用1無水氫氟酸生產(chǎn)原理出，HF氣體分兩次溢出。在較低的溫度下，HF可能溶解在硫酸中成為氟磺酸(HSO，F(xiàn))，但在溫度1．1用硫酸和螢石法生產(chǎn)無水HF酸的反應(yīng)機(jī)理及控高于100℃時(shí)HSO迅速水解而還原成HF。硫酸與制螢石反應(yīng)屬吸熱反應(yīng)，因此加熱可加快螢石與硫無水HF的工業(yè)生產(chǎn)工藝是以濃硫酸、螢石為酸之間的反應(yīng)。但由于受到硫酸蒸發(fā)和分解的制主要原料，在回轉(zhuǎn)反應(yīng)爐里進(jìn)行反應(yīng)，固體為石約反應(yīng)通常在250℃左右進(jìn)

3、行。螢石與硫酸反應(yīng)受膏渣經(jīng)爐尾排出，氣體(HF)經(jīng)凈化、冷卻、吸多相反動(dòng)力學(xué)因素影響，尤其當(dāng)螢石表面CaSO覆收后制得產(chǎn)品，主要化學(xué)反應(yīng)為：蓋膜增厚時(shí)對(duì)氣液兩相形成巨大的擴(kuò)散阻力。反CaF2(固)+H2SO(液)一CaSO(固)+2HF(氣)f應(yīng)速度由活化控制轉(zhuǎn)向擴(kuò)散控制。因此，在反應(yīng)(200~300℃)爐增加內(nèi)返料裝置提高反應(yīng)效率。該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱△H298=1．2目前常用的無水HF酸工藝流程介紹如下一5．37lkJ／mol。反應(yīng)體系中同時(shí)存在氣、液、固三螢石與硫酸在反應(yīng)爐內(nèi)高溫下反應(yīng)生成氫相，所以又是復(fù)雜的多相反應(yīng)。上述反應(yīng)

4、式表明氟酸氣體和石膏渣。石膏渣從反應(yīng)爐尾部排出，了各化合物間的計(jì)量關(guān)系，而反應(yīng)的歷程和機(jī)理氫氟酸氣體由爐頭進(jìn)入洗滌塔進(jìn)行洗滌，除去粉是按三級(jí)反應(yīng)步驟進(jìn)行的。塵，水等雜質(zhì)后，由洗滌塔進(jìn)入冷凝系統(tǒng)，經(jīng)過CaF2+H2SO4一CaSO4(HSO4oF·I-W)初級(jí)冷凝，一、二級(jí)冷凝形成粗氫氟酸液體。經(jīng)CaSO4(HSO4·F·HF、一Ca(HSO,·F)+HFf初級(jí)冷凝下來的粗氫氟酸返回洗滌系統(tǒng)冷凝洗滌Ca(HSO4·F、+HF-CaS04·2HF氫氟酸氣體。一、二級(jí)冷凝下來的粗氫氟酸液體主要副反應(yīng)由精餾泵泵入脫氣塔內(nèi)精餾。脫氣塔脫除輕組分氣體，

5、之后進(jìn)入精餾塔，精餾塔將氫氟酸與重組CaF2+H2SO4+SiO2—CaS04+H2SiF6+H2O分分離，得到氫氟酸成品。輕組分氣體經(jīng)尾氣吸CaCO3+H2SO4一CaSO4+H20+CO2收系統(tǒng)處理后外排，重組分返回洗滌系統(tǒng)洗滌氫2H2O+3SiF4—2H2SiF6+SiO2氟酸氣體。其流程見圖1。副反應(yīng)方程式表明螢石中的SiO：，CaCO，等雜質(zhì)越高，原料的消耗越大，產(chǎn)量因此受到影響。螢石與硫酸發(fā)生反應(yīng)首先生成溶解在液態(tài)HF的中作者簡(jiǎn)介：丁運(yùn)玲(1974一)，女，河南焦作人，大學(xué)本科，工間化合物氟硫酸鈣，然后硫酸鈣從溶液中結(jié)晶析程師。

6、現(xiàn)在多氟多化工股份有限公司從事化工工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)工作。第7期丁運(yùn)玲無水HF酸排渣系統(tǒng)工藝改進(jìn)研究。57一氧氟酸工藝流程螢石成品尾氣}圖1氫氟酸生產(chǎn)工藝流程2無水氫氟酸生產(chǎn)工藝分析旋從U525的U型螺旋改為直徑500的管式螺旋，最后增加螺旋料封裝置，即為將螺旋中間部分去掉我公司針對(duì)原有工藝，進(jìn)行詳細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)有以下幾點(diǎn)可以優(yōu)化。一些螺旋葉片，使這段螺旋全部被石膏渣充滿，從而形成料封。(1)排渣螺旋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，存在兩方面問題。一是采用U型平蓋螺旋，螺旋內(nèi)無料封設(shè)計(jì)裝置；二針對(duì)第二個(gè)問題，通過研究，多次在實(shí)驗(yàn)室是反應(yīng)爐和排渣螺旋之間的連接處密封裝置

7、過于做試驗(yàn)論證，最終為將螺旋與反應(yīng)爐連接處的一簡(jiǎn)單，僅填充一圈石棉繩，密封效果差。氫氟酸圈石棉繩密封改為先進(jìn)的動(dòng)靜環(huán)密封裝置，改善氣體從排渣螺旋中飄逸出來，污染環(huán)境。密封效果。(2)原工藝中的石膏渣在反應(yīng)爐中經(jīng)排渣螺旋(2)針對(duì)石膏渣冒煙這一問題，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行排出，通過輸送螺旋到石膏渣房。石膏渣從反應(yīng)了多次試驗(yàn)，根據(jù)小試情況，篩選設(shè)計(jì)思路，設(shè)爐中的排放溫度為200℃，石膏渣排放的工藝控制計(jì)了多種技術(shù)方案進(jìn)行中試，分別為：指標(biāo)為：CaF2含量2．5％，H2SO含量l％。石膏方案一，改善排渣螺旋的密封效果后，將渣內(nèi)未反應(yīng)完全的CaF2和HSO將

8、繼續(xù)反應(yīng)，產(chǎn)石膏渣冷卻后再排放。具體操作為：從排渣螺旋生氫氟酸氣體，氫氟酸氣體是一種刺鼻的有毒氣出來進(jìn)冷卻爐(采用對(duì)爐體外部噴淋水的冷卻體，石膏渣顆粒很細(xì)，粒度為235目，因石膏