煉鋁工業(yè)含氟煙氣處理
工業(yè)廢氣中含氟煙氣包括含氟氣體及含氟粉塵,主要來(lái)源于工業(yè)部門,其中以煉鋁工業(yè),磷肥工業(yè)和鋼鐵工業(yè)為多。一些大量耗煤炭的工業(yè)部門,燃煤電廠、動(dòng)力鍋爐房也可成為重要的氟污染源。其他如氟和氫氟酸鹽生產(chǎn),含氟農(nóng)藥生產(chǎn),玻璃、陶瓷、搪瓷及磚瓦生產(chǎn),塑料、橡膠及制冷劑生產(chǎn),鈾和某些稀有金屬元素的生產(chǎn),火箭燃料的制造等,都可能有氟的污染問(wèn)題。在自然界中,氟主要來(lái)源于巖石風(fēng)化,氟化物從巖石中釋放出來(lái),參與地表的水遷移和生物遷移,有的高氟區(qū)水中氟含量高達(dá)20mg/L。
在煉鋁工業(yè)中排放的含氟煙氣主要來(lái)源于電解生產(chǎn),其次是電極生產(chǎn)。這些煙氣都具有以下特點(diǎn):
1.煙氣量大 一座年產(chǎn)10萬(wàn)噸鋁的工廠,電解槽排煙量達(dá)150-300萬(wàn)立方米/小時(shí),廠房排煙量達(dá)1000-2500萬(wàn)立方米/小時(shí)。
2.成份復(fù)雜 煙氣中不僅含有氟和粉塵,還含有二氧化硫和烴類化合等其它物質(zhì)。
3.氟的形態(tài)多 鋁電解煙氣中有氟化氫、四氟化硅、四氟化碳等多種形態(tài)的氟。
目前為止,工業(yè)、有機(jī)廢氣處理中常用的處理氟煙氣的方法如下表所示,濕法凈化也是就吸收法凈化,是一種常用的控制方法,濕法凈化含氟煙氣有兩個(gè)特點(diǎn):
1.氟化氫容易被清水或堿吸收液吸收
2.凈化效率的控制
處理方法 | 要點(diǎn) | 優(yōu)缺點(diǎn) |
稀釋法 | 向有含氟氣體的廠房送進(jìn)新鮮空氣或?qū)⒑鸁煔飧呖张欧艛U(kuò)散稀釋 |
優(yōu)點(diǎn):投資和運(yùn)行費(fèi)低廉,管理方便 缺點(diǎn):在不利的氣象條件下,有時(shí)會(huì)把污染物轉(zhuǎn)移他處 |
吸收法(濕法) | 用水、堿性溶液或某些鹽類溶液吸收煙氣中的氟化物 |
優(yōu)點(diǎn):凈化設(shè)備體積小,易實(shí)現(xiàn),凈化工藝過(guò)程可連續(xù)操作和回收各種氟化物,凈化效率高 缺點(diǎn):混法會(huì)造成二次污染,在寒冷地區(qū)需保溫 |
吸附法(干法) | 以粉狀的吸附劑吸附煙氣中的氟化物 |
優(yōu)點(diǎn):凈化效率高,工藝簡(jiǎn)單,便于管理,沒(méi)有水的二次污染,不受各種氣候的影響 缺點(diǎn):設(shè)備體積大 |
濕法凈化設(shè)備是濕法凈化中常用吸收設(shè)備,凈化過(guò)程是通過(guò)吸收設(shè)備實(shí)現(xiàn)的,常用的設(shè)備有噴淋塔(空心塔)、文氏管洗滌器、湍球塔和撥水輪吸收室等。
其中噴淋塔體積大,耗水多,效率低,是一種古老的塔型。但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易維修,便 于采取防腐蝕措施,阻力較低,不易被灰塵堵塞,所以還是有不少工廠在使用的。
湍球塔是由填充塔發(fā)展而來(lái)的一種塔型,這種塔的煙氣穿塔速度比填充塔、空心塔快。處理同樣量的煙氣所需的塔體較小,這是一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)。
噴射塔是一種較新的塔型,其特點(diǎn)是利用動(dòng)能使氣液充分混合接觸。氣體首先經(jīng)過(guò)一個(gè)收縮的錐形杯稱為噴鷺鷥,將速度提高,溢流入錐形杯的吸收液,受高速氣體沖擊并被攜帶至底口而噴出,氣體因突然擴(kuò)散,便 劇烈湍流,將液體粉碎霧化,產(chǎn)生極大的接觸界面,而使傳質(zhì)增強(qiáng)。
由于氣液以順流方式進(jìn)行,不受逆流操作中氣體臨界速度即塔的液泛極限能力的限制,從而提高了塔的有效體積傳質(zhì)能力,此特點(diǎn)對(duì)處理風(fēng)量很大的鋁電解槽煙氣是有利的。加之,噴射塔還有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作管理方便,不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)。
文氏里吸收器是一種霧化程度較高的高能凈化設(shè)備,煙氣通過(guò)喉管,產(chǎn)生高速,可達(dá)60-80m/s,甚至達(dá)100m/s。對(duì)含有微細(xì)粉塵的煙氣,除塵和吸收都能達(dá)到很高的效率,而且體積小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是能量消耗較大。
撥水輪凈化室是處理磷肥含氟煙氣常采用此種洗滌裝置,煙氣自凈氣室一端進(jìn)入,從另一端排出,室內(nèi)底部為洗液,有兩根長(zhǎng)軸貫穿于室內(nèi)底部,每根軸上安裝撥水葉輪若干個(gè)(一般為10-20個(gè)),葉輪吃水2-3cm,以400r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng),將水打起,使液滴充滿室內(nèi),煙氣因擋板的作用而上下繞行,與水接觸而傳質(zhì)。
含氟煙氣處理方法還有很多種,根據(jù)不同的工藝而選擇不同的廢氣凈化塔以達(dá)到最佳效果。