脱除烟气中氟的方法技术

本发明专利技术属于烟气处理领域，具体涉及一种脱除高温烟气中氟的方法，环集烟气经过余热回收和收尘后，通过除氟模块进行除氟，尾气进入烟气净化工序；其中所述除氟模块是采用γ

【技术实现步骤摘要】
脱除烟气中氟的方法


[0001]本专利技术属于烟气处理领域，具体涉及一种脱除高温烟气中氟的方 法。

技术介绍

[0002]氟是铜矿石中的主要有害元素之一，一般含量在0.02～1.0％之间。 进口铜矿石中的氟作为检验检疫机构强制性检验项目，一般要求其含量 不大于0.1％。近年来，随着优质铜矿资源的开发殆尽，进口的铜矿中氟 化物含量明显提高，因此很多大型铜冶炼企业都面临着烟气中氟含量超 标的问题。铜矿中的氟主要以氟石、萤石、绢云母、磷矿石为主。在冶 炼过程，部分氟以四氟化硅进入到冶炼渣中，其余大部分氟以氟化氢气 体形式进入烟气，经过余热锅炉、电袋除尘后进入制酸系统，并给制酸 系统带来极大的危害。而且，如果在制酸前期不能够及时除氟，氟会向 装置后端转移并产生严重的后果。主要表现在对设备内部的瓷环、瓷砖、 触媒等含二氧化硅材料以及对金属材料的腐蚀。
[0003]控制铜冶炼过程的氟污染是确保生产过程顺利开展以及避免环 境污染的必要措施。含氟烟气治理一般分为湿法净化和干法净化两大 类。湿法净化采用液体吸收剂吸收烟气中的氟以达到净化烟气的目的。 根据所选的吸收剂的不同，又可分为酸法和碱法两种。酸法是指以水为 吸收剂净化含氟烟气，生成氢氟酸和氟硅酸溶液，此酸性溶液可进一步 加工成为有用的氟化物，如冰晶石或氟硅酸钠等副产品。碱法是指以碱 性溶液(如纯碱、石灰乳等)作为吸收剂净化含氟烟气，生成氟化物水溶 液或沉淀物。由于湿法净化存在处理成本高、净化过程会产生废水、废 渣二次污染等问题，尤其在北方还存在保温防冻问题。近年来，干法净 化工艺以其工艺流程简单，维修、维护方便的优点，逐渐引起了企业重 点关注。干法净化系统的基建费用和运行费用相对较低，可适用于各种 气候条件。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种脱除烟气中氟的方法，可以有效解决 湿法除氟存在的成本高、二次污染严重的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种脱除烟气中氟 的方法，环集烟气经过余热回收和收尘后，通过除氟模块进行除氟，尾 气进入烟气净化工序；其中所述除氟模块是采用γ
‑
Al2O3和无机纳米硅 凝胶溶液制备而成的带有孔隙的固体模块。
[0006]上述方案，γ
‑
Al2O3具有多孔结构，比表面积大，硅凝胶中的硅原 子在γ
‑
Al2O3表面形成硅氧键，利用γ
‑
Al2O3和无机纳米硅凝胶溶液制备 的除氟模块，可以提高γ
‑
Al2O3颗粒的结构强度，保证除氟模块的稳定 性。采用本专利技术的方法处理有色冶炼烟气，除氟效率可高达90～95％， 有效改善了湿法除氟产生的废水与固废，且大大降低了成本，适合冶炼 企业大力推广。
[0007]所述除氟模块制备方法为：将粒径为80目的γ
‑
Al2O3在300～ 400℃温度下焙烧1～2h，再在0.5～0.7MPa的高压氮气分为中处理1～ 2h，然后将其与无机纳米硅凝胶溶液混合进行挤压成型、干燥，最后在 300～400℃温度下固化1～2h，得到除氟模块。所述干燥是
将挤压成型 后的模块在80～100℃下干燥10h。
[0008]具体地，所述除氟模块是挤压成型加工成带有通孔的蜂窝状模 块。
[0009]所述无机纳米硅凝胶溶液中二氧化硅粒径为5～15nm，浓度为 10～20％；所述γ
‑
Al2O3与无机纳米硅凝胶溶液的质量比为1：(0.2～0.3)。
[0010]所述除氟模块的反应空速为7000～30000h
‑1。
[0011]使用后的除氟模块进行再生处理后循环使用，所述再生处理的方 法为：将干燥空气与水蒸气按照1：(0.4～2.5)的体积比混合后加热到 500～600℃，将上述高温混合气体通过除氟模块，处理空速为2000～3000 h
‑1，处理时间为1～2h。
[0012]所述除氟模块布置在除氟塔中，塔顶与烟气输入管道连接处设有 整流格栅、塔底烟气出口连接至下游烟气净化系统。冶炼烟气为高温含 尘烟气，经过余热回收和电袋除尘后，烟气温度约为240～350℃，含尘 <0.3g/Nm3，除氟塔为固定床反应器，除氟塔中与烟气接触的构件为316L 材质，除氟模块需准备备用模块，使用后，除氟模块的除氟效率明显降 低后可以进行再生处理，再生时换上备用模块，以保证系统的连续生产。
[0013]本专利技术的技术方案，γ
‑
Al2O3具有多孔结构，比表面积大，性质稳 定。在低温热处理条件下，γ
‑
Al2O3比表面会进一步扩大，通过高压氮气 处理，让其内部空隙充满，起到保护孔道作用。无机纳米硅凝胶溶液将 颗粒γ
‑
Al2O3粘接在一起，经过热处理固化，硅凝胶中的硅原子在γ
‑ꢀ
Al2O3表面形成硅氧键，提高γ
‑
Al2O3颗粒的结构强度。同时，在热处理 过程中，γ
‑
Al2O3空隙内氮气释放出来，恢复孔道吸附性能。
[0014]γ
‑
Al2O3脱除烟气中HF的原理如下：
[0015]吸附HF后的γ
‑
Al2O3再生原理如下：
附图说明
[0016]图1为实施例1中冶炼烟气除氟示意图；
[0017]图2为实施例1中除氟单元示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步详述。实施例1
[0019]如图1所示，某铜冶炼企业，冶炼烟气经过余热锅炉回收降温， 电袋除尘器10除尘后经烟气导流板20和整流格栅30进入除氟塔40进 行除氟处理。除氟塔40内放置10m3除氟模块41，分4层布置。
[0020]除氟模块制备：选用80目γ
‑
Al2O3在480℃下热处理2h，自然冷 却至常温。在0.65MPa高压氮气氛围中，处理1h。每千克γ
‑
Al2O3加 入0.25kg质量浓度为20％的无机纳米硅凝胶溶液进行混合，无机纳米 硅凝胶溶液中二氧化硅的粒径为10nm。挤压成型制备成如图2所示的 12
×
60mm的多孔正六棱柱(下称为除氟单元)，将制备得到的除氟单 元在100℃下干燥10h后，在340℃下热处理1.2h。将热处理后的除氟 单元装入与除氟塔相适应的模块中得到除氟模块。
[0021]冶炼烟气气量约190000Nm3/h，温度约260℃，经过除氟塔进行 除氟。下游烟气净化系统中烟气洗涤酸内氟离子含量达到4.9mg/L，除 氟效率为92.47％。
[0022]对除氟模块进行再生处理过程为将热的蒸汽与空气混合汽通过 除氟模块进行热处理，其中，蒸汽与空气混合后含水体积分数约35％， 气量约24000m3/h，加热至580℃进入除氟塔，再生1.8h。经过5次循 环，当烟气洗涤酸内氟离子达到4.9mg/L，除氟效率为83.47％。可见本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱除烟气中氟的方法，其特征在于：环集烟气经过余热回收和收尘后，通过除氟模块进行除氟，尾气进入烟气净化工序；其中所述除氟模块是采用γ
‑
Al2O3和无机纳米硅凝胶溶液制备而成的带有孔隙的固体模块。2.根据权利要求1所述脱除烟气中氟的方法，其特征在于：所述除氟模块制备方法为：将粒径为80目的γ
‑
Al2O3在300～400℃温度下焙烧1～2h，再在0.5～0.7MPa的高压氮气分为中处理1～2h，然后将其与无机纳米硅凝胶溶液混合进行挤压成型、干燥，最后在300～400℃温度下固化1～2h，得到除氟模块。3.根据权利要求1或2所述脱除烟气中氟的方法，其特征在于：所述除氟模块是挤压成型加工成带有通孔的蜂窝状模块。4.根据权利要求1或2所述脱除烟气中氟的方法，其特征在于：所述无机纳米硅凝胶溶液中二氧化硅粒径为5～15nm，浓度为10～20％。5.根据权利要求1或2所述脱除高...

【专利技术属性】
技术研发人员：章健，施章铨，钱庆长，王翔，张惠斌，王贤，汪满清，汪彬，张志国，郑国渠，
申请(专利权)人：铜陵有色金属集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：