本发明专利技术公开了一种气相除氟装置及其在除氟上的应用，包括温控装置和气相除氟反应装置，所述气相除氟反应装置为三层不锈钢筒体结构，最内层为密封筒体，放入除氟剂，气体进入，用于气相除氟反应，中层为导热传热层，对最内层进行导热和保温，最外层为加热层，加热层内设有加热线圈，加热线圈上设有正负极，温控装置通过连接电线穿过气相除氟反应装置与正负极连接，将吸附剂装载于不锈钢筒体结构中，通过设置外部的控温程序加热不锈钢筒结构，主要应用于在高温环境下吸附含氟气体领域，本发明专利技术的装置结构简单，含氟废气进入固体床前，气体经过一段盘管进行预热保证了吸附系统的温度稳定，气相除氟性能较佳。气相除氟性能较佳。气相除氟性能较佳。
【技术实现步骤摘要】
一种气相除氟装置及其在除氟上的应用
[0001]本专利技术涉及环境保护和氧化铝除氟
，提供了一种气相除氟装置及其在除氟上的应用。
技术介绍
[0002]大气环境污染是当代具有全球性的环境污染问题，火力发电和工业生产过程中排放的含氟废气是导致大气环境污染和健康危害的主要空气污染物之一。过量的氟化物对人和动物有强烈的致毒作用，损害植物，破坏地球生态环境并威胁人类身体健康，日常饮用水中氟化物浓度应低于1mg/L，氟化物浓度超过1mg/L时，会增大氟斑牙的几率；氟化物浓度超过8mg/L时，氟骨症的发病率大约在10%左右。如果人体每天摄入的氟在20~80mg，人体就会氟中毒，从而丧失劳动能力，一次性氟的摄入量达到2.5~5.0g时，会直接导致死亡。
[0003]目前现代工业中去除氟化物的方法有离子交换法、化学沉淀法、膜处理以及吸附法等。然而在工厂生产排放的废气中不仅含有HF，还存在着SO2，NO等污染气体，而这些混合气体采用湿法去除会含有亚硫酸等多种成份，进一步分离处理存在分离效果不完全、成本高等困难。因此，针对烟气中氟元素的去除，主要采用的除氟方法为吸附法，吸附法的操作简便，除氟效果好而且造价成本低，从而受到了研究学者的广泛研究，是解决环境污染的有效途径之一。
[0004]氧化铝的比表面积高、对氟有很高的选择性、粒度均匀且有良好的机械性能和热力学性能，这些性质使其成为了除氟最有潜力的材料之一。通过氧化铝吸附含氟废气可以显著减少氟化物的排放，而且该过程简单，因此具有很好的应用前景。对氧化铝进行改性处理可以改善除氟性能，使其具有低成本、良好的饱和容量和可再生性能等优良特性，已成为环境污染净化领域中广泛使用的吸附剂。
[0005]目前国内外对氧化铝吸附F离子的研究主要集中在液相吸附领域，对气相吸附的研究很少，对在高温区间内的气相吸附氟化物更少有涉及。因此，对在高温度区间中进行除氟探索研究，有利于生态环境的保护和工业的发展。通过硫酸铁改性来改善氧化铝除氟的吸附效率以及再生性能，无论是从理论还是从实践的角度来看，这项高效、低成本处理含氟废气的新技术，对于改性氧化铝除氟剂的实际应用和缓解氟化物环境污染问题具有积极的现实意义。
[0006]气相除氟过程中，对于装置的配置也十分重要，在目前的研究中关于液相除氟的装置较多，而关于气相除氟装置的相关研究较少，尤其是高温下气相除氟装置的研发对环保净化领域的推动具有重要意义。
技术实现思路
[0007]为解决上述问题，本专利技术提供了一种气相除氟装置及其在除氟上的应用，目的在于：1）提供一种改性氧化铝的制备方法；
2）提高改性氧化铝除氟剂的可再生性；3）提供一种气相除氟装置；为实现上述目的，提出以下技术方案：一种气相除氟装置，包括温控装置和气相除氟反应装置，所述气相除氟反应装置为三层不锈钢筒体结构，最内层为密封筒体，放入除氟剂，气体进入，用于气相除氟反应，中层为导热传热层，对最内层进行导热和保温，最外层为加热层，加热层内设有加热线圈，加热线圈上设有正负极，温控装置通过连接电线穿过气相除氟反应装置与正负极连接。
[0008]进一步地，最内层的密封筒体的下端的开口连接有预热盘管，预热盘管从下至上螺旋状延伸至气相除氟反应装置外，位于密封筒体的外部，作为气体的进料管路，密封筒体的上方开设有出气口。
[0009]进一步地，最内层的密封筒体的内部下方安装有铁丝网，铁丝网位于密封筒体的下端的开口的上方，铁丝网的上方放置有除氟剂。
[0010]进一步地，中层放置导热沙，最外层的加热线圈呈螺旋型或网状型缠绕在中层的筒壁上。
[0011]进一步地，铁丝网的孔径比除氟剂颗粒的直径小1~1.5mm。
[0012]一种气相除氟装置在除氟上的应用，包括如下步骤：1）配置除氟剂，将除氟剂置于最内层的密封筒体内；2）打开温控装置，对气相除氟反应装置进行加热，在密封筒体内设有测温热电偶，测温热电偶伸入除氟剂中，当温度达到稳定后，通入气体，进行气相除氟反应；3）从气体出口处收集除氟后的气体，使用后的除氟剂，放入管式炉焙烧，焙烧温度为600~800℃，焙烧4
‑
6h，在水蒸气的气氛下进行再生处理，随炉冷却至室温。
[0013]进一步地，气体的通入速度为1~1.5L/min，温控装置的温度设置范围为300~350℃。
[0014]进一步地，所述的除氟剂为改性氧化铝除氟剂，以质量计，包括98%~99%的氧化铝载体和1%~2%的硫酸铁改性剂。
[0015]进一步地，除氟剂为球型，其粒径为2~4mm，床层的厚度为10~12mm。
[0016]进一步地，配制除氟剂的具体实施方式为：制备硫酸铁溶液，将氧化铝浸渍在硫酸铁溶液中并放入恒温振荡器中反复振荡，将振荡后的氧化铝进行过滤并用去离子水冲洗干净氧化铝表面多余的硫酸铁溶液，然后放入管式炉中进行焙烧处理。
[0017]进一步地，配制除氟剂的过程中硫酸铁溶液的浓度为1~1.7mol/L，振荡时间为6小时，焙烧温度为300~350℃。
[0018]本专利技术的上述方案有如下的有益效果：1）本专利技术采用浸渍法在氧化铝表面覆盖一层硫酸铁，使其均匀负载于氧化铝上，制备方法简单，成本低，效率高，制备的除氟剂成分均一，比表面积大。
[0019]2）本专利技术将硫酸铁改性氧化铝放置在气相除氟装置的氧化铝床上，其中放置氧化铝的床体以及气体通过的管道均为316不锈钢制造而成，其含氟废气被吸附前，会从进气口经过一段环形盘管，然后从底部进入氧化铝床，最后从出气口流出，固体床的温度是通过温控装置控制，进入固体床前，气体经过一段盘管进行预热是为保证吸附系统的温度稳定；3）本专利技术的改性氧化铝除氟剂可用于高温度范围下含氟废气的处理，除氟剂成本
低，活性高，性质稳定。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例所述的气相除氟装置示意图；图2为本专利技术实施例1所制得改性氧化铝首次吸附除氟前后的XRD图；图3为本专利技术实施例8所制得改性氧化铝循环再生4次的XRD图；图4为本专利技术实施例9所制得改性氧化铝循环再生2次的XRD图；图中：1、温控装置；11、连接电线；2、气相除氟反应装置；21、加热线圈；211、正负极；22、预热盘管；23、铁丝网；24、测温热电偶。
具体实施方式
[0021]下面结合说明书附图和实施例对本专利技术做进一步地说明，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。
[0022]如图1所示，一种气相除氟装置，包括温控装置1和气相除氟反应装置2，气相除氟反应装置2为三层不锈钢筒体结构，最内层为密封筒体，密封筒体的下端的开口连接有预热盘管22，预热盘管22从下至上螺旋状延伸至气相除氟反应装置2外，位于密封筒体的外部，作为气体的进料管路，密封筒体的上方开设有出气口，密封筒体的内部下方安装有铁丝网23，铁丝网23位于密封筒体的下端的开口的上方，铁丝网23的上方放置有除氟剂，中层放置导热沙，作为导热传热层，对最内层进行导热和保温，最外层的加热线圈21呈螺旋型或网状型缠绕在中层的筒壁本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气相除氟装置，其特征在于，包括温控装置（1）和气相除氟反应装置（2），所述气相除氟反应装置（2）为三层不锈钢筒体结构，最内层为密封筒体，放入除氟剂，气体进入，用于气相除氟反应，中层为导热传热层，对最内层进行导热和保温，最外层为加热层，加热层内设有加热线圈（21），加热线圈（21）上设有正负极（211），温控装置（1）通过连接电线（11）穿过气相除氟反应装置（2）与正负极（211）连接。2.如权利要求1所述的一种气相除氟装置，其特征在于，最内层的密封筒体的下端的开口连接有预热盘管（22），预热盘管（22）从下至上螺旋状延伸至气相除氟反应装置（2）外，位于密封筒体的外部，作为气体的进料管路，密封筒体的上方开设有出气口。3.如权利要求2所述的一种气相除氟装置，其特征在于，最内层的密封筒体的内部下方安装有铁丝网（23），铁丝网（23）位于密封筒体的下端的开口的上方，铁丝网（23）的上方放置有除氟剂。4.如权利要求1所述的一种气相除氟装置，其特征在于，中层放置导热沙，最外层的加热线圈（21）呈螺旋型或网状型缠绕在中层的筒壁上。5.如权利要求3所述的一种气相除氟装置，其特征在于，铁丝网（23）的孔径比除氟剂颗粒的直径小1~1.5mm。6.一种如权利要求5所述的气相除氟装置在除氟上的应用，其特征在于，包括如下步骤：1...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹华珍，徐璐，郑国渠，张惠斌，徐圣航，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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