含氟废气的净化技术专题培训课件
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• 含氟废气的来源 含氟废气通常是指含有气态氟化氢、四氟化 硅的工业废气。主要来自于化工、冶金、 建材、热电等行业对含氟矿石在高温下的 煅烧、熔融或化学反应过程，譬如用硫酸 分解磷矿粉会释放出HF气体，HF又与磷矿 石中的二氧化硅反应释放出SiF4气体。因此， 电解铝厂、水泥厂、火电厂、磷酸及磷肥 厂等是含氟废气的主要来源。
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• 含氟废气的危害
氟是人体需要的微量元素之一，有助于身体正常代谢；牙 齿治疗和保健也需用到含氟药物，但氟是限量元素，摄人 过多将对人体有害，甚至产生毒性反应引起病变。人体氟 元素主要是通过水和食物正常摄取，按尿检规定的氟正常 值，成人应＜1.6mg/L(人均氟离子总量／尿液量)；而吸入 气态氟化物却对人体有害，虽然生产性含氟废气的排放量 不及含硫(SOx)含硝（NOx）废气的排放量大，但氟污染的 毒性却较大。因为HF是具有强刺激性气味和强腐蚀性的有 毒气体，SiF4是窒息性气体，它们对人的危害要比SO2气 体大20倍左右；而氟对人的危害比HF更严重，低浓度吸入 即会引起呼吸道疾病。
在循环吸收过程中，当溶液中的NaF浓度达25g/L后，再加人定量的偏铝酸钠溶液即 生成Na3AlF6，反应式如下。
偏铝酸钠溶液可由NaOH与Al(OH)3反应制得。合成后的冰晶石母液经沉降后，上层 次晶石沉降物经过滤后送往回转窑干燥、脱水即得成品。
5.4.3 吸附净化法
•
吸附净化法是将含氟废气通过装填有固体吸附剂的吸
生产性氟及其化合物对从业者所致氟病，已列入中国“职
业病目录”，属于法定的56种职业中毒疾患之一。
5.4.1 水吸收法
• 水吸收法就是用水做吸收剂，来洗涤含氟废气，副产氟硅 酸继而产生氟硅酸纳，回收氟资源。水易得，比较经济， 但对设备有腐蚀作用。就目前来看，水吸收法净化含氟废 气主要应用于磷肥生产中。
含氟废气对人体的危害，有直接性感官刺激伤害，还有体 内的积累性毒害，如侵入人体的氟约有50%在牙齿、骨骼 中沉积。高浓度含氟气体对人的呼吸道和眼睛黏膜有刺激 损伤作用，严重时可引起支气管炎、肺炎、肺水肿，发生 呕吐、腹痛、腹泻等胃肠道疾患或中枢神经系统中毒症状 ，甚至使人窒息死亡。长期接触低浓度含氟气体则会造成 慢性中毒，表现为鼻出血、齿龈炎、氟斑牙、牙齿变脆等 症状，还可见持久性消化道、呼吸道疾病
3、水吸收的防腐 • 由于吸收液中含有腐蚀性很强的氢氟酸和氟硅酸
，容另易外造还 成含 设有 备少 的量腐的蚀H。2SO3、H2SO4、H3PO4等，很 • 目前工厂中常用的耐腐蚀材料有：硬聚氯乙烯管
和板材，耐腐蚀玻璃(环氧玻璃钢、呋喃玻璃钢、 酚醛玻璃钢、聚醋玻璃钢等)，耐酸瓷砖，耐酸胶 泥，防腐蚀漆和橡胶等。聚氯乙烯或玻璃钢多用 于管道、设备的制作，耐酸瓷砖、耐酸胶泥、生 漆等多用于槽和吸收室内壁防腐，橡胶多用于设
5.4.2 碱吸收法
• 碱吸收法是采用碱性物质NaOH、Na2CO3、氨水等作为吸 收剂来脱除含氟尾气中的氟等有害物质，并得到副产物冰 晶石。最常用的碱性物质是Na2CO3，也可以采用石灰乳 作吸收剂，二者的使用有所区别。
• (1)石灰乳吸收净化原理 • 用石灰乳作吸收剂净化含氟废气生成CaF2等废渣，可采
• 室 是指拨水轮吸收室 • 器 是指文丘里吸收器 • 塔 是指湍球塔和湍流板塔 • 旋 是指旋流扳塔
如图是普钙厂一室一旋脱氟流程，该流程将吸收液分3个吸收段，各自 循环，因而获得较高浓度的氟硅酸产品。
高炉法钙镁磷肥厂排放的含氟废气， 含氟量低(1～3g/m3)，成分较复杂(还 含有少量的(CO2、CO、H2S、P2O5等)， 温度高(120～250℃)，粉尘较多，净化 难度大。一般先经旋风除尘、降温后， 再进行吸收。图为典型的高炉法钙镁 磷肥厂除尘脱氟流程。自高炉出来温 度高达300～400℃的含氟废气，经除 尘后降至250℃，喷射吸收塔后，含氟 量降为0.2g/m3左右，脱氟率达90%。
普钙厂排含氟废气与高炉法钙镁磷肥厂排出的含氟废气相 比，含氟量高(28～32g/m3)，温度低(75～8D℃)，粉生少 ，一般水吸收前不设除尘设备。国内通常采用的脱氟流程 多为二级吸收，根据使用的设备不同，分为一室一器、一 室一塔、一室一旋、二室一塔等口这里“室”是指拨水轮吸 收室，一般用作一级吸收，其优点是不易造成硅胶堵塞， 清理方便，但脱氟效率不高。
附装置，使氟化氢与吸附剂发生反应，达到除氟的目的。
可采用工业氧化铝、氧化钙、氢氧化钙等作吸附剂。在净
化铝电解厂烟气常采用的吸附剂是工业氧化铝。铝厂含氟
烟气吸附法净化具有如下特点；吸附剂是铝电解的原料氧
备、管道等的内衬。
• (4)氟资源回收
①生产市售氟硅酸
在吸收工艺上采用分段强制循环吸收，可获得浓度较高的氟 硅酸溶液，作市售产品，H2SiF6含量≥28%。若浓度太低， 可经蒸馏浓缩获得。
②生产氟硅酸钠
氟硅酸钠可用于玻璃工业作为蚀刻剂，在农业上用作杀虫剂 ，皮革及木材的防腐剂等。向水吸收后的氟硅酸溶液中加 人NaCl或Na2C03、Na2SO4、NaOH溶液，可以制得白色粉 状氟硅酸钠。由于NaCl廉价易得，故应用普遍，反应式如 下。
用抛弃法，也可以经过滤、干燥后送去作橡胶或塑料的填 料，反应式为
该方法适用于排气量较小、废气中含氟量低，回收氟有困难的 企业，如搪瓷厂、玻璃马赛克厂、水泥厂等。
(2) Na2CO3吸收制取冰晶石
电解铝厂废气经除尘后，送入吸收塔底部，与浓度为20～ 30g/L的Na2CO3溶液在塔内逆流接触，洗涤废气时，烟气中的 HF与碱反应生成NaF，吸收脱氟后的气体经除雾后排空。
• 1、净化原理 由于SiF4和HF 都极易容于水，HF溶解于水生 成氢氟酸,SiF4溶于水生成氟硅酸（H2SiF6）和硅胶（ SiO2·H2O）。
反应式 3SiF4＋3H2O—2H2SiF6＋ SiO2·H2O
2HF＋SiF4—H2SiF6
• 2、工艺流程
• 由于磷肥品种、生产方法、含氟废气的温度、气量、含氟 量的不同，净化的工艺流程和设备会有所不同。
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• 含氟废气的危害
氟是人体需要的微量元素之一，有助于身体正常代谢；牙 齿治疗和保健也需用到含氟药物，但氟是限量元素，摄人 过多将对人体有害，甚至产生毒性反应引起病变。人体氟 元素主要是通过水和食物正常摄取，按尿检规定的氟正常 值，成人应＜1.6mg/L(人均氟离子总量／尿液量)；而吸入 气态氟化物却对人体有害，虽然生产性含氟废气的排放量 不及含硫(SOx)含硝（NOx）废气的排放量大，但氟污染的 毒性却较大。因为HF是具有强刺激性气味和强腐蚀性的有 毒气体，SiF4是窒息性气体，它们对人的危害要比SO2气 体大20倍左右；而氟对人的危害比HF更严重，低浓度吸入 即会引起呼吸道疾病。
在循环吸收过程中，当溶液中的NaF浓度达25g/L后，再加人定量的偏铝酸钠溶液即 生成Na3AlF6，反应式如下。
偏铝酸钠溶液可由NaOH与Al(OH)3反应制得。合成后的冰晶石母液经沉降后，上层 次晶石沉降物经过滤后送往回转窑干燥、脱水即得成品。
5.4.3 吸附净化法
•
吸附净化法是将含氟废气通过装填有固体吸附剂的吸
生产性氟及其化合物对从业者所致氟病，已列入中国“职
业病目录”，属于法定的56种职业中毒疾患之一。
5.4.1 水吸收法
• 水吸收法就是用水做吸收剂，来洗涤含氟废气，副产氟硅 酸继而产生氟硅酸纳，回收氟资源。水易得，比较经济， 但对设备有腐蚀作用。就目前来看，水吸收法净化含氟废 气主要应用于磷肥生产中。
含氟废气对人体的危害，有直接性感官刺激伤害，还有体 内的积累性毒害，如侵入人体的氟约有50%在牙齿、骨骼 中沉积。高浓度含氟气体对人的呼吸道和眼睛黏膜有刺激 损伤作用，严重时可引起支气管炎、肺炎、肺水肿，发生 呕吐、腹痛、腹泻等胃肠道疾患或中枢神经系统中毒症状 ，甚至使人窒息死亡。长期接触低浓度含氟气体则会造成 慢性中毒，表现为鼻出血、齿龈炎、氟斑牙、牙齿变脆等 症状，还可见持久性消化道、呼吸道疾病
3、水吸收的防腐 • 由于吸收液中含有腐蚀性很强的氢氟酸和氟硅酸
，容另易外造还 成含 设有 备少 的量腐的蚀H。2SO3、H2SO4、H3PO4等，很 • 目前工厂中常用的耐腐蚀材料有：硬聚氯乙烯管
和板材，耐腐蚀玻璃(环氧玻璃钢、呋喃玻璃钢、 酚醛玻璃钢、聚醋玻璃钢等)，耐酸瓷砖，耐酸胶 泥，防腐蚀漆和橡胶等。聚氯乙烯或玻璃钢多用 于管道、设备的制作，耐酸瓷砖、耐酸胶泥、生 漆等多用于槽和吸收室内壁防腐，橡胶多用于设
5.4.2 碱吸收法
• 碱吸收法是采用碱性物质NaOH、Na2CO3、氨水等作为吸 收剂来脱除含氟尾气中的氟等有害物质，并得到副产物冰 晶石。最常用的碱性物质是Na2CO3，也可以采用石灰乳 作吸收剂，二者的使用有所区别。
• (1)石灰乳吸收净化原理 • 用石灰乳作吸收剂净化含氟废气生成CaF2等废渣，可采
• 室 是指拨水轮吸收室 • 器 是指文丘里吸收器 • 塔 是指湍球塔和湍流板塔 • 旋 是指旋流扳塔
如图是普钙厂一室一旋脱氟流程，该流程将吸收液分3个吸收段，各自 循环，因而获得较高浓度的氟硅酸产品。
高炉法钙镁磷肥厂排放的含氟废气， 含氟量低(1～3g/m3)，成分较复杂(还 含有少量的(CO2、CO、H2S、P2O5等)， 温度高(120～250℃)，粉尘较多，净化 难度大。一般先经旋风除尘、降温后， 再进行吸收。图为典型的高炉法钙镁 磷肥厂除尘脱氟流程。自高炉出来温 度高达300～400℃的含氟废气，经除 尘后降至250℃，喷射吸收塔后，含氟 量降为0.2g/m3左右，脱氟率达90%。
普钙厂排含氟废气与高炉法钙镁磷肥厂排出的含氟废气相 比，含氟量高(28～32g/m3)，温度低(75～8D℃)，粉生少 ，一般水吸收前不设除尘设备。国内通常采用的脱氟流程 多为二级吸收，根据使用的设备不同，分为一室一器、一 室一塔、一室一旋、二室一塔等口这里“室”是指拨水轮吸 收室，一般用作一级吸收，其优点是不易造成硅胶堵塞， 清理方便，但脱氟效率不高。
附装置，使氟化氢与吸附剂发生反应，达到除氟的目的。
可采用工业氧化铝、氧化钙、氢氧化钙等作吸附剂。在净
化铝电解厂烟气常采用的吸附剂是工业氧化铝。铝厂含氟
烟气吸附法净化具有如下特点；吸附剂是铝电解的原料氧
备、管道等的内衬。
• (4)氟资源回收
①生产市售氟硅酸
在吸收工艺上采用分段强制循环吸收，可获得浓度较高的氟 硅酸溶液，作市售产品，H2SiF6含量≥28%。若浓度太低， 可经蒸馏浓缩获得。
②生产氟硅酸钠
氟硅酸钠可用于玻璃工业作为蚀刻剂，在农业上用作杀虫剂 ，皮革及木材的防腐剂等。向水吸收后的氟硅酸溶液中加 人NaCl或Na2C03、Na2SO4、NaOH溶液，可以制得白色粉 状氟硅酸钠。由于NaCl廉价易得，故应用普遍，反应式如 下。
用抛弃法，也可以经过滤、干燥后送去作橡胶或塑料的填 料，反应式为
该方法适用于排气量较小、废气中含氟量低，回收氟有困难的 企业，如搪瓷厂、玻璃马赛克厂、水泥厂等。
(2) Na2CO3吸收制取冰晶石
电解铝厂废气经除尘后，送入吸收塔底部，与浓度为20～ 30g/L的Na2CO3溶液在塔内逆流接触，洗涤废气时，烟气中的 HF与碱反应生成NaF，吸收脱氟后的气体经除雾后排空。
• 1、净化原理 由于SiF4和HF 都极易容于水，HF溶解于水生 成氢氟酸,SiF4溶于水生成氟硅酸（H2SiF6）和硅胶（ SiO2·H2O）。
反应式 3SiF4＋3H2O—2H2SiF6＋ SiO2·H2O
2HF＋SiF4—H2SiF6
• 2、工艺流程
• 由于磷肥品种、生产方法、含氟废气的温度、气量、含氟 量的不同，净化的工艺流程和设备会有所不同。