含氟廢氣治理技術

含氟廢氣治理技術就是通過吸收、吸附等方法去除含氟廢氣。含氟廢氣指含有氟化氫和四氟化矽的氣體，主要來源於工業生產過程；冶金工業的電解鋁和煉鋼過程；化學工業的磷肥和氟塑膠生產；鑄造業的化鐵爐等都要排放大量的含氟廢氣。除此而外，搪瓷廠上釉、陶瓷廠以及磚瓦廠和玻璃廠在高溫下燒制時，也有含氟廢氣排出。

基本介紹

• 中文名：含氟廢氣治理技術
• 外文名：Treatment Technology of Fluorine - containing Waste Gas
• 適用領域：大氣污染控制
• 套用學科：環境生態
• 性質：技術
• 方法：吸收、吸附

背景

氟是最活潑的元素，能與矽、碳等多種元素化合，並能使多種化合物分解，形成氟化物。氟在大氣中能與水蒸氣迅速反應，生成氟化氫。氟化氫是無色、有強刺激性和腐蝕性的有毒氣體，極易溶於水，形成氫氟酸。四氟化矽是無色窒息性氣體，極易溶於水。

氟是人體的微量元素之一，但長期攝入過量的氟，會在體內積蓄，引起呼吸道疾病，使骨骼變異，甚至造成癱瘓。氟污染對動植物的危害很大，特別是對牲畜和部分農作物的影響尤為顯著。

原理

淨化含氟廢氣的主要方法有濕法吸收和乾法吸附。工業含氟廢氣多採用濕法吸收工藝，根據吸收劑不同又將吸收淨化法分為水吸收法和鹼吸收法。

乾法淨化處理，系用氧化鋁直接吸附氟化氫，並得到含氟氧化鋁。作為吸附劑的氧化鋁是電解鋁生產中的原料，吸附氟化氫後的含氟氧化鋁又可直接用於鋁電解生產，從而回收了廢氣中的氟。

濕法淨化處理，系採用液體吸收方法。用液體洗滌含氟廢氣，可達到淨化回收的目的，同時還可副產氟矽酸、冰晶石、氟矽酸鈉及氟矽脲等。氟矽脲是氟矽酸與尿素的化合物，是防治小麥防鏽病的較好農藥。吸收氟化物的吸收劑可以採用水，也可以採用鹼液、氨水和石灰乳等鹼性物質。

治理技術

含氟廢氣主要指含氟化氯(HF)和四氟化矽(SiF₄)的廢氣，主要來源於化工行業的磷肥、冶金行業的鋁廠、建材行業的陶瓷、玻璃、水泥、磚瓦等生產過程。其中以電解鋁和磷肥工業排放量最大。大量的研究證明，微量氟及其化合物也會對人類和動物的機體造成極嚴重的後果。

水吸收法

水吸收法就是用水作吸收劑來洗滌含氟廢氣，副產氟矽酸，繼而生產氟矽酸鈉，回收氟資源。水易得，比較經濟，但對設備有腐蝕作用。水吸收法淨化含氟廢氣主要套用於磷肥生產中。

由於SiF₄和HF都極易溶於水，HF溶解於水生成氫氟酸，SiF₄溶於水生成氟矽酸(H₂SiF₆)和矽膠(SiO₂)。

由於磷肥品種、生產方法、含氟廢氣的溫度、氣量、含氟量的不同，淨化的工藝流程和設備會有所不同。國內通常採用的脫氟流程多為二級吸收，根據使用的設備不同，分為一室一器、一室一塔、一室一旋、二室一等。這裡“室”是指撥水輪吸收室，一般用作一級吸收，優點是不易造成矽膠堵塞，清理方便，但脫氟效率不高；“器”是指文丘里吸收器“塔”是指湍球塔或揣流板塔；“旋”是指旋流板塔。兩者組合脫氟率達98%以上。

鹼液吸收法

鹼吸收法是採用鹼性物質NaOH、Na₂CO₃、氨水等作為吸收劑來脫除含氟尾氣中的氟等有害物質，並得到副產物冰晶石。最常用的鹼性物質是Na₂CO₃，也可以採用石灰乳作吸收劑，二者的使用有所區別。

用石灰乳做吸收劑淨化含氟廢氣生成CaF₂等廢渣，可採用拋棄法，也可以經過濾、乾燥後送去作橡膠或塑膠的填料。該方法適用於排氣量較小、廢氣中含氟量低，回收氟有困難的企業，如搪瓷廠、玻璃馬賽克廠、水泥廠等。

電解鋁廠廢氣經除塵後，送入吸收塔底部，與濃度為20~30g/L的Na₂CO₃溶液在塔內逆流接觸，洗滌廢氣時，煙氣中的HF與鹼反應生成NaF，吸收脫氟後的氣體經除霧後排入空氣。在循環吸收過程中，當溶液中的NaF濃度達25g/L後，再加入定量的偏鋁酸鈉溶液即生成Na₃AlF₆。偏氯酸鈉溶液可由NaOH與Al(OH)₃反應製得。合成後的冰晶石母液經沉降後，上層次晶石沉降物經過濾後送往迴轉窯乾燥、脫水即得成品。

乾法吸收

乾法淨化技術俗稱吸附法，是以粉狀的吸附劑吸附廢氣中的氟化物。該法淨化效率高、可回收氟、工藝簡單、不存在水的二次污染及設備腐蝕問題等，但淨化設備的體積較大。

吸附淨化法是將含氟廢氣通過裝填有固體吸附劑的吸附裝置，使氟化氫與吸附劑發生反應，達到除氟的目的。可採用工業氧化鋁、氧化鈣、氫氧化鈣等作吸附劑。在淨化鋁電解廠煙氣常採用的吸附劑是工業氧化鋁。鋁廠含氟煙氣吸附法淨化具有如下特點；吸附劑是鋁電解的原料氧化鋁，吸附氟化氫的氧化鋁可直接進入電解鋁生產中，不存在吸附劑再生問題；淨化效率高，一般在98%以上；乾法淨化不存在含氟廢水，避免了二次污染；和其他方法相比，乾法淨化基建費用和運行費用都比較低，可適用於各種氣候條件，特別是北方冬季，不存在保溫防凍問題。