一种脱氟设备的制作方法

本实用新型涉及化工、环保领域，特别涉及一种脱氟设备。

背景技术：

农药生产中会产生大量的废液，其中含较多的卤素，比如氯，以及含有少量的氟，废液焚烧过程中，污染物主要有氯化氢，氟化氢，以及由于高含氯而再合成的二噁英等。二噁英采用活性炭喷入布袋入口管路，管路中混合吸收，然后在布袋上进行吸附吸收，氯化氢和氟化氢在除尘后的洗涤塔中吸收，用水吸收生成含氟化氢的盐酸，吸收完尾气进行碱洗涤。

含氟化氢的盐酸销售面窄，经济价值低，若分离则加入氯化钙，CaCl₂+HF＝CaF₂+HCl.氟化钙以胶体沉淀形式存在，以沉淀过滤除去，工艺复杂，盐酸纯度不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种脱氟设备，使得在烟气脱除二噁英的同时，利用脱氟剂去除烟气中氟化氢，降低下游盐酸回收中的氟化氢浓度，以达到市售或者系统自用标准。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种脱氟设备，包含：用于提供反应场所的文丘里反应器，所述文丘里反应器包含具有烟气进口和烟气出口的封闭外壳体和设置在所述外壳体内并且开口向下的混合气体进气管，所述混合气体进气管的开口低于所述烟气进口，所述混合气体进气管由下往上依次具有渐缩段、喉部、渐扩段、停留混合段，所述外壳体内侧壁和所述渐缩段、喉部、渐扩段外侧壁之间形成预混合腔室；所述脱氟设备还包含用于将氧化铝粉末吹送至所述喉部内的氧化铝粉末提供装置、用于将活性炭粉末吹送至所述喉部内的活性炭粉末提供装置；所述脱氟设备还包含与所述烟气出口连接的布袋除尘器，所述布袋除尘器设有出料口。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，增加了文丘里反应器，能很大程度上提高氟化氢脱除率和二噁英脱除率。加上布袋除尘器和循环装置的设置，减少了物料的供应。

另外，所述布袋除尘器设有循环料出口，所述外壳体设有循环料进口，并且所述循环料进口高于所述混合气体进气管的开口；所述脱氟设备还包含用于将所述布袋除尘器内的循环料从所述循环料出口输送至所述循环料进口的循环料输送装置。布袋除尘器可以将吸附有二噁英类物质的活性炭粉和反应产物截留在滤袋的表面。

另外，所述氧化铝粉末提供装置包含用于盛放氧化铝粉末的氧化铝料仓、与所述氧化铝料仓出料口连接的第一螺旋输送机、与所述第一螺旋输送机连接的第一输送风机；所述第一螺旋输送机的上游设有第一隔离阀，下游设有第一旋转给料阀。通过风机的动力将氧化铝粉末送至文丘里反应器。

另外，所述活性炭粉末提供装置包含用于盛放活性炭粉末的活性炭料仓、与所述活性炭料仓出料口连接的第二螺旋输送机、与所述第二螺旋输送机连接的第二输送风机；所述第二螺旋输送机的上游设有第二隔离阀，下游设有第二旋转给料阀。通过风机的动力将活性炭粉末送至文丘里反应器。

另外，所述第二输送风机即是所述第一输送风机。

另外，所述循环料输送装置包含与所述循环料出口连接的第三螺旋输送机、与所述第三螺旋输送机连接的第三输送风机；所述第三螺旋输送机的上游设有第三隔离阀，下游设有第三旋转给料阀。可以通过循环将部分未充分反应的三氧二铝粉末以及未吸附饱和的活性炭循环回到文丘里反应器喉部，以提高利用率。

另外，所述混合气体进气管的开口朝向与所述烟气进口朝向相互垂直。这样使入口烟气能垂直撞击设备底部，因撞击使烟气本身携带的粉尘扬起，被渐缩段的高速气流带走。

另外，所述文丘里反应器设有贯穿所述外壳体和所述喉部的送料长管，所述送料长管的一端连通空锥喷射器，所述空锥喷射器在竖直方向上的剖面呈菱形，在所述空锥喷射器侧壁上设有若干个喷射孔，并且所述空锥喷射器位于所述喉部内，所述送料长管的另一端连通所述氧化铝粉末提供装置和所述活性炭粉末提供装置。混合粉末在空锥内呈高湍流的气固两相，在锥体中间的一圈喷射孔中水平喷出，与喉部的高速烟气垂直射流混合。

另外，所述喷射孔位于所述空锥喷射器的棱角边圈上。这样可以使喷射出的气固两相与喉部的高速烟气运动方向垂直，形成射流。

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式的方案示意图；

图2是本实用新型第一实施方式空锥喷射器的局部放大视图；

图3是本实用新型第一实施方式中所发生的化学反应方程式；

图4是图2中的A-A剖视图；

图5是本实用新型第二实施方式的方案示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种脱氟设备，如图1所示，包含：用于提供反应场所的文丘里反应器1，文丘里反应器1包含具有烟气进口2和烟气出口3的封闭外壳体4和设置在外壳体4内并且开口向下的混合气体进气管，混合气体进气管的开口低于所述烟气进口2，混合气体进气管由下往上依次具有渐缩段5、喉部6、渐扩段7、混合段8，外壳体4内侧壁和渐缩段5、喉部6、渐扩段7外侧壁之间形成烟气入口风室9；脱氟设备还包含用于将氧化铝粉末吹送至所述喉部6内的氧化铝粉末提供装置10、用于将活性炭粉末吹送至所述喉部6内的活性炭粉末提供装置11。脱氟设备还包含与烟气出口3连接的布袋除尘器12，所述布袋除尘器12设有出料口13。由于氧化铝粉末粒径和比重较大，常规文丘里喉部流速无法保证氧化铝不沉积在设备底部，造成堵塞。喉部6中的空锥设计，使得在喉部又存在一个渐缩渐扩的空间，使得烟气湍流更强烈，氧化铝粉末和HF反应更加充分，因此这种文丘里反应器1可以使烟气获得很高的湍流度从而提高反应效率以及降低粉尘的沉降堆积。

需要说明的是，布袋除尘器设有循环料出口15，外壳体4设有循环料进口14，并且循环料进口14高于所述混合气体进气管的开口；脱氟设备还包含用于将布袋除尘器12内的循环料从循环料出口15输送至循环料进口14的循环料输送装置。循环料输送装置包含与所述循环料出口连接的第三螺旋输送机29、与第三螺旋输送机29连接的第三输送风机30；第三螺旋输送机29的上游设有第三隔离阀31，下游设有第三旋转给料阀32。氧化铝粉末提供装置10包含用于盛放氧化铝粉末的氧化铝料仓16、与氧化铝料仓16出料口连接的第一螺旋输送机17、与第一螺旋输送机17连接的第一输送风机18；第一螺旋输送机的上游设有第一隔离阀19，下游设有第一旋转给料阀20。活性炭粉末提供装置11包含用于盛放活性炭粉末的活性炭料仓21、与活性炭料仓21出料口连接的第二螺旋输送机22、与第二螺旋输送机22连接的第二输送风机23；第二螺旋输送机23的上游设有第二隔离阀24，下游设有第二旋转给料阀25。氧化铝粉末和活性炭粉末的颗粒直径都有严格的要求，氧化铝粉末的直径优选为100微米到130微米之间。

需要说明的是，混合气体进气管的开口朝向与烟气进口2朝向相互垂直。这样使入口烟气能垂直撞击设备底部，因撞击使烟气本身携带的粉尘扬起，被渐缩段的高速气流带走。

还需要说明的是，文丘里反应器1设有贯穿外壳体4和喉部6的送料长管26，如图2所示。送料长管26的一端连通空锥喷射器27，另一端连通氧化铝粉末提供装置10和活性炭粉末提供装置11。空锥喷射器27在竖直方向上的剖面呈菱形，在空锥喷射器27侧壁上设有若干个喷射孔28，并且空锥喷射器27位于喉部6内，喷射孔28位于空锥喷射器27的棱角边圈上。喷射孔28的具体数量可以根据处理的烟气流量进行确定。

通过上述描述不难发现，该脱氟设备分为三个部分：文丘里喷注系统、布袋除尘系统、混合吸附剂再循环系统。反应过程如图3所示：氟离子取代颗粒物Al₂O₃分子中桥架位置的氧离子，如图3中B所示，颗粒物中氟离子直接与颗粒物分子中桥架位置的氧离子，如图3中C所示。以上两种步骤的结合，如图3中C所示，该过程为化学反应，且为不可逆反应。

吸附过程的限制步骤是Al₂O₃颗粒和HF混合过程，以及HF分子的传质过程，两者反应非常迅速，气体传质过程中，传质阻力主要为气膜侧，故需要烟气具有很高的流速，在极高的湍流度下，氧化铝周围的气膜减小，反应加速，氧化铝的使用率增加。同理，喷入用于吸附二噁英的活性炭，烟气湍流度越高，混合效果越好，二噁英的吸附效果越高。

工作流程是将活性炭粉末和三氧化二铝粉末分别通过两个输送风机，本实施例中的风机优选罗茨风机，送入文丘里反应器1喉部6特殊设计的空锥喷射器27入口，混合粉末在空锥内呈高湍流的气固两相，在锥体中间的一圈喷射孔28中水平喷出，如图4所示，与喉部6的高速烟气垂直射流混合。在喉部6设置空锥喷神器27，使得喉部6的烟气流道又一次渐缩渐扩，所以该处的烟气流速之高足以带走所有的粉末，粉末随着烟气，混合吸附剂进入喉部，在高流速造成的湍流下，充分混合后极大的降低了气膜阻力，然后在渐扩段继续混合，进行吸附，因而经过文丘里反应器1后的吸附效果可达90％。之后，混合烟气携带着吸附剂进入布袋除尘器12，在布袋表面形成滤饼，进行二次吸附。布袋在达到一定差压后，自动进行清灰，底部灰斗的脱氟剂利用第三螺旋输送机29移出灰斗，可将第三旋转给料阀32设定一定的开度，将部分未充分反应的三氧二铝粉末以及未吸附饱和的活性炭循环回到文丘里反应器喉部6，以提高利用率。

由于在文丘里内的烟气温度对脱氟，脱二噁英影响非常大，要综合兼顾两者的脱除效果，以及烟气的露点。对上游的焚烧废物含硫量进行控制，烟气SO₃露点控制在115℃以下。进文丘里混合器的温度适宜在120℃～130℃。一旦温度高于130℃，将严重减弱脱氟效果。

本实用新型的第二实施方式涉及一种脱氟设备。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第一实施方式中，活性炭粉末和三氧化二铝粉末是通过两个输送风机分别输送。而在本实用新型第二实施方式中，活性炭粉末和三氧化二铝粉末通过单个输送风机33输送，如图5所示，相当于第二输送风机即是第一输送风机，以减少设备成本。此风机需要保证入口处的烟气流速能足以携带所有送入的活性炭粉末和三氧化铝粉末。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。