本實(shí)用新型涉及一種氟化反應(yīng)尾氣處理系統(tǒng)及方法，尤其是對(duì)特種材料氟化反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣的處理系統(tǒng)及其處理方法。
背景技術(shù)：
特種材料氟化反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣中含有多種成分的F2、O2、HF、OF2、XF6、XF4、XO2氣體及粉塵等，過氟化物一般較穩(wěn)定，但是，在這些過氟化物中，當(dāng)被釋放到大氣中時(shí)，對(duì)地球環(huán)境造成較大影響的過氟化物較多。即由于在大氣中長時(shí)間穩(wěn)定地存在，具有地球溫室化系數(shù)大的性質(zhì)，因此會(huì)成為地球溫室化的一個(gè)因素。并且，如上述那樣，過氟化物一般較穩(wěn)定，其影響將長時(shí)間持續(xù)存在，因而必須對(duì)其中所含的氣體和粉塵逐個(gè)處理以確保尾氣排放安全，使其成為對(duì)地球環(huán)境無害的狀態(tài)而向大氣中釋放。
目前應(yīng)用的特種材料氟化反應(yīng)產(chǎn)尾氣處理系統(tǒng)基本都是通過手工近身操作的，在系統(tǒng)處理過程中對(duì)于人身的危害較大，系統(tǒng)安全性能低，自動(dòng)化水平差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述提到的問題，本實(shí)用新型提出了一種新的特種材料氟化反應(yīng)尾氣處理系統(tǒng)及其方法。
本實(shí)用新型的目的將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：
特種材料氟化反應(yīng)尾氣處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)由粉塵捕集器、NaF阱、炭阱、活性炭阱、水環(huán)泵和硝酸鋁絡(luò)合反應(yīng)器順序連接組成。
粉塵捕集器，所述粉塵捕集器為直筒型，外設(shè)冷凝器、溫度傳感器、壓力傳感器，上部連接氬氣反吹系統(tǒng)，下部連接接料盒，由粉塵捕集器尾氣進(jìn)口、 粉塵捕集器尾氣出口、旋風(fēng)分離器、冷凝器和燒結(jié)金屬過濾器組成，用于過濾尾氣中的XO2、XF4粉塵。
NaF阱，NaF阱為直筒型，NaF阱外設(shè)加熱器、溫度傳感器、壓力傳感器，由NaF阱尾氣進(jìn)口、NaF阱尾氣出口、NaF球入口、NaF球出口組成，用于過濾尾氣中的HF、XF6氣體。
炭阱，炭阱為直筒型，炭阱外設(shè)加熱器、溫度傳感器、壓力傳感器，由炭阱尾氣進(jìn)口、炭阱尾氣出口、炭球入口、炭球出口組成，用于過濾尾氣中的F2氣體。
活性炭阱，活性炭阱為直筒型，活性炭阱外設(shè)加熱器、溫度傳感器、壓力傳感器，由活性炭阱尾氣進(jìn)口、活性炭阱尾氣出口、活性炭球入口、活性炭球出口組成，用于過濾尾氣中的鹵素氣體及微顆粒粉塵。
水環(huán)泵，在過程控制中水環(huán)泵在壓差變大情況下可以實(shí)現(xiàn)差壓送氣及真空獲得功能。
硝酸鋁絡(luò)合反應(yīng)器，硝酸鋁絡(luò)合反應(yīng)器確保尾氣排放前的最后一道F氣絡(luò)合反應(yīng)。
特種材料氟化反應(yīng)尾氣處理方法，包括如下步驟：
步驟一，過濾XO2、XF4粉塵，特種材料氟化反應(yīng)尾氣經(jīng)過粉塵捕集器將尾氣中的XO2、XF4粉塵去除過濾，工作溫度＜200℃；
步驟二，過濾HF、XF6氣體，粉塵捕集器尾氣出口端的尾氣經(jīng)過NaF阱將尾氣中的HF、XF6氣體去除過濾，工作溫度＜500℃；
步驟三，過濾F2氣體，NaF阱尾氣出口端的尾氣經(jīng)過炭阱將尾氣中的F2氣體去除過濾，工作溫度＜500℃；
步驟四，過濾鹵素氣體及微顆粒粉塵，炭阱尾氣出口端的尾氣經(jīng)過活性炭 阱將尾氣中的鹵素氣體及微顆粒粉塵去除過濾，工作溫度＜100℃；
步驟五，實(shí)現(xiàn)壓差送氣及真空獲得，把活性炭阱尾氣出口端的尾氣通入水環(huán)泵；
步驟六，絡(luò)合反應(yīng)，從水環(huán)泵出來的氣體進(jìn)入硝酸鋁絡(luò)合反應(yīng)器，硝酸鋁絡(luò)合反應(yīng)器確保尾氣排放前的最后一道F氣絡(luò)合反應(yīng)，以徹底消除尾氣中的F氣；
步驟七，氣體排放，經(jīng)過絡(luò)合反應(yīng)的尾氣符合GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》要求，可以直接排入大氣。
本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)在：通過系統(tǒng)各環(huán)節(jié)對(duì)于尾氣中所含的各種氣體及粉塵進(jìn)行全自動(dòng)化的過濾處理，使尾氣中2.0μm以上粉塵回收率可達(dá)100％，可有效進(jìn)行二次利用，同時(shí)最后排入空氣的尾氣完全符合國家尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，不僅尾氣處理效果好，而且整個(gè)系統(tǒng)安全穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化操作。
附圖說明
圖1：氟化反應(yīng)尾氣處理系統(tǒng)圖
1粉塵捕集器 2 NaF阱 3炭阱 4活性炭阱 5水環(huán)泵
6硝酸鋁絡(luò)合反應(yīng)器 7氬氣反吹系統(tǒng) 8接料盒
11粉塵捕集器尾氣進(jìn)口 12粉塵捕集器尾氣出口
13旋風(fēng)分離器 14冷凝器 15燒結(jié)金屬過濾器
21 NaF阱尾氣進(jìn)口 22 NaF阱尾氣出口
23 NaF球入口 24 NaF球出口
31炭阱尾氣進(jìn)口 32炭阱尾氣出口
33炭球入口 34炭球出口
41活性炭阱尾氣進(jìn)口 42活性炭阱尾氣出口
43活性炭球入口 44活性炭球出口
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：
本實(shí)用新型提出了一種特種材料氟化反應(yīng)尾氣處理系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)由粉塵捕集器(1)、NaF阱(2)、炭阱(3)、活性炭阱(4)、水環(huán)泵(5)和硝酸鋁絡(luò)合反應(yīng)器(6)順序連接組成。所述粉塵捕集器(1)為直筒型，外設(shè)溫度傳感器、壓力傳感器，上部連接氬氣反吹系統(tǒng)(7)，下部連接接料盒(8)，主要由粉塵捕集器尾氣進(jìn)口(11)、粉塵捕集器尾氣出口(12)、旋風(fēng)分離器(13)、冷凝器(14)、燒結(jié)金屬過濾器(15)組成，用于過濾尾氣中的XO2、XF4粉塵。所述NaF阱(2)外設(shè)加熱器、溫度傳感器、壓力傳感器，由NaF阱尾氣進(jìn)口(21)、NaF阱尾氣出口(22)、NaF球入口(23)、NaF球出口(24)組成，用于過濾尾氣中的HF、XF6氣體。所述炭阱(3)外設(shè)加熱器、溫度傳感器、壓力傳感器，由炭阱尾氣進(jìn)口(31)、炭阱尾氣出口(32)、炭球入口(33)、炭球出口(34)組成，用于過濾尾氣中的F2氣體。所述活性炭阱(4)外設(shè)加熱器、溫度傳感器、壓力傳感器，由活性炭阱尾氣進(jìn)口(41)、活性炭阱尾氣出口(42)、活性炭球入口(43)、活性炭球出口(44)組成，用于過濾尾氣中的鹵素氣體及微顆粒粉塵。所述水環(huán)泵(5)在過程控制中，水環(huán)泵(5)在壓差變大情況下可以實(shí)現(xiàn)差壓送氣及真空獲得功能。所述硝酸鋁絡(luò)合反應(yīng)器(6)確保尾氣排放前的最后一道F氣絡(luò)合反應(yīng)。
進(jìn)一步的，所述旋風(fēng)分離器(13)，是位于粉塵捕集器(1)筒內(nèi)下部的具有特殊結(jié)構(gòu)低壓降的旋風(fēng)分離器(13)，含塵尾氣從粉塵捕集器尾氣進(jìn)口(11)沿內(nèi)壁切向進(jìn)入外旋式旋風(fēng)分離器(13)，利用含塵尾氣的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，使粉塵 在重力、慣性、離心力的作用下達(dá)到與氣流分離的目的。經(jīng)一級(jí)旋風(fēng)分離器(13)分離之后，90％5μm以上的粉塵可被收集。初步凈化后的氣體從旋風(fēng)分離器(13)排出，進(jìn)入旋風(fēng)分離器(13)的外部空間。
進(jìn)一步的，所述冷凝器(14)，是位于粉塵捕集器(1)筒外下部的環(huán)形結(jié)構(gòu)，用于冷卻來自氟化反應(yīng)器的高溫氣體(約200℃)，降低氣體分子活躍程度，減弱擴(kuò)散效應(yīng)，輔助旋風(fēng)分離器(13)粉塵顆粒捕集。
進(jìn)一步的，所述燒結(jié)金屬過濾器(15)，位于粉塵捕集器(1)筒內(nèi)上部，內(nèi)含燒結(jié)金屬粉末濾芯。經(jīng)旋風(fēng)分離器(13)和冷凝器(14)過濾后的含塵氣流通過燒結(jié)金屬過濾器(15)后，將含塵氣體中的極細(xì)粉塵過濾下來，經(jīng)兩級(jí)粉塵收集后，2.0μm以上粉塵回收率可達(dá)100％，由于引入了旋風(fēng)分離器(13)，減輕了燒結(jié)金屬過濾器(15)濾芯的負(fù)擔(dān)，減少了反吹次數(shù)，有效的保護(hù)了濾芯，延長了濾芯的使用壽命。
進(jìn)一步的，所述氬氣反吹系統(tǒng)(7)，設(shè)置于粉塵捕集器(1)上部，該系統(tǒng)由DCS反吹控制系統(tǒng)控制。當(dāng)燒結(jié)金屬過濾器(15)壓降達(dá)到一定值時(shí)便自動(dòng)反吹，極細(xì)粉塵及濾芯外壁上的濾餅在高壓脈沖反吹氣的作用下從濾芯孔道及外壁上脫離，之后濾芯又繼續(xù)過濾含塵氣流。
進(jìn)一步的，所述接料盒(8)，用于收集經(jīng)粉塵捕集器(1)過濾出來的XO2、XF4粉塵。
采用上述系統(tǒng)對(duì)特種材料氟化反應(yīng)尾氣的處理方法，包括如下步驟：
步驟1，過濾XO2、XF4粉塵，特種材料氟化反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣經(jīng)過粉塵捕集器(1)將尾氣中的XO2、XF4粉塵去除過濾，工作溫度＜200℃；
步驟2，過濾HF、XF6氣體，粉塵捕集器尾氣出口(12)端的尾氣經(jīng)過NaF阱(2)將尾氣中的HF、XF6氣體去除過濾，工作溫度＜500℃；
步驟3，過濾F2氣體，NaF阱尾氣出口(22)端的尾氣經(jīng)過炭阱(3)將尾氣中的F2氣體去除過濾，工作溫度＜500℃；
步驟4，過濾鹵素氣體及微顆粒粉塵，炭阱尾氣出口(32)端的尾氣經(jīng)過活性炭阱(4)將尾氣中的鹵素氣體及微顆粒粉塵去除過濾，工作溫度＜100℃；
步驟5，實(shí)現(xiàn)壓差送氣及真空獲得，把活性炭阱尾氣出口(42)端的尾氣通入水環(huán)泵(5)可以實(shí)現(xiàn)差壓送氣及真空獲得功能；
步驟6，絡(luò)合反應(yīng)，從水環(huán)泵(5)出口端出來的尾氣進(jìn)入硝酸鋁絡(luò)合反應(yīng)器(6)，硝酸鋁絡(luò)合反應(yīng)器(6)確保尾氣排放前的最后一道F氣絡(luò)合反應(yīng)，以徹底消除尾氣中的F氣；
步驟7，氣體排放，經(jīng)過絡(luò)合反應(yīng)的尾氣符合GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》要求，可以直接排入大氣。
本實(shí)用新型尚有多種實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。