工业玻璃窑炉废气氟化物的处理

【关键词】氟化物；氟化氢；氢氧化钙；脱氟工艺；玻璃钢吸收塔 

　　前言 

　　传统普通玻璃行业原材料主要是硅酸盐和二氧化硅，有色玻璃在普通玻璃熔融阶段加入金属化合物、大量氟化物、少量的敏化剂（如CuO）和溴化物。在窑炉燃烧后的废气中含有大量氟化物，遇水会生成氟化氢气体。氟化氢是剧毒气体，人体吸入或皮肤接触后会对健康造成损害。玻璃窑炉排出烟气含有大量氟化物，对大气造成严重污染。本项目的业主为保护大气环境和周边人员的健康，委托我司对其玻璃窑炉的废气治理进行技术整改。 

　　1 氟化物的危害 

　　大部分氟化物遇水会生成氟化氢，氟化氢（HF）溶于水生成氢氟酸。氢氟酸对皮肤有强烈刺激性和腐蚀性。 

　　眼部氢氟酸灼伤表现为球结膜水肿、出血、角膜可迅速形成白色假膜样混浊、基质水肿、复发性上皮糜烂、脱落，处理不及时可引起穿孔。 

　　吸入高浓度的氢氟酸酸雾，可引起中毒性肺水肿、手足抽搐、心律失常、低血钙、低血镁、高血钾，严重者心室纤颤致死，甚至引起反射性窒息。 

　　氢氟酸可经皮肤吸收而引起严重中毒。人体摄入1.5g氢氟酸可致立即死亡。 

　　2 吸附氟化氢的原理 

　　工业玻璃窑炉废气中氟化物主要成分是氟化氢和少量不溶于水的氟化物尘粒，脱氟的主要手段是去除氟化氢和和氟化物尘粒。氟化氢与氢氧化钙反应能生成难溶于水的氟化钙。石灰的成本低，采用氢氧化钙作为吸收剂，将节省脱氟系统的运行成本。副产物氟化钙是难溶物质，容易分离出来。本项目采用熟石灰（氢氧化钙）吸收烟气中的HF。化学方程式如下： 

　　3 脱氟工艺流程 

　　玻璃窑炉排除的烟气由引风机送入吸收装置，待处理的烟气在吸收装置内洗涤净化，净化后的烟气由防腐净烟道送入烟囱达标排放。 

　　本方案采用石灰浆液做吸收剂。循环泵将循环池的石灰浆液提升至吸收装置内，熟石灰与烟气中HF反应生成氟化钙，在脱氟的同时，不溶于水的氟化物被脱硫液湿润而捕集进入脱硫液。从吸收装置排出的脱硫液，自流进入循环池。 

　　随着脱氟反应进行，循环液密度升高，密度计控制抽出泵抽出循环液，抽出的循环液到沉淀池进行固液分离。由于氟化钙和大部分氟化物均不溶于水，只需要自然沉降后便可分离出沉渣和上清液。沉渣捞起到干渣池， 干渣池沉渣自然风干后，交给有资质的处理公司定期外运处理，副产物氟化钙纯度高，具有一定经济价值。 

　　在制浆池中补充石灰，制浆补水来自工业用水和回用清液。当循环池pH值或液位过低时，制浆池的新鲜石灰浆液用石灰泵抽到循环池，使循环池的pH值和脱氟物质浓度维持在工艺范围内。 

　　4 玻璃钢吸收塔介绍 

　　我司生产的玻璃钢吸收塔，在力学计算上所取的保险系数较大，另外在塔外建造钢砼支架，支架和吸收塔连成一体，使玻璃钢吸收塔的强度和刚度得到有效的保证。同时也便于检修操作，对于抗紫外和抗老化问题，除了制造时在树脂内加入足量的相关助剂外，还在成品塔的外壳上涂刷高温抗紫外漆，防止紫外线直接照射玻璃钢塔体。对于高温烟气，我们在塔的下部设计了降温段，使烟气在入塔瞬间便降到70℃以下，完全避免了高温烟气直接接触塔体，通过以上措施，使玻璃钢吸收塔基本上免于维修，其寿命保证在15年以上。 

　　5 脱氟系统分部说明和详细参数 

　　5.1 吸收塔 

　　系统作用：吸收烟气中的氟化氢和去除烟气中的尘粒。 

　　基本参数：处理风量：20000Nm?/h；烟气流速：2.5m/s；烟气温度130℃。 

　　设备形式：吸收塔主体材质为耐磨耐蚀玻璃钢，要求耐温180℃。 

　　塔体设备尺寸：φ2.2m×20m。 

　　净烟道：材质为耐磨耐蚀玻璃钢，要求耐温180℃。 

　　5.2 循环系统 

　　系统作用：将脱氟循环液抽到吸收塔内，各设备采用耐酸耐腐材质制造。 

　　基本参数：液气比：10L/Nm?； 

　　主体配套设备： 

　　（1）循环泵―流量：100m?/h；扬程：20m；数量：2台。 

　　循环泵管道采用国标1.6MPa 压力的PVC给水管。 

　　（2）pH值计―玻璃电极要求防氟，要求4～20mA输出；数量：1台。 

　　注：氟化氢会腐蚀普通玻璃，玻璃电极必须采用防腐玻璃。 

　　6 处理效果和结论 

　　7 结论 

　　检测报告显示，处理后烟气的氟化物浓度未超出国家标准要求的排放浓度。到目前为止，脱氟系统已经稳定运行超过一年时间。吸收塔和各个设备、管道均没有出现腐蚀、渗漏现象，且吸收塔内没有结晶或堵塞。从本项目完工投入运行后，周边环境的大气明显改善，烟囱排烟由原来黄色烟雾变成白色水蒸气，良好的处理效果受业主和当地环保局的一致好评。 

　　参考文献： 

　　[1]张锐.玻璃制造技术基础[M].化学工业出版社. 

　　[2]李平.东莞发现"氢氟酸"剧毒瓶环卫工中毒[N].南方都市报. 

　　[3]林昌必.氢氟酸为什么能腐蚀玻璃[D]，化学教学，1986. 

　　[4]华测检测技术股份有限公司.检测报告[R].报告编号EDD10F001022.