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气态氟化物包括氟化氢（H F ）、四氟化硅（SiF 4）、氟硅酸（H 2SiF 6）等，均是毒性很强的大气污染物。其中HF的排放量最大，是毒性最强的氟化物，具有极强的腐蚀剂，它对人的危害要比SO 2气体大20倍左右[1]。山东某企业辊道窑生产中气态氟化物浓度高，治理难度大。本文结合工程实例，采用“烟道反应器+沸腾床反应器”的干法脱氟工艺路线，实现氟化物烟气达标排放，为今后同类废气治理工程提供设计及应用参考。 1 工程概况
山东某企业生产线采用辊道窑对物料进行焙烧，窑炉以天然气为燃烧，废气中SO 2浓度较低，但生产原料中富含氟，在焙烧过程中原料中含氟原料开始分解出HF、H 2SiF 6等气态氟，烟气参数如表1所示。经过脱氟系统治理后净烟气中氟化物浓度要求达到6mg/Nm 3以下，脱氟效率达到98.9%以上，满足《山东省工业窑炉大气污染物排放标准》（GB/T2375—2019）的要求。
表1 烟气性能参数
序号名称单位参数1烟气量Nm 3
·h -1
300002烟气温度℃1353原烟气SO 2浓度mg/Nm 3304原烟气氟化物浓度mg/Nm 3≤5205净烟气氟化物浓度mg/Nm 3≤66
脱氟效率
%
废气净化装置≥98.9
2 工艺确定
含氟废气的净化主要有湿法和干法2种，国内湿法除氟的工艺主要是水吸收法、碱液吸收法，采用先除尘，再经吸收塔、脱水塔，最后由烟囱排放，净化率高。湿法除氟设备复杂，费用高，腐蚀严重，有二次污染。干法除氟净化流程简单，处理烟气量大，目前国内铝行业中已经普遍应用干法净化技术，采用氧化铝作净化剂，脱氟效率高、不排含氟废水，无二次污染。本工程结合工程实际，通过技术、经济对比筛选，最终在钙基净化剂基础上，采用“烟道反应器+沸腾床反应器”的工艺路线，
工艺路线如图1所示。
图1 脱氟系统工艺流程图
工业窑炉排放的烟气经过主管道以18m/s流速经过烟道反应器，同时脱氟剂氢氧化钙粉末进入到烟道
反应器。
烟气通过烟道反应器，使烟气与脱氟剂氢氧化钙均匀混合并发生化学反应，主要化学反应过程如下：
工业窑炉废气氟化物治理工艺设计与运用
郭海 刘莎
中国启源工程设计研究院有限公司 陕西 西安 710018
摘要：山东某企业生产过程中有高浓度气态氟化物废气产生，为了实现废气净化处理，采用“烟道反应器+沸腾床反应器”的干法脱氟工艺路线。对该工艺进行阐述并对系统运行进行分析，结果表明，原废气氟化氢含量为400~520mg/Nm 3时，经过“烟道反应器+沸腾床反应器”治理系统脱除后，净气氟化物含量可降至6mg/Nm 3以下，脱氟效率约98.9%以上，达到当地环境排放标准。
关键词：工业窑炉 氟化物 干法脱氟 烟气治理
Design and application of fluoride treatment process for industrial kiln waste gas
Hai Guo，Liu Sha
China Qiyuan Engineering Corporation ，Shanxi Xi'An 710018
Abstract：High concentration gaseous fluoride waste gas is produced in the production process of an enterprise in Shandong Province. In order to realize the waste gas purification treatment，the dry defluorination process route of “flue reactor + fluidized bed reactor” is adopted. In this paper，the process is described and analyzed. The results show that when the hydrogen fluoride content of the original waste gas is 400-520mg / Nm 3，the fluoride content can be reduced to less than 6mg / Nm3 after being removed by the “flue reactor + fluidized bed reactor” treatment system，and the defluorination efficiency is about 98.9%，which meets the local environmental emission standard.
Keywords：Industrial kiln；Fluoride；Dry defluorination；Flue gas treatment
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Ca（OH）2 + 2HF = CaF 2 + 2H 2O
3Ca（OH）2+H 2SiF 6=SiO 2+3CaF 2+H 2O
烟气与脱氟剂氢氧化钙充分混合后，经主管道进入到沸腾床反应器，脱氟剂及夹带飞灰颗粒在沸腾床反应器的布袋及壁板上发生碰撞，回落。沸腾床反应器底部设置有沸腾装置，使反应器内部的脱剂处于流化沸腾状态，增大烟气与氢氧化钙的充分接触率，提高脱氟剂氢氧化钙的利用率。
2.1 烟道反应器
文丘里烟道反应器见图2。将脱氟剂沸腾流化后，通过分布器溢流而出，呈一个均匀的圆截面，此时含氟烟气与脱氟剂进行充分接触，均匀混合及
反应。
图2 烟道反应器
2.2 沸腾床反应器
沸腾床反应器采用低压脉冲布袋除尘器为主体。工作时含尘气体由风道进入灰斗，大颗粒的粉尘、脱氟剂直接落入灰斗底部，较小的粉尘随气流转折向上进入过滤室，并被阻留在滤袋外表面，净化了的烟气进入袋内，并经袋口和净气室进入出风道，由排风口排出。底部沸腾装置保持反应器灰斗内氢氧化钙沸腾状态，增加烟气与物料的接触。
沸腾床反应器主要参数：过滤风速； ＜1.2m/s；
沸腾床反应器设备阻力： 1000~1800Pa
分室数量： >3（可实现不停机更换布袋）
3 运行效果分析
采用“烟道反应器+沸腾床反应器”的干法脱氟
系统，系统组成简单，运行稳定，图3为2020年5月
运行数据记录。
图3 治理后氟化物浓度
由图3可见，原废气氟化物含量为400~520mg/Nm 3
，经过脱氟系统后净气中氟化物含量可降至6mg/Nm 3以下，脱氟效率高达98.9%以上，满足环保排放和设计要求，目前系统已经稳定运行近一年，期间委托相关检测机构对净气氟化物进行检测，测量数据均符合排放要求。
4 结束语
采用“烟道反应器+沸腾反应器”干法治理工艺，以氢氧化钙为脱氟剂，能够有效去除烟气中的氟化物，治理效率达98.9%以上，并达到环保排放标准，该工艺方法简单、运行可靠，推广价值高。
参考文献
[1]杨红晓，周爱东.治理氟污染，实现可持续发展[J].有矿冶金，2005（1）：45-47；50.
[2] 蔡隆九.氟污染及其控制方法[J].包钢科技，2001（1）：56-60.
[3]张强国，谢果.氟危害及重庆氟污染的对策[J].重庆科技学院学报，2005（4）：17-19；27.
[4]王纯，张殿印.废气处理工程技术手册[M].北京：化学工业出版社，2012：11.
作者简介
郭海（1991-），男，工程师，硕士研究生，研究方向为大气污染物治理。
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