Способ очистки отходящих газов от фторида водорода и тетрафторида кремния Советский патент 1993 года по МПК B01D53/34 B01D53/14 

Изобретение относится к способам очистки отходящих газов, содержащих малые концентрации фторида водорода и тетраф- торида кремния, и может быть использовано в производстве экстракционной фосфорной кислоты, минеральных удобрений и кормовых фосфатов.

Целью изобретения является упрощение процесса и улучшение условий труда.

Поставленная цель достигается тем. что очистку отходящих газов от фторида водорода и тертэфторида кремния осуществляют поглощением фтористых соединений водным абсорбентом, в качестве которого используют раствор нитрата кальция, с образованием и выведением твердых продуктов поглощения и обработкой отработанного абсорбционного раствора природным карбонатом кальция с возвратом его на абсорбцию. При этом для абсорбции используют раствор нитрата кальция с концентрацией 5-10 мас.%, а процесс ведут при температуре, исключающей конденсацию водяных паров из отходящих газов.

Отличием способа от прототипа является использование в качестве водного абсорбента раствора нитрата кальция с концентрацией 5-10 мас.%, который приготавливают путем пропускания отработанного абсорбента через слой дробленого известняка.

Также отличием способа является нагревание абсорбента перед абсорбцией до температуры выше точки росы отходящих газов (35-50°С).

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Газы, содержащие в малых концентрациях кислые фтористые соединения, подают на абсорбцию раствором нитрата кальция.

00

ю о

00

ел

00

со

При этом происходят необратимые реакции:.

2HF + Са(МОз)2 J + 2HN03 SIF4 + 2Са(МОз)2 + 2Н2О - 2CaF2 | + + + 4HN03.

Парциальная упругость соединений фтора над такими растворами равна нулю, т.е. возможно резкое уменьшение выхлопов фтористых соединений.

Полученную пульпу продуктов абсорбции пропускают через слой дробленого известняка. Азотная кислота необратимо реагирует с известняком с образованием водного раствора азотнокислого кальция и углекислого газа по реакции

2HN03 + СаСОз (Шз)2 + НгО + t

Раствор Са(МОз)2 после отделения от него твердой фазы снова направляют на абсорбцию.

Концентрация образующегося азотнокислого кальция зависит от содержания фтора в газе, поступающем на абсорбцию, По данному способу она составляет 5-10 мас.%. В случае концентрации Са(МОз)2 в растворе менее 5 мас.% сильно возрастает объем абсорбирующего раствора без улучшения эффективности очистки (см.пример 4 в таблице), приводит к увеличению энерге- тических затрат. При концентрации Са(МОз)г в растворах, поступающих на абсорбцию, выше 10 мае. % образуется мелкодисперсный осадок фтористого кальция, который трудно отделяется от жидкости. В обоих случаях процесс усложняется. На практике возможны потери нитратов, поэтому в схеме предусмотрена компенсация нитратов и повышение концентрации Са(МОз)2 за счет азотной кислоты, подаваемой на стадию регенерации абсорбционного раствора.

В процессе абсорбции из-за разности температур газа и поглотителя наблюдается конденсация водяных паров из газа, что приводит к разбавлению абсорбирующего раствора. Для устранения этих явлений абсорбционный раствор перед подачей в абсорбер подогревают до температуры выше точки росы отходящих газов.

В процессе регенерации поглотителя возможно срабатывание определенного количества природного карбоната кальция. С целью восполнения последнего в схеме предусмотрен узел дозагрузки СаСОз.

Ниже показан один из возможных вариантов осуществления предлагаемого изобретения.

Газы, содержащие кислые соединения

фтора, обрабатывают в абсорбере раствором Са(ЫОз)2. Полученную в результате абсорбции фтористых соединений пульпу подают в колонну с дробленым природным карбонатом кальция. В колонну по мере необходимости также добавляют азотную кислоту и карбонат кальция для компенсации потерь нитратов и сработанного СаСОз.

Выходящую из колонн пульпу разделяют на фильтре и осадок удаляют, а осветленный

5 раствор нитрата кальция через подогреватель возвращают в абсорбер при 35-50°С.

П р и м е р 1. Газ от установки получения фосфорной кислоты полугидратным способом в количестве 1000 нм3/ч с содержанием

0 4,2 г/нм3 F в среднем в течение 3 ч пропускают через абсорбер, орошаемый 5%-ным раствором Са(МОз)2.

Раствор после абсорбции расфидьтро- вывают. Получают 34,7 кг (в пересчете на

5 сухое) осадка с содержанием F 36,2% и влажностью 40%. Содержание фтора в газовой фазе составляет 9,5 мг/нм3, т.е. степень абсорбции по фтору составляет 99,68%. Раствор после фильтрации с содержа0 нием азотной кислоты 7 г/л пропускают через слой дробленого известняка. Образовавшийся раствор Са(МОз)2 с содержанием 0,2 г/л HNOs направляют на абсорбцию. Потери нитратов с влагой осадка 0,7 кг.

5 Другие примеры осуществления процесса, в том числе два примера при запредельных значениях, представлены в таблице.

Упрощение заявленного способа по сравнению с известным состоит в исключе0 нии использования второй соли в абсорбенте и проведении одной фильтрации вместо двух, улучшении условий труда за счет исключения токсичности фторида натрия и выделения аммиака в воздух рабочей зоны.

5 Внедрение данного способа позволит сократить количество фтористых газов, выбрасываемых в атмосферу, и ликвидировать стоки от производств экстракционной фосфорной кислоты и минеральных удобрений.

0 Формула изобретения

1. Способ очистки отходящих газов от фторида водорода и тетрафторида кремния промывкой водным абсорбентом, содержащим растворенную соль, с последующим

5 выводом отработанного абсорбента в виде пульпы, отделением твердой фазы фильтрацией и регенерацией абсорбента, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса и улучшения условий труда, в качестве соли используют нитрат кальция при содержании его в абсорбенте 5-10 мас.%, а регенерацию абсорбента ведут пропусканием его через слой дробленого известняка,

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что перед абсорбцией абсорбент нагревают до температуры выше точки росы отходящих газов.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что нагревание абсорбента ведут до 35-50°С.

Использование: производство экстракционной фосфорной кислоты, минеральных удобрений и кормовых фосфатов. Сущность изобретения: отходящие газы с примесями HF и S1F4 промывают водным раствором Са(МОз)2 с концентрацией 5-10 мас.%. Отработанный адсорбент выводят в виде пульпы. Отфильтровывают твердую фазу. Раствор пропускают через слой дробленого известняка. Перед абсорбцией абсорбент предпочтительно нагревать до температуры выше точки росы отходящих газов, например до 35-50°С. Степень очистки газов от F 99.7%. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.