一种有机含氟废液处理和回收的系统及工艺的制作方法

本发明涉及工业废液回收技术领域，具体涉及一种有机含氟废液处理和回收的系统及工艺。

背景技术：

在氟化工行业、钢铁行业、玻璃行业等生产过程中，因原料含有氟元素或在生产过程中加入含氟物质，无可避免地产生了大量有机含氟废液。有机含氟废液具有成分复杂、浓度较高、色度高、生化性低及分布较广的特点，因此较难以处理。有机含氟废液的排放造成水体污染和大气污染，严重影响人体健康。

随着工业水平的发展，有机含氟废液对饮用水、土壤等的危害日益受到人们的重视。同时由于萤石(氟化工行业的主要原料，主要成分是caf2)的数量正面临严重枯竭，因此有机含氟废液的无害化处理和资源回收技术具有显著的现实意义和广阔的应用前景。

目前处理工业有机含氟废液的方法主要包括化学沉淀法、焚烧法、膜分离法、吸附法、萃取法等，然而膜分离法、吸附法、萃取法存在有机含氟废液处理效率低，处理不彻底等问题；化学沉淀法、焚烧法处理后的烟气或渗滤液对环境仍有很大危害，且上述方法无法回收废液中的氟元素，造成浪费。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种有机含氟废液处理和回收的系统，具有能热解有机含氟废液的无氧热解装置，热解完成后热解气和灰渣分别送入热解气净化装置和灰渣分选装置进行热解气和氟元素的回收；本发明的目的之二在于提供一种有机含氟废液处理和回收的工艺，使用无氧热解工艺处理有机含氟废液，处理效率高。有机废液可完全转化为无机小分子氟化物并被处理，同时可将氟元素回收。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种有机含氟废液处理和回收的系统，包括无氧热解装置、供热装置、热解气净化装置、灰渣分选装置、余热利用装置和烟气处理系统；无氧热解装置内装有脱氟剂；无氧热解装置的热解气出口与热解气净化装置的热解气进口连接，无氧热解装置的烟气出口与余热利用装置的烟气进口连接；热解气净化装置的热解气出口与供热装置的热解气进口连接，供热装置的输出端与无氧热解装置连接；余热利用装置的烟气出口与烟气处理系统的烟气进口连接；无氧热解装置的灰渣出口与灰渣分选装置的灰渣进口连接。

无氧热解装置内装填有碱性脱氟剂固体颗粒，用于吸收热解后产生的含氟酸性气体，进行干法脱氟，防止产生的酸性气体腐蚀后续设备。无氧热解装置为封闭无氧状态，热解过程中没有氧气参与，不产生呋喃、二噁英等污染物，高温热解能将有机大分子氟化物转化为无机小分子氟化物，灰渣中的炭粉和钙盐(caf2)通过灰渣分选装置回收。热解过程中产生的热解气经热解气净化装置处理，除去热解气中的含氟气体，由于含氟气体呈酸性，一般选用碱性物质进行吸收。净化完成后的热解气通往供热装置，供热装置加热热解气后为无氧热解装置提供热量。无氧热解装置在加热过程中产生的高温烟气通往余热利用装置，由余热利用装置回收利用烟气多余的热量。余热利用装置排出的烟气由烟气处理系统经过净化后方可排放。

进一步，所述无氧热解装置包括热解炉和加热夹套，加热夹套设置在热解炉的外部，加热夹套的烟气出口与所述余热利用装置的烟气进口连接；热解炉设置有雾化喷嘴；热解炉内装有脱氟剂，通过雾化喷嘴进料，使进入的有机含氟废液由于内外压差变为小液滴，增大废液受热面积，提高有机含氟废液热解效率。

再进一步，所述脱氟剂为生石灰、碱石灰或消石灰中的一种或两种以上。

进一步，所述热解气净化装置为脱酸装置，脱酸装置内装填有碱剂。

再进一步，所述碱剂为生石灰、碱石灰或消石灰中的一种或两种以上。

进一步，所述供热装置包括热风炉、热解气风机和助燃风机，热解气风机的热解气进口与热解气净化装置的热解气出口连接，热解气风机的热解气出口与热风炉的热解气进口连接；热风炉与助燃风机连接。

其中，有机含氟废液的热解需要足够的能量，故设置热风炉为热解炉提供能量，热风炉产生的能量主要来源于热解气的燃烧。热解气风机用于将脱氟后的热解气送入热风炉，同时鼓入空气辅助燃烧，产生高温烟气对热解炉加热，实现了热解气热量的回收利用。所述热风炉将焚烧后的烟气温度控制在800℃～1100℃，确保热解炉内有机废液可以有效完全热解。

再进一步，所述灰渣分选装置包括水冷螺旋出渣机、灰渣收集箱及浮选装置；所述无氧热解装置的灰渣出口与水冷螺旋出渣机的灰渣进口连接，水冷螺旋出渣机的灰渣出口与灰渣收集箱的灰渣进口连接，浮选装置的灰渣进口与灰渣收集箱的灰渣出口连接。

进一步，所述余热利用装置为余热锅炉、水冷换热器或空冷换热器中的一种。

再进一步，所述烟气处理系统包括依次连接的烟气处理装置、尾排风机及烟囱；烟气处理装置的烟气进口与所述余热利用装置的烟气出口连接。所述烟气处理装置包括除尘装置、喷淋装置、脱酸装置、活性炭吸附装置中的一种和两种以上组合。净化后的烟气由尾排风机引入烟囱排放。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

有机含氟废液处理和回收的工艺，包括以下步骤：

1)有机含氟废液进入无氧热解装置在500～600℃下进行热解，无氧热解装置内的脱氟剂用于吸收热解后产生的含氟酸性气体；

2)无氧热解装置产生的热解气通往热解气净化装置，无氧热解装置的灰渣运往灰渣分选装置；无氧热解装置的热解温度应控制在500℃-600℃；

离开无氧热解装置的热解气温度控制在400-500℃；热解气指的是主要成分为h2、co、ch4、c2h4、c2h6等低分子化合物以及hf等酸性气体；热解后的固体残渣主要成分为炭粉和caf2；

3)经过步骤2)中的热解气净化装置净化处理后的热解气通往供热装置，供热装置将热量送往无氧热解装置；无氧热解装置在热解过程中产生的高温烟气送往余热利用装置回收多余热量，余热利用装置换热后的烟气通往烟气处理系统进行净化处理；

4)步骤2)的灰渣运往灰渣分选装置后，根据炭粉及钙盐的密度差异分离出炭粉及含氟盐，分别回收炭粉和含氟盐。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过设置无氧热解装置将有机含氟废液中的有机大分子氟化物热解为无机小分子氟化物，热解过程中没有氧气参与，不产生呋喃、二噁英等污染物，热解过程产生的热解气经热解气净化装置处理后通往供热装置，供热装置利用热解气中热量为无氧热解装置供热，实现了热能的循环利用；无氧热解装置在加热过程中产生的高温烟气通往余热利用装置，由余热利用装置回收利用烟气多余的热量，保证能源不浪费；热解过程中产生的灰渣经过灰渣分选装置分离和回收炭粉及氟化钙，实现有机含氟废液热解灰渣的资源化利用；烟气处理系统将余热利用装置换热后的烟气进行净化，避免有害气体排出；本发明的系统实现了有机含氟废液处理的无害化、减量化、资源化。

(2)本发明利用有机含氟废液热解过程中产生的热解气作为加热工质，通过供热装置循环利用热解气，提升热解效率，实现了有机含氟废液的资源化多级利用；采用灰渣分选技术，通过浮选工艺分离和回收炭粉及氟化钙，实现有机含氟废液产生的热解灰渣的资源化利用。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图

图2为实施例1的工艺流程图；

图3为实施例1的设备连接示意图；

图中：1、废液池；2、进料泵；3、热解炉；4、水冷螺旋出渣机；5、浮选装置；6、脱酸装置；7、热解气风机；8、助燃风机；9、热风炉；10、余热利用装置；11、烟气处理装置；12、尾排风机；13、烟囱。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例1

如图1所示，一种有机含氟废液处理和回收的系统，包括无氧热解装置、供热装置、热解气净化装置、灰渣分选装置、余热利用装置10和烟气处理系统；无氧热解装置内装有脱氟剂；无氧热解装置的热解气出口与热解气净化装置的热解气进口连接，无氧热解装置的烟气出口与余热利用装置10的烟气进口连接；热解气净化装置的热解气出口与供热装置的热解气进口连接，供热装置的输出端与无氧热解装置连接；余热利用装置10的烟气出口与烟气处理系统的烟气进口连接；无氧热解装置的灰渣出口与灰渣分选装置的灰渣进口连接。

具体地，如图2～3所示，所述无氧热解装置包括热解炉3和加热夹套，加热夹套设置在热解炉3的外部，加热夹套的烟气出口与所述余热利用装置10的烟气进口连接；雾化喷嘴设置在热解炉3的顶端；热解炉3内装有脱氟剂，通过雾化喷嘴进料，使进入的有机含氟废液由于内外压差变为小液滴，增大废液受热面积，提高有机含氟废液热解效率。其中，所述脱氟剂为生石灰、碱石灰或消石灰中的一种或两种以上。

进一步，所述热解气净化装置为脱酸装置6，脱酸装置6内装填有碱剂。所述碱剂为生石灰、碱石灰或消石灰中的一种或两种以上。

进一步，所述供热装置包括热风炉9、热解气风机7和助燃风机8，热解气风机7的热解气进口与热解气净化装置(脱酸装置6)的热解气出口连接，热解气风机7的热解气出口与热风炉9的热解气进口连接；热风炉9与助燃风机8连接。有机含氟废液的热解需要足够的能量，故设置热风炉9为热解炉3提供能量，热风炉9产生的能量主要来源于热解气的燃烧。热解气风机7用于将脱氟后的热解气送入热风炉9，同时鼓入空气辅助燃烧，产生高温烟气对热解炉3加热，实现了热解气热量的回收利用。所述热风炉9将焚烧后的烟气温度控制在800℃～1100℃，确保热解炉3内有机废液可以有效完全热解。

再进一步，所述灰渣分选装置包括水冷螺旋出渣机4、灰渣收集箱及浮选装置5；所述无氧热解装置中的热解炉3的灰渣出口与水冷螺旋出渣机4的灰渣进口连接，水冷螺旋出渣机4的灰渣出口与灰渣收集箱的灰渣进口连接，浮选装置5的灰渣进口与灰渣收集箱的灰渣出口连接。图3中并无画出灰渣收集箱，水冷螺旋出渣机4也可直接将灰渣送往浮选装置5。水冷螺旋出渣机4用于将残渣进一步脱水。

进一步，所述余热利用装置10为余热锅炉、水冷换热器或空冷换热器中的一种。

再进一步，所述烟气处理系统包括依次连接的烟气处理装置11、尾排风机12及烟囱13；烟气处理装置11的烟气进口与所述余热利用装置10的烟气出口连接。

有机含氟废液处理和回收的工艺，包括以下步骤：

1)有机含氟废液储存在废液池1中，通过进料泵2输送至热解炉3的进料口中，进料口的雾化喷嘴将有机含氟废液雾化为比表面积更大的小液滴。热解炉3外部有加热夹套，同时热解炉3内装填有生石灰用于吸收热解反应过程中生成的hf等酸性气体。有机含氟废液进入热解炉3内部，同时高温烟气进入热解炉3外加热夹套，对物料进行间接加热，热解温度控制在550℃；

2)有机含氟废液热解后生成气体产物由热解炉3底部引出，固体灰渣由水冷螺旋出渣机4在热解炉3底部排出，经浮选装置5根据炭粉及钙盐的密度差异分离出炭粉及钙盐，炭粉及氟化钙回收利用，氟元素以氟化钙的形式回收。

3)热解后产生的热解气进入脱酸装置6，脱酸装置6内装有过量石灰乳，进行半干法脱酸。热解气通过脱酸装置6，其中的酸性气体与石灰乳反应生成caf2，则进一步脱除其中的hf等酸性气体，脱酸装置6收集的caf2与灰渣分选后的caf2一同收集后利用，氟元素以caf2的形式回收。

4)经过步骤3)脱酸后的可燃热解气经热解气风机7送入热风炉9中充分燃烧，助燃风机8向热风炉9鼓入空气，根据燃烧情况可通入天然气或液化气辅助燃烧。热解气燃烧后产生高温烟气，温度为900℃，高温烟气进入热解炉3的加热加热夹套，对热解炉3中的有机含氟废液进行间接加热；

5)经换热后的600℃烟气通入余热利用装置10进行余热回收，余热利用装置10为蒸汽锅炉，产生的蒸汽自用或外供。经余热利用后的烟气经过烟气处理装置11进一步净化，烟气处理采用喷淋塔和活性炭吸附的方式，进一步去除烟气中的酸性气体和挥发性有机气体。净化后的烟气最终通过尾排风机12引入烟囱13排入大气。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。