一種回收氫氟酸中氟化氫的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種回收氫氟酸中氟化氫的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，工業(yè)化應用較為成熟的HF回收技術(shù)主要以吸附劑回收HF和精餾塔回收HF為主。前者以吸附塔為核心生產(chǎn)設(shè)備，后者以精餾塔為主。
[0003]精餾塔回收HF是目前工業(yè)上使用較多的一種技術(shù)，其主要工藝流程為:一定濃度含HF溶液進入到HF回收塔，在HF回收塔內(nèi)，塔頂餾出的氣體由回收塔冷凝器冷凝為HF液體，塔釜有水HF溶液繼續(xù)回收HF，然后循環(huán)回HF回收塔繼續(xù)精餾HF。
[0004]但由于氫氟酸的性質(zhì)，其存在以下幾個缺點:1)二者的結(jié)合非常穩(wěn)定，不易分離；2)HF和水形成共沸物，該共沸物以HF-H2O形式存在，得到的HF含量低；3)HF和H2O形成氫氟酸，對設(shè)備腐蝕特別嚴重。
[0005]同時，精餾塔作為化工生產(chǎn)最常用的單元操作之一，其回收HF技術(shù)的難點是日常控制:1)塔中部溫度會出現(xiàn)很大的波動，當中部溫度過高使塔頂溫度也隨之上升，導致塔頂餾出物中水分升高，造成塔頂冷凝器損壞；2)塔釜溫度達不到工藝要求，且頻繁波動，使返回循環(huán)利用的HF濃度較高，精餾效果較差；3)塔釜再沸器蒸氣調(diào)節(jié)幅度較大，精餾塔內(nèi)頻繁波動，也容易影響塔釜再沸器的正常壽命。
[0006]而吸附回收技術(shù)一般以氣態(tài)吸附回收HF應用較多，其吸附塔的操作可采用間歇法操作也可連續(xù)操作，通過控制適宜的含氟化氫的混合氣流與吸附劑的接觸停留時間，同時選擇較高吸附率的吸附劑，可達到較高的回收率(95%以上)。但該技術(shù)在實際應用中，由于吸附HF后吸附劑易粉化，存在吸附塔易堵塞，傳熱效果較差等實際問題，影響整體回收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種在裝置內(nèi)升溫干燥、高溫解析回收氟化氫，即集吸附、脫水、復分解于一體，在高吸附率下，得到較高HF含量的產(chǎn)品及較高的HF回收率，且實現(xiàn)原料易得、設(shè)備操作簡單的回收氫氟酸中氟化氫的裝置。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種回收氫氟酸中氟化氫的裝置，采取立式罐裝結(jié)構(gòu)，包括電機和減速機、聯(lián)軸器、機架、溫度計套管、筒體、內(nèi)襯、攪拌軸、支架、攪拌片和筒蓋；其中，筒體、內(nèi)襯、攪拌器、攪拌片、筒蓋為本裝置主體結(jié)構(gòu)，筒體為圓柱形，底部為球形弧面，內(nèi)襯置于筒體下部，形狀和筒體下部的內(nèi)壁匹配；筒體上密封固定有筒蓋，筒蓋上固定有機架，機架上固定安裝有電機和減速機，電機和減速機下部同軸設(shè)置有插入到筒體底部的聯(lián)軸器，聯(lián)軸器末端對稱固定有攪拌器，攪拌器上對稱設(shè)置有2個攪拌片，攪拌片下沿形狀和內(nèi)襯的弧面匹配對稱設(shè)置有2個攪拌片9，攪拌片9下沿形狀和內(nèi)襯6的弧面匹配。
[0009]所述攪拌器上對稱設(shè)置有2個攪拌片，攪拌片下沿形狀和內(nèi)襯的弧面匹配。
[0010]所述筒體、內(nèi)襯、攪拌器、攪拌片為哈氏合金；不接觸氫氟酸、HF蒸汽的其他部分選用普通的碳鋼或不銹鋼。
[0011]本發(fā)明裝置具有設(shè)備操作簡單、運行穩(wěn)定可靠，氟化氫回收效率高，產(chǎn)品純度高、吸收劑可進行重復利用等優(yōu)點。其具體特點如下所述:I)該技術(shù)方案采用的吸收劑為HF吸附率較高的堿金屬或堿土金屬氟化物，其原料易得、操作簡便，對氟化氫的吸附率和選擇性高，易于解析。這種吸附劑對氟化氫有很好的選擇吸附性，其不是一般的物理吸附，而是基于本吸附劑對氟化氫的化學作用，是一種化學吸附，采用吸附、解析循環(huán)，最終達到回收氟化氫的目的，同時解析后的吸附劑可循環(huán)利用。吸附效率可達到97%以上。2)設(shè)備結(jié)構(gòu)組成簡單，易于操作、維護。3)裝置的最佳技術(shù)條件相對寬松，易于實現(xiàn)。吸附溫度只要控制在O?50°C的常溫范圍即可，而解析溫度控制在300?400°C可滿足要求，溫度相對不高，易于實現(xiàn)。4)利用該裝置得到的氟化氫回收效率高，可達到97%以上，且得到的產(chǎn)品純度較高，可達到99.9%以上。5)具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。這不僅使生產(chǎn)原料氟化氫獲得充分有效的利用，最大限度地提高了氟化氫的利用率，同時減少了含氟廢液的產(chǎn)生量；而且能避免副產(chǎn)鹽酸(吸附劑可循環(huán)使用)因含氟而產(chǎn)生的氟污染，不造成二次污染，對環(huán)境保護起了極大的作用。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中，1-電機和減速機，2-聯(lián)軸器，3-機架，4-溫度計套管，5-筒體，6_內(nèi)襯，7_攪拌軸，8-支架，9-攪拌片，10-筒蓋。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步描述。
[0015]本發(fā)明結(jié)構(gòu)如圖1所示，采取立式罐裝結(jié)構(gòu)，包括電機和減速機1、聯(lián)軸器2、機架3、溫度計套管4、筒體5、內(nèi)襯6、攪拌軸7、支架8、攪拌片9和筒蓋10 ;其中，筒體5、內(nèi)襯6、攪拌器7、攪拌片9、筒蓋10為本裝置主體結(jié)構(gòu)，筒體5為圓柱形，底部為球形弧面，內(nèi)襯6置于筒體5下部，形狀和筒體5下部的內(nèi)壁匹配；筒體5上密封固定有筒蓋10，筒蓋10上固定有機架3，機架3上固定安裝有電機和減速機1，電機和減速機I下部同軸設(shè)置有插入到筒體5底部的聯(lián)軸器2，聯(lián)軸器2末端對稱固定有攪拌器7，攪拌器7上對稱設(shè)置有2個攪拌片9，攪拌片9下沿形狀和內(nèi)襯6的弧面匹配；筒蓋10上開有若干用于插入溫度計套管10的通孔，溫度計套管10通過通孔深入到筒體4下部。筒體5、內(nèi)襯6、攪拌器7、攪拌片9為具有良好的耐HF腐蝕性能的哈氏合金；為節(jié)約研制成本，便于加工和檢修維護，不接觸氫氟酸、HF蒸汽的其他部分選用普通的碳鋼或不銹鋼。
[0016]采用易于得到、且HF吸附率較高的堿金屬或堿土金屬氟化物作為吸附劑，根據(jù)氫氟酸液中的HF含量，以批次處理方式，依據(jù)適宜的吸附劑與HF的比值，定量送入到已預先加入吸附劑的本發(fā)明中。利用本發(fā)明的攪拌軸7和攪拌片9進行充分攪拌，實現(xiàn)吸附劑與HF的充分反應。當反應完全后，同樣是在攪拌運行的情況下，通過外加熱器對裝置進行升溫，至120°C左右進行脫水，以盡量減少吸附劑溶解而導致的HF回收率下降、物料損失等不良影響。脫水過程中，水蒸汽經(jīng)后端冷凝器后形成的冷凝水，可直接達標排放。當脫水完全后，同樣是在攪拌運行的情況下，對反應器進一步升溫至300°C?400°C，使氫氟化物完全分解。分解過程中生成的HF，經(jīng)冷凝后送入HF暫存裝置，分析合格后復用于生產(chǎn)。
[0017]在HF回收反應裝置的運行過程中，要求攪拌器7 —直處于運行狀態(tài)，以確保復合反應階段HF的充分吸附、脫水階段水份蒸發(fā)完全、復分解階段HF的完全釋放，并避免在脫水、復分解階段固體物料結(jié)塊、掛壁等不良現(xiàn)象的發(fā)生。因此，攪拌器應滿足不同階段、不同物料充分攪拌的要求。其中，在復合反應階段，處理對象為漿體狀的液、固混合物；脫水階段，反應后形成的漿體逐步失水變干，并最終形成含水量極低、富集了酸液中難揮發(fā)性雜質(zhì)的吸附劑和氫氟化物粉體；復分解階段，處理對象為吸附劑和氫氟化物粉體，并最終完全轉(zhuǎn)化為吸附劑粉體。
[0018]本發(fā)明選擇外加熱的方式為HF回收反應裝置在脫水、復分解階段提供熱能，加熱器確定為U型管式電加熱器。運行方式與擬定的設(shè)計參數(shù)。HF回收反應裝置為間歇式反應器，設(shè)計溫度:?400°C，設(shè)計工作壓力:0?0.2MPa。
[0019]上面對本發(fā)明的實施例作了詳細說明，上述實施方式僅為本發(fā)明的最優(yōu)實施例，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一種回收氫氟酸中氟化氫的裝置，其特征在于采取立式罐裝結(jié)構(gòu)，包括電機和減速機(I)、聯(lián)軸器(2)、機架(3)、溫度計套管(4)、筒體(5)、內(nèi)襯(6)、攪拌軸(7)、支架(8)、攪拌片(9)和筒蓋(10);其中，筒體(5)、內(nèi)襯(6)、攪拌器(7)、攪拌片(9)、筒蓋(10)為本裝置主體結(jié)構(gòu)，筒體(5)為圓柱形，底部為球形弧面，內(nèi)襯(6)置于筒體(5)下部，形狀和筒體(5)下部的內(nèi)壁匹配；筒體(5)上密封固定有筒蓋(10)，筒蓋(10)上固定有機架(3)，機架(3)上固定安裝有電機和減速機(I)，電機和減速機(I)下部同軸設(shè)置有插入到筒體(5 )底部的聯(lián)軸器(2),聯(lián)軸器(2)末端對稱固定有攪拌器(7);筒蓋(10)上開有若干用于插入溫度計套管(10)的通孔，溫度計套管(10)通過通孔深入到筒體(4)下部。
2.如權(quán)利要求1所述的一種回收氫氟酸中氟化氫的裝置，其特征在于攪拌器(7)上對稱設(shè)置有2個攪拌片(9)，攪拌片(9)下沿形狀和內(nèi)襯(6)的弧面匹配。
3.如權(quán)利要求1所述的一種回收氫氟酸中氟化氫的裝置，其特征在于筒體(5)、內(nèi)襯(6)、攪拌器(7)、攪拌片(9)為哈氏合金；不接觸氫氟酸、HF蒸汽的其他部分選用普通的碳鋼或不銹鋼。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種回收氫氟酸中氟化氫的裝置，其筒體（5）、內(nèi)襯（6）、攪拌器（7）、攪拌片（9）、筒蓋（10）為本裝置主體結(jié)構(gòu)，筒體（5）為圓柱形，底部為球形弧面，內(nèi)襯（6）置于筒體（5）下部，筒體（5）上密封固定有筒蓋（10），筒蓋（10）上固定有機架（3），機架（3）上固定安裝有電機和減速機（1）,電機和減速機（1）下部同軸設(shè)置有聯(lián)軸器（2），聯(lián)軸器（2）末端對稱固定有攪拌器（7），溫度計套管（10）通過通孔深入到筒體（4）下部。本發(fā)明裝置具有設(shè)備操作簡單、運行穩(wěn)定可靠，氟化氫回收效率高，產(chǎn)品純度高、吸收劑可進行重復利用等優(yōu)點。
【IPC分類】B01D15-02, B01J19-18, C01B7-19
【公開號】CN104624140
【申請?zhí)枴緾N201310548191
【發(fā)明人】張慧忠, 魏剛, 張東, 常宇, 李永明, 向錫洪, 周文濤, 蘇勇, 周海濤, 周皓, 劉建車
【申請人】中核四○四有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月7日