氫氟化工藝尾氣處理方法技術

本發明專利技術屬于天然二氧化鈾氫氟化生成四氟化鈾工藝尾氣處理技術領域，具體涉及一種氫氟化工藝尾氣處理方法。通冷卻水對冷凝器內降溫，降溫后將冷凝器切入生產系統，對氫氟化工藝尾氣進行冷凝；對冷凝器液體每小時取樣一次，分析冷凝液中氟化氫含量，直至保持在5％-15％之間；若冷卻水出口溫度大于35℃，溫度每增加5℃，調節冷卻水流量增加5m

Process for treating tail gas of hydrogen fluoride process

The invention belongs to the technical field of natural uranium hydrogen fluoride generated four uranium hexafluoride gas treatment technology, in particular relates to a method for processing hydrogen fluoride gas process. Cooling water for cooling condenser, cooling condenser will cut production system for condensing hydrogen fluoride process gas; the condenser liquid sampling once per hour, the content analysis of hydrogen fluoride condensate, and then maintained at 5%-15%; if the cooling water outlet temperature greater than 35 DEG C, every increase of 5 degrees Celsius temperature, adjust the cooling water flow increased 5m

【技術實現步驟摘要】
氫氟化工藝尾氣處理方法
本專利技術屬于天然二氧化鈾氫氟化生成四氟化鈾工藝尾氣處理
，具體涉及一種氫氟化工藝尾氣處理方法。
技術介紹
在天然四氟化鈾生產過程中，工藝尾氣對人身安全及周圍環境有較大危害。四氟化鈾生產中處理氫氟化工藝尾氣，尤其是處理尾氣中HF是一項重要技術。目前，國外氫氟化工藝尾氣的處理方法主要有兩類：一是直接用堿液中和氟化氫，多用堿液KOH、NaOH溶液，也可以采用氨水、石灰乳等。二是回收氟化氫以制成不同濃度的氫氟酸加以利用。中和法主要用于HF濃度較低的工藝尾氣處理，多數在淋洗塔中進行堿液循環泵由淋洗塔頂部進入，與由塔底進入的尾氣完成中和反應。當[F-]達到一定濃度后，輸送至其它工序，回收其中NaF，NH4F、KF等元素。回收法主要采用利用水作為噴淋液，多數氟化氫、水蒸汽經淋洗、冷卻后進入到淋洗液中，當淋洗液酸度達到一定值后，進行蒸餾處理；或者將酸液輸送至石灰池中和處理。然而，根據HF-H2O體系沸點與組成的關系，最高恒沸點溫度為112℃，對應的氣相氟化氫含量約為38％，故只經過蒸餾方法無法制取高濃度的氫氟酸。而利用復鹽法(利用NaF、KF等可與氟化氫形成NaHF2、KHF2、KHF3，然后在一定條件下分解復鹽，回收HF)回收、制備高濃度氫氟酸的方法在世界范圍內沒用工程化應用的先例。以上兩種方法均存在不同程度的缺陷。中和法若采用堿液作淋洗液會產生大量淋洗液需要有后續工序進行處理，才能夠回收部分有用物質，但處理過程工藝技術復雜，操作繁復。回收法制取的氫氟酸濃度僅能達到38％，并需要建設一條蒸餾生產線，操作過程較為復雜；若不進行蒸餾而進行中和處理則產生大量廢液，酸液輸送至石灰池中和處理后，處理效率較低，據調研采用該法無法將酸液完全處理，從而對石灰池環境、土壤、地下水等造成污染。并且，低濃度氫氟酸具有極強的腐蝕性，在有氧氣存在時，氫氟酸腐蝕性能極強，對設備結構材料和管道、閥門要求很高。最理想的方法是法國“L.C”爐氫氟化尾氣處理處理技術，不經過處理的工藝尾氣直接采用“L.C”爐循環利用，具體為：在還原段與氫氟化段之間增設了UO2冷卻段和過量HF吸收段，將從還原段下移的高溫UO2冷卻至200℃，使之與從垂直氫氟化反應區排除的過量HF氣體反應，轉化為UF4。根據資料顯示，利用該方法可使自身尾氣中HF含量降至0。然而該方法需要較為嚴格的控制條件，包括較大的HF濃度等。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種安全高效的氫氟化工藝尾氣處理方法，能夠完全處理系統尾氣，對環境影響忽略不計。為達到上述目的，本專利技術所采取的技術方案為：一種氫氟化工藝尾氣處理方法，包括如下步驟：步驟一：通冷卻水對冷凝器內降溫，降溫過程中，控制冷卻水進口溫度為10-25℃，出口溫度為25-45℃，降溫時間為30min；降溫后將冷凝器切入生產系統，對氫氟化工藝尾氣進行冷凝；步驟二：對冷凝器液體每小時取樣一次，分析冷凝液中氟化氫含量，直至保持在5％-15％之間；步驟三：若冷卻水出口溫度低于35℃，說明冷卻水流量控制合適；若冷卻水出口溫度大于35℃，溫度每增加5℃，調節冷卻水流量增加5m3/h，溫度上升不足5℃時按5℃處理；步驟四：開啟冷凝器上方的暫存罐進出口閥門，接收氫氟酸；步驟五：對不凝性氣體酸度進行分析，其值應小于2％；若高于2％，則根據反饋結果調節冷凝器溫度，酸度高于控制值1％，酸度高于控制值不足1％時按1％處理，冷卻水流量相應增加2m3/h；步驟六：時刻觀察工藝尾氣流量變化，若尾氣流量變化大于5％，則冷卻水流量增加1m3/h；不足5％時不調整；步驟七：監測暫存罐氫氟酸液位變化，達到容積70％時，啟動屏蔽泵將氫氟酸泵入氫氟酸儲罐，進行回收處理。所述的冷凝器選用石墨作為內襯材料，表面采用碳鋼。所述的冷凝器冷卻劑采用生產上水，生產上水溫度為15℃。所述的冷凝器長徑比在(5～8):1范圍內，冷凝器吸收反應器內徑為530mm，長度為2860mm。所述的冷凝器換熱面積為30m2。本專利技術所取得的有益效果為：本專利技術實現了氫氟化工藝尾氣的完全處理。冷凝的氫氟酸酸度較低約10％-30％，可作為副產品處理；也可通過蒸餾等方法重新利用；或利用中和法對其進行徹底處理。本專利技術具有設備結構簡單、操作方便快捷、控制條件易于實現、安全系數較高、經濟性好，同時HF回收處理等優點。具體如下：(1)系統結構簡單。該取樣系統主要包括冷凝器、HF儲罐、屏蔽泵及相應管道、閥門等。(2)操作方便快捷。在生產條件下，只需通過控制冷卻水控制閥門的開啟/關閉狀態，即可完成對氟化氫工藝尾氣的處理。(3)控制條件易于實現。處理過程中無需復雜的控制系統，其中溫度控制，可通過調節冷卻水流量進行；壓力為常壓或微負壓，冷凝液單位時間內流量有限，故冷凝器內壓力可視為常壓。(4)安全系數較高。尾氣處理過程，對工藝控制條件無嚴格要求，流程簡單，基本不涉及認為操作。絕大部分損耗來自于氫氟酸的強氧化性，但在選材時采用了石墨、襯膠、襯氟等材質，具有較強耐腐蝕性。(5)經濟性好。該系統中僅需冷卻水進行降溫(冷卻水可循環使用)，無需其它原材料(不凝性氣體依托排風凈化工序處理)。所得氫氟酸可作為附屬產物出售，也可與生石灰反應中和處理，徹底處理。(6)工藝尾氣處理完全。在此過程中除產生氫氟酸外，無其它需處理物質產出。不凝性氣體依托排風凈化工序處理，不凝性氣體中絕大多數為氮氣、空氣，只含有微量HF，可利用酸霧淋洗塔處理。附圖說明圖1為氫氟化尾氣處理工藝流程圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術進行詳細說明。如圖1所示，本專利技術所述氫氟化工藝尾氣處理方法包括如下步驟：步驟一：通冷卻水對冷凝器內降溫，降溫過程中，控制冷卻水進口溫度為10-25℃，出口溫度為25-45℃，降溫時間為30min；降溫后將冷凝器切入生產系統，對氫氟化工藝尾氣進行冷凝；步驟二：對冷凝器液體每小時取樣一次，分析冷凝液中氟化氫含量，應在5％-15％之間，若超過限值，則需要進行相應的系統調整；步驟三：若冷卻水出口溫度低于35℃，說明冷卻水流量控制合適；若冷卻水出口溫度大于35℃，溫度每增加5℃，調節冷卻水流量增加5m3/h，溫度上升不足5℃，按5℃處理；步驟四：開啟冷凝器上方的暫存罐進出口閥門，接收氫氟酸；步驟五：通知排風崗位對不凝性氣體酸度進行分析，其值應小于2％，若高于2％，則根據反饋結果調節冷凝器溫度，酸度高于控制值1％，酸度高于控制值不足1％，按1％處理，冷卻水流量相應增加2m3/h；步驟六：時刻觀察工藝尾氣流量變化，若尾氣流量變化大于5％，則冷卻水流量應增加1m3/h，以調整冷凝器溫度；不足5％時可不調整；步驟七：監測暫存罐氫氟酸液位變化，達到容積70％時，啟動屏蔽泵將氫氟酸泵入氫氟酸儲罐，進行回收處理。冷凝器選用石墨作為內襯材料，設備表面采用碳鋼。計算得出需要換熱面積約為24m2，考慮到生產過程的不確定性設計換熱面積為30m2。長徑比確定在(5～8):1范圍內。冷凝器冷卻劑采用生產上水，考慮生產上水溫度為15℃，工藝尾氣溫度為160℃，每小時流量為3m3，換熱面積30m2，結合設備設計處理能力及尾氣密度，最終確定冷凝器吸收反應器內徑為530mm，長度為2860mm。冷凝器冷卻水與尾氣采用逆流接觸，為保證冷凝效率，冷凝水出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氫氟化工藝尾氣處理方法，其特征在于：包括如下步驟：步驟一：通冷卻水對冷凝器內降溫，降溫過程中，控制冷卻水進口溫度為10?25℃，出口溫度為25?45℃，降溫時間為30min；降溫后將冷凝器切入生產系統，對氫氟化工藝尾氣進行冷凝；步驟二：對冷凝器液體每小時取樣一次，分析冷凝液中氟化氫含量，直至保持在5％?15％之間；步驟三：若冷卻水出口溫度低于35℃，說明冷卻水流量控制合適；若冷卻水出口溫度大于35℃，溫度每增加5℃，調節冷卻水流量增加5m

【技術特征摘要】
1.一種氫氟化工藝尾氣處理方法，其特征在于：包括如下步驟：步驟一：通冷卻水對冷凝器內降溫，降溫過程中，控制冷卻水進口溫度為10-25℃，出口溫度為25-45℃，降溫時間為30min；降溫后將冷凝器切入生產系統，對氫氟化工藝尾氣進行冷凝；步驟二：對冷凝器液體每小時取樣一次，分析冷凝液中氟化氫含量，直至保持在5％-15％之間；步驟三：若冷卻水出口溫度低于35℃，說明冷卻水流量控制合適；若冷卻水出口溫度大于35℃，溫度每增加5℃，調節冷卻水流量增加5m3/h，溫度上升不足5℃時按5℃處理；步驟四：開啟冷凝器上方的暫存罐進出口閥門，接收氫氟酸；步驟五：對不凝性氣體酸度進行分析，其值應小于2％；若高于2％，則根據反饋結果調節冷凝器溫度，酸度高于控制值1％，酸度高于控制值不足1％時按1％處理，冷卻水...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳建勇，劉賓，魏剛，張慧忠，朱坤，向錫洪，周文濤，包國強，王俊，
申請(專利權)人：中核四○四有限公司，
類型：發明
國別省市：甘肅,62