本實用新型涉及一種氟化反應尾氣處理系統(tǒng)及方法，尤其是對特種材料氟化反應產(chǎn)生的尾氣的處理系統(tǒng)及其處理方法。
背景技術：
特種材料氟化反應產(chǎn)生的尾氣中含有多種成分的F2、O2、HF、OF2、XF6、XF4、XO2氣體及粉塵等，過氟化物一般較穩(wěn)定，但是，在這些過氟化物中，當被釋放到大氣中時，對地球環(huán)境造成較大影響的過氟化物較多。即由于在大氣中長時間穩(wěn)定地存在，具有地球溫室化系數(shù)大的性質，因此會成為地球溫室化的一個因素。并且，如上述那樣，過氟化物一般較穩(wěn)定，其影響將長時間持續(xù)存在，因而必須對其中所含的氣體和粉塵逐個處理以確保尾氣排放安全，使其成為對地球環(huán)境無害的狀態(tài)而向大氣中釋放。
目前應用的特種材料氟化反應產(chǎn)尾氣處理系統(tǒng)基本都是通過手工近身操作的，在系統(tǒng)處理過程中對于人身的危害較大，系統(tǒng)安全性能低，自動化水平差。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決上述提到的問題，本實用新型提出了一種新的特種材料氟化反應尾氣處理系統(tǒng)及其方法。
本實用新型的目的將通過以下技術方案得以實現(xiàn)：
特種材料氟化反應尾氣處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)由粉塵捕集器、NaF阱、炭阱、活性炭阱、水環(huán)泵和硝酸鋁絡合反應器順序連接組成。
粉塵捕集器，所述粉塵捕集器為直筒型，外設冷凝器、溫度傳感器、壓力傳感器，上部連接氬氣反吹系統(tǒng)，下部連接接料盒，由粉塵捕集器尾氣進口、 粉塵捕集器尾氣出口、旋風分離器、冷凝器和燒結金屬過濾器組成，用于過濾尾氣中的XO2、XF4粉塵。
NaF阱，NaF阱為直筒型，NaF阱外設加熱器、溫度傳感器、壓力傳感器，由NaF阱尾氣進口、NaF阱尾氣出口、NaF球入口、NaF球出口組成，用于過濾尾氣中的HF、XF6氣體。
炭阱，炭阱為直筒型，炭阱外設加熱器、溫度傳感器、壓力傳感器，由炭阱尾氣進口、炭阱尾氣出口、炭球入口、炭球出口組成，用于過濾尾氣中的F2氣體。
活性炭阱，活性炭阱為直筒型，活性炭阱外設加熱器、溫度傳感器、壓力傳感器，由活性炭阱尾氣進口、活性炭阱尾氣出口、活性炭球入口、活性炭球出口組成，用于過濾尾氣中的鹵素氣體及微顆粒粉塵。
水環(huán)泵，在過程控制中水環(huán)泵在壓差變大情況下可以實現(xiàn)差壓送氣及真空獲得功能。
硝酸鋁絡合反應器，硝酸鋁絡合反應器確保尾氣排放前的最后一道F氣絡合反應。
特種材料氟化反應尾氣處理方法，包括如下步驟：
步驟一，過濾XO2、XF4粉塵，特種材料氟化反應尾氣經(jīng)過粉塵捕集器將尾氣中的XO2、XF4粉塵去除過濾，工作溫度＜200℃；
步驟二，過濾HF、XF6氣體，粉塵捕集器尾氣出口端的尾氣經(jīng)過NaF阱將尾氣中的HF、XF6氣體去除過濾，工作溫度＜500℃；
步驟三，過濾F2氣體，NaF阱尾氣出口端的尾氣經(jīng)過炭阱將尾氣中的F2氣體去除過濾，工作溫度＜500℃；
步驟四，過濾鹵素氣體及微顆粒粉塵，炭阱尾氣出口端的尾氣經(jīng)過活性炭 阱將尾氣中的鹵素氣體及微顆粒粉塵去除過濾，工作溫度＜100℃；
步驟五，實現(xiàn)壓差送氣及真空獲得，把活性炭阱尾氣出口端的尾氣通入水環(huán)泵；
步驟六，絡合反應，從水環(huán)泵出來的氣體進入硝酸鋁絡合反應器，硝酸鋁絡合反應器確保尾氣排放前的最后一道F氣絡合反應，以徹底消除尾氣中的F氣；
步驟七，氣體排放，經(jīng)過絡合反應的尾氣符合GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》要求，可以直接排入大氣。
本實用新型的有益效果主要體現(xiàn)在：通過系統(tǒng)各環(huán)節(jié)對于尾氣中所含的各種氣體及粉塵進行全自動化的過濾處理，使尾氣中2.0μm以上粉塵回收率可達100％，可有效進行二次利用，同時最后排入空氣的尾氣完全符合國家尾氣排放標準，不僅尾氣處理效果好，而且整個系統(tǒng)安全穩(wěn)定，可實現(xiàn)全程自動化操作。
附圖說明
圖1：氟化反應尾氣處理系統(tǒng)圖
1粉塵捕集器 2 NaF阱 3炭阱 4活性炭阱 5水環(huán)泵
6硝酸鋁絡合反應器 7氬氣反吹系統(tǒng) 8接料盒
11粉塵捕集器尾氣進口 12粉塵捕集器尾氣出口
13旋風分離器 14冷凝器 15燒結金屬過濾器
21 NaF阱尾氣進口 22 NaF阱尾氣出口
23 NaF球入口 24 NaF球出口
31炭阱尾氣進口 32炭阱尾氣出口
33炭球入口 34炭球出口
41活性炭阱尾氣進口 42活性炭阱尾氣出口
43活性炭球入口 44活性炭球出口
具體實施方式
下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述：
本實用新型提出了一種特種材料氟化反應尾氣處理系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)由粉塵捕集器(1)、NaF阱(2)、炭阱(3)、活性炭阱(4)、水環(huán)泵(5)和硝酸鋁絡合反應器(6)順序連接組成。所述粉塵捕集器(1)為直筒型，外設溫度傳感器、壓力傳感器，上部連接氬氣反吹系統(tǒng)(7)，下部連接接料盒(8)，主要由粉塵捕集器尾氣進口(11)、粉塵捕集器尾氣出口(12)、旋風分離器(13)、冷凝器(14)、燒結金屬過濾器(15)組成，用于過濾尾氣中的XO2、XF4粉塵。所述NaF阱(2)外設加熱器、溫度傳感器、壓力傳感器，由NaF阱尾氣進口(21)、NaF阱尾氣出口(22)、NaF球入口(23)、NaF球出口(24)組成，用于過濾尾氣中的HF、XF6氣體。所述炭阱(3)外設加熱器、溫度傳感器、壓力傳感器，由炭阱尾氣進口(31)、炭阱尾氣出口(32)、炭球入口(33)、炭球出口(34)組成，用于過濾尾氣中的F2氣體。所述活性炭阱(4)外設加熱器、溫度傳感器、壓力傳感器，由活性炭阱尾氣進口(41)、活性炭阱尾氣出口(42)、活性炭球入口(43)、活性炭球出口(44)組成，用于過濾尾氣中的鹵素氣體及微顆粒粉塵。所述水環(huán)泵(5)在過程控制中，水環(huán)泵(5)在壓差變大情況下可以實現(xiàn)差壓送氣及真空獲得功能。所述硝酸鋁絡合反應器(6)確保尾氣排放前的最后一道F氣絡合反應。
進一步的，所述旋風分離器(13)，是位于粉塵捕集器(1)筒內下部的具有特殊結構低壓降的旋風分離器(13)，含塵尾氣從粉塵捕集器尾氣進口(11)沿內壁切向進入外旋式旋風分離器(13)，利用含塵尾氣的旋轉流動，使粉塵 在重力、慣性、離心力的作用下達到與氣流分離的目的。經(jīng)一級旋風分離器(13)分離之后，90％5μm以上的粉塵可被收集。初步凈化后的氣體從旋風分離器(13)排出，進入旋風分離器(13)的外部空間。
進一步的，所述冷凝器(14)，是位于粉塵捕集器(1)筒外下部的環(huán)形結構，用于冷卻來自氟化反應器的高溫氣體(約200℃)，降低氣體分子活躍程度，減弱擴散效應，輔助旋風分離器(13)粉塵顆粒捕集。
進一步的，所述燒結金屬過濾器(15)，位于粉塵捕集器(1)筒內上部，內含燒結金屬粉末濾芯。經(jīng)旋風分離器(13)和冷凝器(14)過濾后的含塵氣流通過燒結金屬過濾器(15)后，將含塵氣體中的極細粉塵過濾下來，經(jīng)兩級粉塵收集后，2.0μm以上粉塵回收率可達100％，由于引入了旋風分離器(13)，減輕了燒結金屬過濾器(15)濾芯的負擔，減少了反吹次數(shù)，有效的保護了濾芯，延長了濾芯的使用壽命。
進一步的，所述氬氣反吹系統(tǒng)(7)，設置于粉塵捕集器(1)上部，該系統(tǒng)由DCS反吹控制系統(tǒng)控制。當燒結金屬過濾器(15)壓降達到一定值時便自動反吹，極細粉塵及濾芯外壁上的濾餅在高壓脈沖反吹氣的作用下從濾芯孔道及外壁上脫離，之后濾芯又繼續(xù)過濾含塵氣流。
進一步的，所述接料盒(8)，用于收集經(jīng)粉塵捕集器(1)過濾出來的XO2、XF4粉塵。
采用上述系統(tǒng)對特種材料氟化反應尾氣的處理方法，包括如下步驟：
步驟1，過濾XO2、XF4粉塵，特種材料氟化反應產(chǎn)生的尾氣經(jīng)過粉塵捕集器(1)將尾氣中的XO2、XF4粉塵去除過濾，工作溫度＜200℃；
步驟2，過濾HF、XF6氣體，粉塵捕集器尾氣出口(12)端的尾氣經(jīng)過NaF阱(2)將尾氣中的HF、XF6氣體去除過濾，工作溫度＜500℃；
步驟3，過濾F2氣體，NaF阱尾氣出口(22)端的尾氣經(jīng)過炭阱(3)將尾氣中的F2氣體去除過濾，工作溫度＜500℃；
步驟4，過濾鹵素氣體及微顆粒粉塵，炭阱尾氣出口(32)端的尾氣經(jīng)過活性炭阱(4)將尾氣中的鹵素氣體及微顆粒粉塵去除過濾，工作溫度＜100℃；
步驟5，實現(xiàn)壓差送氣及真空獲得，把活性炭阱尾氣出口(42)端的尾氣通入水環(huán)泵(5)可以實現(xiàn)差壓送氣及真空獲得功能；
步驟6，絡合反應，從水環(huán)泵(5)出口端出來的尾氣進入硝酸鋁絡合反應器(6)，硝酸鋁絡合反應器(6)確保尾氣排放前的最后一道F氣絡合反應，以徹底消除尾氣中的F氣；
步驟7，氣體排放，經(jīng)過絡合反應的尾氣符合GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》要求，可以直接排入大氣。
本實用新型尚有多種實施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內。