无水氟化氢生产的主流方法是萤石粉+硫酸法,生产过程会产生大量多余的热烟气和工艺尾气、炉窑尾气、废渣粉尘气及处理废水。目前行业内普遍做法就是将多余的热烟气和各种尾气用逐级水洗+逐级碱洗处理后向外排放,其局限是余热、尾气和废水资源外排浪费,在萤石矿资源有限的情况下,如何提高萤石粉原料转化率、热烟气余热资源利用、尾气资源利用及废水零排放,实现生产过程绿色环保、高效和安全是氟化工企业的当务之急。
为了实现高纯无水氟化氢安全高效的绿色制造,成果完成单位针对萤石粉+硫酸法的技术局限,先后开展了氟化氢生产过程氟石膏渣返渣、多余的热烟气回收循环利用、工艺尾气、炉窑尾气和废渣粉尘气及处理废水回用工艺技术研究,形成了多项安全高效和节能减排绿色关键工艺,并将绿色关键工艺在2#线和3#线上集成应用进行绿色技术改造,实现尾气、废水和废物的循环利用,取得良好成效,并获得福建省绿色工厂认定。主要创新成果如下:
1.自主研发了新型高效自动混酸装置及在线监测系统,大幅提高了多种酸混合效率及混合均匀性和稳定性,使混酸浓度不均匀度≤1%,转炉物料得到充分反应,减少了物料浪费。
2.研究并揭示了内返渣反应机理,设计开发了新型多段式反应搅拌螺带、搅拌与碾碎双功能的分段布置式搅笼技术,使炉尾出料端的部分热炉渣返回炉头与新添炉料一起进入回转反应炉中反应,结合优化反应条件,使萤石粉原料转化率97.6%,比优化前提高了2.3%,实现废渣资源化利用。
3.设计开发了反应转炉烟气夹套端面台阶式石墨块镶嵌密封技术,解决了传统密封端面易变形引发漏气的安全问题。
4.自主设计开发了反应转炉余热回收循环利用装置,利用转炉反应余热和工业水吸热介质,结合列管式分馏装置,代替传统的锅炉蒸汽,实现了转炉余热利用率超过80%,大幅节约了能源,提高了加热和分馏效果。
5.发明了无水氟化氢制备工艺尾气和废水治理新工艺,对工艺尾气采取洗涤、水冷、二级冷凝、硫酸吸附、四级水洗和四级碱洗治理工艺,形成了水洗产品氟硅酸、碱洗产品达标排放废水和滤渣产品进入石膏厂的循环清洁经济。
6.采用臭氧与炉窑尾气(指热烟气经热交换器把冷水加热后排出的低温烟气)混合反应,将不溶的NOx反应生成可溶的N205 等高价态氮氧化物,再经三级碱洗,实现脱硝、脱硫和除尘的目的。
7.针对氟化氢制备过程工艺尾气、炉窑尾气和炉渣粉尘处理汇集形成的综合废水,采取格栅井+反应池,融合化学结晶造粒、药剂软化和固液分离技术处理,形成工业回用水,真正实现了工业废水零排放。
经净化处理的各种尾气符合《无机化学工业污染物排放标准》(GB31573-2015),经处理后的工业回用水其氟化物含量≤6 mg/m3、水的硬度≤50mg/L,其它指标符合《无机化学工业污染物排放标准》(GB31573-2015)。项目获国家授权发明专利6件,受理发明专利1件,授权实用新型专利26件。
1.黄天梁 2.丘添明 3.林庆鑫 4.李卫东 5.华博文 6.雷游生 7.黄明新 8.袁海明 9.傅玮兴 10.华 钟 11.邱秋生 12.邱汉林
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评价单位: |
中国民营科技促进会 |
报告编号: |
202301003018 |
评价日期: |
2023-03-18 |
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组织单位: |
中国民营科技促进会科技成果转化办公室 |
项目负责: |
雷智旺、李育春 |
成果管理: |
13681439210 |
一、提供的资料符合评价要求。
二、项目取得以下创新性成果:
1.创新开发了搅拌与碾碎双功能的分段布置式搅笼技术,优化反应条件,萤石粉原料转化率达到97.6%,比优化前提高了2.3%,实现了废渣资源化利用。
2.创新开发了反应转炉余热回收循环利用装置,代替传统的锅炉蒸汽,实现了转炉余热利用率超过80%,每年节省标煤1758吨。
3.发明了无水氟化氢工艺尾气四级水洗和四级碱洗治理新工艺,实现了清洁生产。
4.采用臭氧与炉窑尾气混合反应,经三级碱洗,实现了硝硫尘综合治理。
5.针对氟化氢制备过程工艺尾气、炉窑尾气和炉渣粉尘产生的综合废水,通过药剂软化等技术,形成工业回用水,实现了工业废水零排放。
三、项目获授权国家发明专利6件、受理发明专利1件,授权实用新型专利26件。
四、本项目集成绿色关键工艺完成了年产4万吨高纯无水氟化氢2#、3#生产线绿色技术改造,实现了制造技术绿色化率83%,制造过程绿色化率94%,资源环境影响度55%,通过了省级绿色工厂认定。产品纯度达到99.998%,优于GB 7746-2011《工业无水氟化氢》要求,环境和经济效益显著。
评价委员会一致认为,该成果整体技术达到国内领先水平。
姓名 |
工作单位 |
职称 |
从事专业 |
严 滨 |
厦门理工学院 |
正高 | 环境科学与工程 |
王建春 |
福建龙净环保股份有限公司 |
正高 | 大气污染治理 |
罗永晋 |
福建师范大学 |
正高 | 废弃资源综合治理 |
陈建华 |
闽南师范大学 |
正高 | 化学反应工程 |
陈 健 |
龙岩市环境宣传教育与监控中心 |
正高 | 环境工程 |
张夏红 |
龙岩学院 |
正高 | 化学反应工程 |
张 奎 |
福建省杭氟电子材料有限公司 |
正高 | 氟化工 |