[發明專利]一種回收氫氟化工藝尾氣中氟化氫的方法

有效

• 申請號: 201310005501.4
• 申請日: 2013-01-08
• 公開（公告）號: CN103910333A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 張慧忠;魏剛;常宇;陳建勇;周文濤;向錫洪;周皓;張東
• 申請（專利權）人: 中核四0四有限公司
• 主分類號: C01B7/19
• 分類號: C01B7/19
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 程旭輝;盧慧

技術領域

本發明涉及鈾轉化技術領域，具體涉及一種回收氫氟化工藝尾氣中過量氟化氫的方法。

背景技術

在UF₄制備過程中，檢驗氫氟化（氫氟化指制備UF₄的過程）過程和設備優劣的重要指標是在高產率下獲得高質量UF₄產品的同時，充分利用HF。但為確保轉化完成，實際生產中，需與過量的HF反應，因此，在UF₄制備過程中，控制HF的過剩量，并對氫氟化尾氣中的HF進行回收和再利用至關重要。

國外不同的廠家采用不同的氟化氫回收技術，美國聯合化學公司生產四氟化鈾工藝中采用的方法是將排出的尾氣在淋洗塔內經自來水淋洗后不冷凝氣體直接排空，在淋洗裝置底部接收淋洗產生的稀氫氟酸另作它用。斯普林菲爾德鈾轉化廠將氫氟化工藝尾氣送往冷凝器冷凝回收液態氟化氫，沒有冷凝下來的少量氟化氫氣體送至尾氣洗滌系統進行淋洗處理。

目前，國內尚沒有針對氫氟化工藝尾氣中HF氣體進行回收技術的研究和應用。在早期的鈾轉化生產中，為盡量減小電解制氟陽極氣體（主要成分為氟氣）中HF對后續工序的不良影響，申請人曾開展過氟氣中HF去除技術研究。在適當溫度下，利用NaF與HF反應生成NaHF₂，在較高溫度下，NaHF₂又可近于完全分解生成NaF、HF的特性，研制建立了以球形NaF顆粒為吸附劑的塔式凈化裝置。但在實際應用中，由于吸附HF后NaF顆粒易粉化，常導致塔式凈化器堵塞，且傳熱效果不良，最終未能在實際生產中進行推廣和應用。

發明內容

本發明的目的在于掌握氫氟化工藝尾氣中過量氟化氫回收再利用工藝技術，并將其應用于四氟化鈾生產系統，最大限度地實現氫氟化工藝尾氣中過量氟化氫的回收再利用，有效地降低四氟化鈾生產成本，從根本上減少含鈾、氟廢液的產生量。

本發明的另一個目的是還提供了一種回收氫氟化工藝尾氣中無水氟化氫的新方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為，一種回收氫氟化工藝尾氣中氟化氫的方法，包括以下步驟：

步驟1，來自氫氟化工藝的尾氣經尾氣冷凝器冷凝后，冷凝液與不凝性氣體一起進入到氫氟酸儲槽中，實現氣液分離；

步驟2，經步驟1冷凝后，不凝性氣體經氫氟酸儲槽后送入淋洗塔進行淋洗，淋洗液回流至氫氟酸儲槽中，不凝性氣體送排風凈化中心進一步處理后達標排放；

步驟3，當氫氟酸儲槽中的廢液量體積達到預設量后，分批次取樣分析其中HF含量，當氫氟酸儲槽中廢液的HF質量百分比濃度達到10%以上時，定量送入到已預先加入NaF的HF回收反應器中；

步驟4，在充分攪拌的情況下，在HF回收反應器中實現NaF與HF的反應，應溫度控制在20℃～50℃，攪拌時間不低于1h；

步驟5，在充分攪拌的前提下，將HF回收反應器升溫至110℃～130℃左右，使其脫水，干燥時間不低于1.5h；脫水過程中，水蒸汽經HF冷凝器冷凝后形成的冷凝水經過檢測，如滿足排放要求，可作為生產下水直接排放；如不能滿足排放要求，送至廢液處理設施進一步處理后達標排放；

步驟6，在充分攪拌的前提下，將HF回收反應器進一步升溫至300±10℃，分解時間不低于0.5h，使NaHF₂完全分解；分解過程中生成的HF，經冷凝器冷凝捕集后轉變為液態氟化氫，送入HF儲罐收集、暫存；進入到HF儲槽中的不凝性氣體送入淋洗塔淋洗，經淋洗凈化后的氣體送排風凈化中心進一步處理后達標排放。

所述步驟1中氫氟化工藝的尾氣溫度為150～250℃，HF質量百分含量為10～28%。

所述步驟3中，當氫氟酸儲槽中的廢液量體積達到5m³后，每天取樣一次分析其中HF含量。

所述步驟3中，控制HF回收反應器中的NaF與加入到HF的摩爾數比在2～4之間。

所述步驟5中，將HF回收反應器升溫至120℃進行脫水。

所述步驟5中，部分冷凝器冷凝后形成的冷凝水直接作為淋洗塔的淋洗液使用，剩余部分排放或經處理后排放；

所述步驟6中，將HF回收反應器升溫至300℃進行分解。

所述步驟6中HF儲罐的HF可送至HF蒸發罐中，用于UF₄生產。