电解制氟生产中废气处理方法的探讨.doc

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1、电解制氟生产中废气处理方法的探讨摘 要：氟因为其特殊的物理性质，经常被作为氟化剂，从而实现对各种性能优良的含氟材料的制取。但是，自然界中的氟元素主要以化合物的形式存在，因此，人们要想获取氟单质，就必须采取相应的措施进行制取。电解制氟是获取氟单质的一种常见方式，但是，通过该方式制取氟的过程中，会产生一定的废气。因此，在采取电解法进行制氟过程中，应当加强对制氟过程中废气的处理，实现对废气的科学处理。本文就电解制氟过程中废气的处理方法进行了合理的探讨。关键词：电解制氟;废气处理;环境污染;氟气氟气呈淡黄色，并且具有毒性，氟气化学性质活泼，其具有强氧化性，可以与大多数氧化物反应，因此，其被用于制取含有

2、氟材料的物质。目前，工业生产过程中采用的氟气主要通过电解无水氟化氢获取。1 制取氟气的技术种类从目前氟气的制取情况来看，常用的制取手段主要有以下三种方法：电解法制氟;等离子体裂变法;化学药剂制取法。从现阶段的情况来看，在以上三种方法中，电解制氟法是技术最为成熟的一种方法，经过人们对该项技术研究的不断深入，该项技术已经十分成熟，并且形成了一定规模。但是，从目前电解制氟法的具体应用情况来看，还存在许多问题，其中最为严重的一项问题，就是在电解制氟期间，会产生大量的废气，因此，在采用电解制氟法时，应当做好废气处理的研究。2 电解制氟法应用过程中产生废气的原因目前，电解制氟法制取氟采用的电解质是氟化氢钾

3、和无水氟化氢的混合物，待电解质温度达到要求后，向电解质中通入直流电。2.1 阴极产生的氢气中含有少量氟化氢对无水氟化氢进行电解过程中，阴极会电解出氢气，但是在氢气中会含有一定量的氟化氢气体，这主要是因为气体氟化氢的沸点较低，仅有19.2，而在电解过程中，电解槽内的温度远超氟化氢的沸点，这就会导致电解期间氟化氢会发生挥发。2.2 阳极产生的氟其中含有少量的氟化氢依据相关规定完成对电解槽的组装后，将计算后的氟氢化钾和无水氟化氢加入到电解槽中，然后对装置的绝缘性、气密性等各项指标进行检查，确保各项内容都合格后，方可投入使用。起初运行阶段，采用较低的电流，该阶段主要是将混合后的水分、硫化物、硅化物去除

4、，也被称作预电解阶段。该阶段以水电解为主，并且也会有少量的硅化物、硫化物、氟化氢电解，该阶段形成的氟气的纯度低，同时，由于电解槽的温度远高于氟化氢沸点，氟化氢会发生挥发，因此，这会导致生产的氟气中含有少量氟化氢，无法满足生产需求。此外，在具体电解过程中，如果出现事故，生产的氟气中也会还有氟化氢废气，因此，要利用废气处理系统对生产的气体进行处理。3 处理阳极氟气中还有少量氟化氢杂质的措施3.1 利用新鲜水吸收氢气中含有的少量氟化氢采用电解法制造氟气过程中，电解槽阴极产生的氢气通过管道被输送到氢气缓冲罐中，然后从氢气缓冲罐再汲入到氢气洗剂塔中，氢气洗剂塔内装的是新鲜水，为了确保可以完成对氢气中氟化

5、氢杂质的清除，清水液位高度应当在氢气洗剂塔的1/2-2/3 处。在废气处理过程中，整个装置中的新鲜水通过循环泵运输到洗剂塔顶部，然后完成相应喷淋作业。在该期间，新鲜水从上到下，氟化氢从下到上与新鲜水进行充分接触，此时，氢气中的氟化氢气体会被新鲜水循环吸收，经过处理后的氢气由洗剂塔顶部至排空塔架放空。通过该方式完成对氢气中氟化氢气体的处理，形成的氟化氢溶液的最高浓度能够达到30%。3.2 利用氫氧化钠溶液吸收氟气中的氟化氢杂质利用氢氧化钠溶液对氟其中的氟化氢杂质进行处理，氢氧化钠浓度的不同，涉及到的化学反应也会有所不同。利用氢氧化钠溶液对氟气中的氟化氢气体进行处理时，氢氧化钠溶液的浓度会对最终的

6、生成物造成一定影响，当氢氧化钠浓度过低，生成物中会存在二氟化氧气体，其有毒，并且具有腐蚀性和刺激性气味，虽然可以溶解在水中，但溶解速度十分缓慢。因此，在工业生产过程中，利用氢氧化钠溶液处理氟气中的氢氟化氢，应当采用浓度在10-15%之间的氢氧化钠溶液，避免处理后的气体中还有二氟化氧气体。实际生产过程中，电解槽阳极产生的氟气经过文丘里喷射管和压缩空气的混合比例为1：6，完成混合后，混合气体会进入到氟气缓冲罐中，再通过氟气缓冲罐进入氟气洗剂塔，具体处理过程中，为了确保处理效果能够得到期望标准，洗剂塔内装有新鲜水，装入的水量的液位应在洗剂塔的1/2-2/3处，然后向洗剂塔中加入氢氧化钠溶液，加入的溶

7、液的浓度应当控制在10%-15%，氢氧化钠溶液通过循环泵进料至洗剂塔上部完成相应的喷淋作业，在该处理过程中，氢氧化钠溶液由上到下，氟化氢气体从下到上充分接触，确保反应的充分性，在处理过程中，会产生少量氧气，针对该过程中生产的氧气，可以通对氟气洗剂塔顶部进入到排空塔架放空。在实际处理过程中，应对处理过程中产生的氟化钠溶液排至废水处理。4 结束语从目前电解制氟的实际生产情况来看，在具体生产过程中，要通过合理的方式对制造过程中产生的废气进行科学处理，从而提高制造气体的纯度。在实际处理过程中，可以通过浓度在10-15%的氢氧化钠溶液和新鲜水，分别对氟其中的氟化氢和氢气中的氟化氢进行处理，从实际应用情况

8、来看，这种处理方式在具体应用过程中不仅效果好，而且具有不错的经济效益。参考文献：1常宇，王来喜，张慧忠，等.中温电解制氟专用炭阳极板制备技术研究J.中国核电，2018，11（03）：322-326.2李振峰，王校峰，马智刚.中温电解制氟废电解质回收工艺研究J.核科学与工程，2018，38（01）：163-169.3刘永生.电解制氟阳极板的发展概况J.低温与特气，2016，34（01）：5-6+10.4张俊辉.电解制氟生产中阴极尾气处理工艺的研究A. 中国核学会.中国核科学技术进展报告（第四卷）中国核学会2015年学术年会论文集第6册（核化学与放射化学分卷、核化工分卷）C.中国核学会：中国核学会，2015：5.5张怀，赵冰，赵纪峥.HAZOP在电解制氟工艺中的应用J.化学推进剂与高分子材料，2015，13（02）：62-65.4