【正文】 本次設(shè)計(jì)能夠順利完成，首先我要感謝我的母?！幽蠙C(jī)電高等?？茖W(xué)校，是她為我們提供了學(xué)習(xí)知識(shí)的沃土，使我們?cè)谶@里茁壯成長(zhǎng)；其次我要感謝電氣系應(yīng)用化工的老師們，他們不僅教會(huì)我們專業(yè)方面的知識(shí)，而且教會(huì)我們做人做事的道理；尤其要感謝在本次設(shè)計(jì)中給與我大力支持和幫助的喬月純老師，每有問(wèn)題，老師總是耐心的解答和細(xì)心地指導(dǎo)，使我能夠充滿熱情的投入到畢業(yè)設(shè)計(jì)中去；還要感謝我的同學(xué)們，他們熱心的幫助，使我感到了來(lái)自兄弟姐妹的情誼；最后還要感謝相關(guān)資料的編著者和給予我們支持的親戚朋友們，感謝您們?yōu)槲覀兲峁┮粋€(gè)良好的環(huán)境，使本次設(shè)計(jì)圓滿完成。圖45 20082020年世界電動(dòng)車增長(zhǎng)預(yù)測(cè)(單位:萬(wàn)臺(tái))據(jù)臺(tái)灣工研院（IEK）預(yù)測(cè)，2014年世界六氟磷酸鋰的用量將達(dá)到8000t，％，2009年的金融危機(jī)明顯抑制了其增長(zhǎng)速度，隨著世界經(jīng)濟(jì)的逐漸恢復(fù)，對(duì)其需求也不斷增加。鋰電池市場(chǎng)容量將從2008年的110億美元增加到2014年的630億美元，％％(圖43)。在金融危機(jī)之后，全球經(jīng)濟(jì)處于緩慢復(fù)蘇之中，各國(guó)政府都在積極尋找新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，刺激經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。同時(shí)，根據(jù)圖41和圖42的對(duì)比，還可以看到目前鋰電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用仍然處于初級(jí)階段，僅占極小的市場(chǎng)份額，將來(lái)一定是非常廣的領(lǐng)域。圖41 2009年中國(guó)鋰離子電池使用領(lǐng)域分配圖42 2009年世界鋰離子電池使用領(lǐng)域 自上世紀(jì)90年代鋰電池產(chǎn)業(yè)化至今，全球鋰離子電池需求量持年均10％左右的速度增長(zhǎng)。目前鋰電池主要用于手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼產(chǎn)品、游戲機(jī)、電動(dòng)工具等，其中在中國(guó)最大的應(yīng)用領(lǐng)域是手機(jī)，約占二分之一，其次是筆記本電腦，約占四分之一(圖41)。目前鋰電池主要用于手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼產(chǎn)品、游戲機(jī)、電動(dòng)工具等，鋰電池除了在上述領(lǐng)域會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，隨著世界各國(guó)新能源汽車的迅速發(fā)展，將來(lái)作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，動(dòng)力鋰電池將會(huì)成為六氟磷酸鋰電解質(zhì)需求劇增的另一個(gè)主要拉動(dòng)因素?？諝庵泻鷱U氣可以通過(guò)采氣監(jiān)測(cè)法監(jiān)測(cè)，含氟廢水中氟離子濃度可以采用氟離子選擇電極測(cè)定。 為了保持建立良好的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，除采取上述治理措施外，在廠區(qū)內(nèi)和廠區(qū)周圍，種植一些選擇性吸附和抗氟能力強(qiáng)的松樹，再種植一些對(duì)氟敏感的植物如雪松、唐菖蒲，這樣既可以充分利用樹木的吸收、凈化和阻擋作用，提高環(huán)境自凈能力，又可以利用生物來(lái)監(jiān)測(cè)大氣氟污染，從而達(dá)到綜合治理的目的。 對(duì)粉煤灰—石灰聯(lián)合工藝和石灰—粉煤灰聯(lián)合工藝處理高濃度含氟廢水比較發(fā)現(xiàn)，石灰—粉煤灰聯(lián)合工藝處理后的出水含氟量符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，是高濃度含氟廢水處理的最佳工藝。Al3＋離子濃度在10~100mg/L范圍內(nèi)，聯(lián)合工藝出水可到到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。在最優(yōu)組合的條件下，石灰—粉煤灰聯(lián)合工藝處理含氟離子濃度為1000mg/L的廢水，出水中氟離子濃度為4mg/L以下，復(fù)合國(guó)家工業(yè)廢水一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)研究的1000mg/L的高濃度含氟廢水，經(jīng)過(guò)處理后。2. 石灰—粉煤灰聯(lián)合工藝 將石灰作為一級(jí)段沉降劑時(shí)，六因素五水平正交實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，對(duì)氟離子去除率影響石灰投加量 氟離子初始濃度 溫度 絮凝劑量 反應(yīng)時(shí)間 pH，得到了正交實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)組合為：溫度10℃，吸附時(shí)間30min，PAM（質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％），氟離子初始濃度為200mg/L；在此最優(yōu)組合的條件下，對(duì)工藝條件對(duì)于含200~1000mg/L氟離子廢水該工藝具有較好的適用，其中200mg/L含氟廢水用石灰處理后，復(fù)合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。在最優(yōu)組合的條件下，粉煤灰—石灰聯(lián)合工藝處理含氟離子濃度為1000mg/L廢水，出水中氟離子的濃度為20mg/L左右，尚達(dá)不到國(guó)家工業(yè)廢水一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。將石灰作為二級(jí)階段沉降劑時(shí)，四因素三水平存在交互設(shè)計(jì)的正交實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，對(duì)除氟效果處在交互影響的因素組合為：溫度、添加劑量和時(shí)間因素組合；溫度，時(shí)間和pH因素組合。 ⑤ 二段除氟反應(yīng)池出水進(jìn)入二沉池，二沉池出水外排，渣回流至一級(jí)反應(yīng)池或回流至初沉池，作為該廠處級(jí)產(chǎn)品回收。濾液返回一級(jí)反應(yīng)池，渣作為氟石膏外賣作建材。 ③ 反應(yīng)池出水后進(jìn)入中間沉淀池澄清，HRT=60min。 含氟廢水的治理 石灰—硫酸鋁法處理高濃度含氟廢水 1. 高濃度含氟廢水處理工藝流程 對(duì)于高pH的含氟廢水，推薦流程見圖31： 石灰乳 Ca/F 比 廢水 硫酸 硫酸鋁 出水絮凝沉降pH68沉淀反調(diào)Ph 68 反應(yīng)30min 渣過(guò)濾 沉降120min 反應(yīng)5min 二段污渣回流 一段石灰除氟 圖31 石灰—硫酸鋁二段除氟流程（酸反調(diào)pH）對(duì)于低pH的含氟廢水，推薦流程見圖32： 石灰乳 硫酸鋁Ca/~絮凝沉降pH6~8沉降 廢水 出水 60min 渣過(guò)濾 反應(yīng)30min 沉降120min 反應(yīng)5min 二段污渣回流 一段石灰除氟 圖32 石灰—硫酸鋁二段除氟流程2. 工藝流程及參數(shù)說(shuō)明 ① 廢水由各個(gè)排水點(diǎn)收集到初沉淀池（初沉淀池兼調(diào)節(jié)池作用，且可通過(guò)自然冷卻使氟化鹽結(jié)晶析出，回收大量氟化鹽），HRT=120min。如果將液體與氣體接觸的時(shí)間設(shè)計(jì)得較合理, 就一定能獲得理想的效果。根據(jù)各種設(shè)備的使用條件, 對(duì)噴淋塔選用普通水泥, 塔內(nèi)涂瀝青, 風(fēng)機(jī)進(jìn)行搪鉛處理, 溫度高的部分用普通碳鋼,溫度低的部分采用聚氛乙烯塑料管。即塔高H=，石灰乳循環(huán)泵選用耐腐蝕的離心泵。本工藝選用噴淋式吸收塔。 3. 主要設(shè)備設(shè)計(jì)及防腐材料選擇 ① 主要設(shè)備設(shè)計(jì) 氟氣治理設(shè)計(jì)中, 最關(guān)鍵的設(shè)備是洗滌吸收塔。此治理工藝不甜排放污水和廢渣, 即石灰液循環(huán)使用, 定期補(bǔ)充。第二級(jí)選用外部降溫系統(tǒng),熱水可供職工洗澡。設(shè)計(jì)中我們采用了既能充分利用余熱,又能達(dá)到有效降溫的二級(jí)降溫工藝。其反應(yīng)如下:HF + H2O → HF（水溶液）3SiF4 + 2H2O→ 2H2SiF6 + SiO2↓3Ca(OH)2 + H2SiF6 → 3CaF2↓ + SiO2↓ + 4H2O2HF + Ca(OH) 2→ CaF4↓ + 2H2O 2. 治理工藝 因回轉(zhuǎn)爐排煙溫度高達(dá)900℃ 以上, 但凈化部分工藝要求溫度不能超過(guò)200℃ 。雖然國(guó)外也有利用干法來(lái)治理氟氣, 但因它還存在許多間題, 我國(guó)目前尚未采用。目前我國(guó)多數(shù)磷肥廠、制藥廠等均用堿、氮、石灰、電石等的水溶液吸收氟氣。 3. 所有的含氟廢氣最后經(jīng)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入廢氣處理中心，廢氣處理中心采用“一室一塔制”對(duì)含氟廢氣進(jìn)行最后處理?；谝陨显?，對(duì)含氟廢氣的治理我們主要采用以下方法： 1. 在每一生產(chǎn)工段真空管道與主真空管道連接處，設(shè)置一活性Al2O3 吸收柱，這樣既使含氟廢氣得到凈化，也保護(hù)了真空泵。硅的價(jià)格相對(duì)較高，但硅與氟氣在常溫下就可發(fā)生反應(yīng)，易于操作。焚燒的一般做法為將氟氣通過(guò)填充了炭或硅的焚燒柱，發(fā)生反應(yīng)使其轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氟化物。這三種氣體中，氟化氫和五氟化磷都極易于與堿性水溶液發(fā)生反應(yīng)，生成可溶性的氟化物。鋼瓶應(yīng)安放在離操作崗位一定距離，采用延伸的手柄操縱閥門。接近稍高壓力的氟氣閥門或鋼瓶時(shí)，一定要戴防護(hù)面罩，還應(yīng)備好供氧面具。 4. 除設(shè)有隔離的儀表控制室外，生產(chǎn)車間還應(yīng)有良好的通風(fēng)，為工作人員在檢修時(shí)提供新鮮空氣和安全環(huán)境。 3. 在生產(chǎn)設(shè)備中嚴(yán)禁使用油脂等有機(jī)物，要注意管道內(nèi)的清潔。