有价二次物料处置过程中产生烟气的处理方法
阅读说明：本技术 有价二次物料处置过程中产生烟气的处理方法 (Treatment method for smoke generated in valuable secondary material treatment process ) 是由 施自恩 施自意 沈建国 于 2021-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供了有价二次物料处置过程中产生烟气的处理方法,包括以下步骤：1)烟气预除尘；2)对烟气温度可控制式随机冷却降温,通过喷入生石灰粉和活性炭粉进行半干法脱硫；3)采用一级布袋除尘器收集下来的烟灰循环使用；4)采用蓄热式焚烧炉对烟气进行二次燃烧,并在燃烧室内喷入尿素溶液,采用SNCR方法进行脱硝；5)将后续烟气与蓄热式焚烧炉出来烟气进行热交换,将进入烟囱的烟气提升至120℃以上；6)向烟气中快速喷入活性炭,使活性炭和烟气充分混合,再通过二级布袋除尘器去除活性炭粉；7)采用氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液进行二级脱硫；8)对二级脱硫后的烟气进行强化脱硫补充。本发明实现了高效、节能、环保、超净排放。(The invention provides a method for treating smoke generated in the treatment process of valuable secondary materials, which comprises the following steps: 1) pre-dedusting the flue gas; 2) randomly cooling the flue gas with controllable temperature, and spraying quicklime powder and activated carbon powder to perform semi-dry desulfurization; 3) recycling the soot collected by the primary bag-type dust collector; 4) carrying out secondary combustion on the flue gas by adopting a heat accumulating type incinerator, spraying a urea solution into a combustion chamber, and carrying out denitration by adopting an SNCR (selective non-catalytic reduction) method; 5) carrying out heat exchange between the subsequent flue gas and the flue gas discharged from the heat accumulating type incinerator, and raising the temperature of the flue gas entering a chimney to be above 120 ℃; 6) quickly spraying activated carbon into the flue gas to fully mix the activated carbon with the flue gas, and removing activated carbon powder by a secondary bag-type dust collector; 7) performing secondary desulfurization by using a sodium hydroxide solution or a sodium carbonate solution; 8) and carrying out reinforced desulfurization supplementation on the flue gas subjected to secondary desulfurization. The invention realizes high efficiency, energy saving, environmental protection and ultra-clean discharge.)
技术领域
本发明属于环保烟气治理技术领域，具体涉及有价二次物料处置过程中产生烟气的处理方法。
背景技术
含铜、镍污泥及电子废弃物等有价二次物料成分复杂，含有多种金属和有机物，处理过程中面临环境污染和综合回收两大难题，主要的处理工艺包括火法和湿法两种：
火法包括传统密闭式富氧侧吹炉法、回转式焚烧炉法、顶吹炉法等，对烟气的处理一般采用斜烟道、沉灰桶、利用空气热交换表面冷却器、布袋收尘、碱法(钙、钠、镁等作为脱硫剂)脱硫、烟囱排放的工艺。也有在斜烟道前增加一个二燃室用燃料助燃升温到800℃以上保留2s以上的时间来促使二噁英(PCDD/Fs)类物质分解，再在2s内骤冷到200℃来防止二噁英(PCDD/Fs)类物质的再合成；这样虽然可满足二噁英(PCDD/Fs)类物质的基本达标排放，但热能损失很大，不节能也不经济。
湿法回收方法是利用无机强酸、强碱等介质对含铜、镍污泥及电子废弃物等有价二次物料进行浸出，使含铜、镍污泥及电子废弃物等有价二次物料中的绝大多数金属(包括贵金属和贱金属)溶解而进入液相，然后从液相中回收贵金属和其他贱金属，优点是废气排放少、提取贵金属后的残留物易于处理，但化学试剂消耗量大、工艺复杂、综合回收水平不高，浸出液及残渣具有腐蚀性及毒性，若处理不当，易引起更为严重的二次污染。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题提供一种高效、节能、环保、超净排放的有价二次物料处置过程中产生烟气的处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
有价二次物料处置过程中产生烟气的处理方法，包括以下步骤：
1)采用沉降室对烟气预除尘；
2)对烟气温度可控制式随机冷却降温，温度降至220℃～240℃后，通过喷入生石灰粉和活性炭粉进行半干法脱硫；
3)采用一级布袋除尘器收集包括烟尘、未反应完全的石灰粉、脱硫渣、活性炭粉在内的烟灰，收集下来的烟灰循环使用；
4)采用蓄热式焚烧炉对烟气进行二次燃烧，加热至800℃以上，并在燃烧室内喷入尿素溶液，采用SNCR方法进行脱硝；
5)将后续烟气与蓄热式焚烧炉出来烟气进行热交换，将进入烟囱的烟气提升至120℃以上；
6)向烟气中快速喷入活性炭，使活性炭和烟气充分混合，再通过二级布袋除尘器去除活性炭粉；
7)采用氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液进行二级脱硫；
8)对二级脱硫后的烟气进行强化脱硫补充，确保烟气超净排放。
优选地，步骤1)中，采用容积不小于90立方米的大容积沉降室对烟气预除尘。
优选地，步骤2)中，采用可控式水介质表面冷却器对烟气温度可控制式随机冷却降温。
优选地，所述生石灰粉配成10％石灰乳溶液。
优选地，步骤3)中，收集下来的烟灰回用至制球/砖系统循环使用。
优选地，步骤4)中，包括通过内部蜂窝瓷砖高效蓄热过程的急速冷却功能使烟气温度在2s内从800℃以上骤冷至200℃以下。
更优选地，步骤4)中，采用10％尿素溶液。
优选地，步骤7)中，在双碱法脱硫塔中进行二级脱硫，所述氢氧化钠溶液为10％氢氧化钠溶液。
优选地，步骤7)还包括：将脱硫液用氧化钙再生，脱硫石膏经精制后作为副产品利用。
优选地，所述一级布袋除尘器和所述二级布袋除尘器均为脉冲式布袋除尘器。
本发明的有益效果如下：
1.采用大容积沉降室，减少烟气流速，增加除尘效果。
2.采用可控式水介质表面冷却器对烟气温度可控制式随机冷却降温到所需温度。
3.采用半干法脱硫，控制烟气温度，运营稳定，操作环境佳；喷射生石灰粉和活性炭，可快速吸收异味和保护除尘器布袋。
4.采用脉冲式布袋除尘器将烟尘、未反应完全的石灰粉、脱硫渣、少量活性炭粉等收集，收集下来的烟灰回用至制球(砖)系统，循环使用，烟气除尘率达99％以上。
5.采用蓄热式高温焚烧炉(RTO)，能耗低，在蓄热的同时可快速降温，在高温燃烧室喷入尿素溶液，达到脱硝和去除二噁英同步实现。
6.采用烟气热交换器，充分利用蓄热式高温焚烧炉(RTO)出口的烟气余热，达到“消白”目的。
7.通过活性炭喷射装置向烟气中快速喷入活性炭，使活性炭和烟气充分混合，达到较好的吸收二噁英和异味效果。
8.在蓄热式焚烧炉(RTO)出来烟气中喷入活性炭粉后，采用二级布袋除尘器去除，因烟气通过布袋时，活性炭粉附着在布袋表面，进一步增加吸收二噁英和异味的效果。
9.因半干法脱硫效率未达到排放要求，在碱法脱硫塔中采用10％氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液进行二级脱硫。脱硫液再用氧化钙再生，脱硫石膏经精制后作为副产品利用。
10.对双碱法脱硫塔出来烟气进行强化脱硫补充，确保烟气超净排放。
附图说明
图1是本发明富氧侧吹熔炼炉烟气处理工艺流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
结合图1，本发明有价二次物料处置过程中产生烟气的处理方法，主要包括以下步骤：
(1)烟气预除尘：针对该熔炼炉烟尘浓度大，烟道易堵特点，采用容积不小于90立方米的大容积沉降室，减少烟气流速，增加除尘效果，除尘效率达55％～60％，烟气温度在400℃～500℃。
(2)可控式水介质表面冷却器：对烟气温度可控制式随机冷却降温，温度降至220℃～240℃后，进入半干法脱硫塔。
(3)半干法脱硫塔：烟气一级脱硫，通过喷入10％石灰乳溶液，烟气与石灰乳接触，之后再喷入活性炭粉，脱硫效率65％～70％，出口温度170℃左右。
(4)生石灰粉和活性炭喷射装置：控制烟气水份和吸收烟气部分异味，保护除尘布袋。
(5)一级布袋除尘器：采用脉冲式布袋除尘器将烟尘、未反应完全的石灰粉、脱硫渣、少量活性炭粉等收集，收集下来的烟灰回用至制球(砖)系统，循环使用，烟气除尘率达99％以上。
(6)蓄热式高温焚烧炉(RTO)：经过一级布袋除尘器，出口烟气温度130℃～150℃，进入蓄热式焚烧炉(RTO)，对烟气进行二次燃烧加热至800℃以上，确保烟气中二噁英(PCDD/Fs)类物质基本分解，并在燃烧室内喷入10％尿素溶液，采用SNCR方法进行脱硝，使脱硝和去除二噁英同步实现，同时通过内部蜂窝瓷砖高效蓄热过程的急速冷却功能，一方面使加热后烟气热能得到充分循环利用，燃料费用大大降低，节能效率可达95％以上，另一方面，可保证烟气温度在2s内从800℃以上骤冷至200℃以下，可有效减少烟气中二噁英(PCDD/Fs)类物质的再合成，确保二噁英(PCDD/Fs)类物质达标排放。
(7)热交换器：蓄热式焚烧炉(RTO)出来烟气温度200℃～220℃，考虑到后续脱硫采用湿法脱硫，烟气温度会降低至60℃以下，烟气湿度较大，易产生白烟，进一步进行余热利用，将后续烟气与蓄热式焚烧炉出来烟气进行热交换，将进入烟囱的烟气提升至120℃以上，达到“消白”目的。
(8)活性炭喷射装置：通过活性炭喷射装置向烟气中快速喷入活性炭，使活性炭和烟气充分混合，达到较好的吸收二噁英和异味效果。
(9)二级布袋除尘器：烟气喷入活性炭粉后，通过二级布袋除尘器(与步骤(5)中采用的脉冲式布袋除尘器是相同的)去除，因烟气通过布袋时，活性炭粉附着在布袋表面，增加吸收二噁英和异味的效果。
(10)双碱法脱硫塔：因半干法脱硫效率未达到要求，在碱法脱硫塔中采用10％氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液进行二级脱硫。脱硫液再用氧化钙再生，脱硫石膏经精制后作为副产品利用。
(11)碱法洗涤塔：对双碱法脱硫塔出来的烟气进行强化脱硫补充，确保烟气超净排放。
实施例
现以日处理120吨含铜、镍污泥及电子废弃物等危险废物的某富氧熔炼炉工厂为例，对本发明的实施方式做进一步说明。
经五联单备案后的吨袋包装含铜、镍污泥及电子废弃物等危险废物由运料车运输进入工厂危废暂存库暂存，制球/砖车间按各种含量要求比例领出物料，进行配料、存化、烘干、制成球/砖形状，和一定比例的燃料、熔剂按次序投入富氧熔炼炉，制氧站制出氧气与罗茨风机的空气混合后鼓入熔炼炉中，炉内焦点区温度控制在1200℃-1400℃之间，炉身壳出口烟气温度在380℃-450℃之间，孔板流量计实测烟气量15000Am3/hr(工况)，颗粒物浓度25480mg/Nm3，二氧化硫浓度1850mg/Nm3，氮氧化物浓度1280mg/Nm3，二噁英2.5ngTEQ/Nm3。
在强力引风机的作用下，炉加料口保持微负压不使烟气外冒，使烟气按顺序依次经过大容积沉降室、可控式水介质表面冷却器、半干法脱硫塔、一级脉冲式布袋除尘器、蓄热式高温焚烧炉(RTO)、烟气热交换器、二级脉冲式布袋除尘器、双碱法脱硫塔、强化碱法洗涤塔。烟气经过大容积沉降室，实测颗粒物浓度11250mg/Nm3，大容积沉降室对颗粒物的去除率可达55.8％；在半干法脱硫塔内用10％石灰乳作为脱硫剂脱硫，在半干法脱硫塔出口取样实测二氧化硫浓度550mg/Nm3，二氧化硫去除率达70.3％，经过一级脉冲式布袋除尘器、在蓄热式高温焚烧炉(RTO)喷入尿素脱硝后取样实测颗粒物浓度29.8mg/Nm3，氮氧化物浓度50mg/Nm3，二噁英浓度0.3ngTEQ/Nm3，颗粒物去除率达99.7％，氮氧化物去除率达96.1％，二噁英去除率达88％，通过设置在蓄热式高温焚烧炉(RTO)、烟气热交换器之后二级脉冲式布袋除尘器之前的管路上的活性炭喷射装置，喷入活性炭，用以吸附烟气在骤冷过程中重新合成的少量二噁英类物质、进一步提高二噁英的去除率。通过二级脉冲式布袋除尘器、双碱法脱硫塔、强化碱法洗涤塔进一步提高去除率，确保烟气超净排放。
烟气热交换器最后通过60米烟囱高空排放，在60米烟囱上装有在线监测系统实时监测排出烟气的各项排放指标，排放口24小时实时监测数据为：烟气温度120℃，烟气量9000Am3/hr(工况)，颗粒物浓度5-10mg/Nm3，二氧化硫浓度10-30mg/Nm3，氮氧化物浓度30-50mg/Nm3，抽测排放口二噁英浓度0.05ngTEQ/Nm3，颗粒物去除率达99.9％，二氧化硫去除率达98.5％，氮氧化物去除率达96.1％，二噁英去除率达98％。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为更清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方法予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。