CN104383801B - 处理电子废料烟气的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理电子废料烟气的方法和系统，该方法包括：(1)将烟气与吸收液逆流接触，以便得到净化烟气和吸收后液；(2)将吸收后液进行过滤处理，以便得到滤液和滤渣；(3)将滤液与重金属捕捉剂混合后进行浓密处理，以便得到上清液和含有重金属的滤渣；(4)向上清液中通入氯气，以便将上清液中的溴离子氧化为溴单质，得到含有溴单质的反应后液；(5)将含有溴单质的反应后液进行蒸馏处理，以便得到含溴气体，以及(6)将含溴气体进行冷凝处理，以便得到溴产品和混合气体。该方法可以有效实现对电子废料烟气的净化，经净化后的烟气可达到国家环保标准，并且可以高效回收溴元素，溴提取率达90％以上，溴产品纯度达99％以上。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体而言，本发明涉及一种处理电子废料烟气的方法和系统。
背景技术
电子废料中除了含有大量的有价金属(如铜、铁、铝、锡、铅等)，还含有贵金属(如金、银、铂、钯等)，具有很高的资源回收价值。然而，电子废料中还含有铅、汞、镉、铬等多种重金属和聚氯乙烯、卤化物阻燃剂等有毒有害物质，处理不当将对环境造成严重的二次污染。因此，如何有效地实现电子废料无害化回收，实现其再资源化，对于减轻环境压力和防止环境污染，提高二次资源的再利用率，确保我国经济、社会和环境可持续发展都有着十分重要的意义。
火法冶金工艺处理电子废料具有成本低、处理量大的特点，是该行业的发展趋势。此过程产生的电子废料烟气SO2浓度不高，但含有一定浓度的HCl和HBr，且烟尘中重金属含量高且成份复杂，污染物具有温度高、颗粒大、易截留、污染物组分变化大的特点。如何解决烟气净化问题，使之达到国家环保标准，并高效回收烟气中的有价元素，以弥补烟气处理所投入的成本，成为电子废料烟气处理行业的的新挑战。
当前工业溴的市场价为1.7万/吨，若不能回收烟气中的溴，不仅造成环境污染，也造成巨大的经济损失。在高温燃烧过程中，电子废料特别是印刷线路板包含的有机溴系列阻燃剂，会发生转化，彻底分解为无机溴(HBr)进入烟气，在燃烧室中有少量HBr在烟气中被氧化为分子溴(Br2)(由于燃烧室温度高，烟气中只能有少量的Br2存在)，部分HBr和Br2与烟气中的金属或金属氧化物发生反应，残存在烟尘中。离开燃烧室后，烟气中HBr在冷却过程被烟气中剩余的氧逐渐氧化生成Br2，并且随着温度降低烟气中的Br2越多。温度低至室温时，绝大多数HBr在数分钟至数十分钟之内转化为Br2，并且在烟气缓慢冷却过程Br2可以在固体表面冷凝析出，形成液溴吸附在烟尘中。
传统熔炼烟气处理方法主要涉及烟气脱硫技术，较为成熟的技术包括氨法脱硫技术、石灰/石灰石-石膏法脱硫技术、钠碱法脱硫技术、金属氧化物吸收脱硫技术、有机溶液循环吸收脱硫技术等。此外，常用的技术还有活性焦吸附法、等离子体烟气脱硫脱硝技术、生物脱硫技术等。以上技术均较为成熟，但是主要适用于烟气中SO2的脱除，是否适用于含有SO2、卤素、含氮杂质等成份复杂的电子废料烟气，并未见相关研究。
专利200980154308.9公开了一种使用含催化剂的溶剂除去合成气中包含的含硫、含氮(如H2S、COS、CS2、HCN和NH3等)和含卤素杂质(如HF、HCl、HBr和HI)的方法，虽然可实现烟气中的杂质被一并脱除，但无法实现溴素的单独提取，经济效益差，另外含有各种杂质的溶剂也无法达标排放。
专利201210007076.8公开了一种采用热风吹出、碱液吸收以实现氧化锌浆液脱硫脱氟氯的方法，氟氯脱除效率高，处理之后氧化锌浆液直接电解过程可顺利进行，但存在含卤素的碱液难以达标排放，且无法回收卤素，经济效益差的问题。
专利201310251704.1公开了一种含溴高温烟气的综合处理回收利用工艺及装置，该发明针对电子废弃物(特别是废弃印刷线路板)火法冶金工艺处理过程中产生的烟气，使烟气经过余热锅炉冷却、除尘装置除尘、烟气冷却装置充分冷却后，在溴吸附装置中采用改性分子筛、改性活性炭、纳米活性炭等吸附质吸附，再用少量热风对吸附质进行再生，产生的高浓度含溴气体进入溴冷凝装置冷凝成液溴，以回收烟气中的溴元素，但是该发明存在溴提取率低，溴纯度无法保障等问题。
因此，现有的处理电子废料烟气的技术有待进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理电子废料烟气的方法和系统，该方法可以有效实现对电子废料烟气的净化，经净化后的烟气可达到国家环保标准，并且可以高效回收溴元素，溴提取率达90％以上，溴产品纯度达99％以上。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理电子废料烟气的方法，所述烟气含有二氧化硫、氯化氢、溴化氢和重金属，所述方法包括：
(1)将所述烟气与吸收液逆流接触，以便得到净化烟气和吸收后液；
(2)将所述吸收后液进行过滤处理，以便得到滤液和滤渣；
(3)将所述滤液与重金属捕捉剂混合后进行浓密处理，以便得到上清液和含有重金属的滤渣；
(4)向所述上清液中通入氯气，以便将所述上清液中的溴离子氧化为溴单质，得到含有溴单质的反应后液；
(5)将所述含有溴单质的反应后液进行蒸馏处理，以便得到含溴气体，以及
(6)将所述含溴气体进行冷凝处理，以便得到溴产品和混合气体。
根据本发明实施例的处理电子废料烟气的方法通过使用吸收液对电子废料烟气进行净化，可以同时实现烟气的脱硫、脱卤，并且净化后的烟气可达到国家环保标准，同时通过采用氯气对溴离子进行氧化处理，可以显著提高溴离子的氧化效率和反应速率，并对反应后液进行蒸馏出来，可以高效回收烟气中的溴元素，溴提取率达90％以上，溴产品纯度达99％以上，从而增加了有价金属回收种类，实现了电子废料综合回收利用最大化和环保化，另外，以溴产品增加的经济效益弥补了环保经费的投入，实现了环境保护与经济发展双赢，具有良好的市场竞争能力及较强的推广性，有广阔的发展前景。
另外，根据本发明上述实施例的处理电子废料烟气的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述处理电子废料烟气的方法进一步包括：(7)在将所述烟气与所述吸收液逆流接触之前，预先将所述烟气进行冷却除尘处理。由此，可以有效降低后续处理负荷。
在本发明的一些实施例中，所述处理电子废料烟气的方法进一步包括：(8)在向所述上清液中通入氯气之前，预先将所述上清液进行酸化处理，以便得到酸化后液。由此，可以显著提高后续过程中溴离子的氧化效率。
在本发明的一些实施例中，所述处理电子废料烟气的方法进一步包括：(9)将步骤(2)得到的所述滤液的一部分返回步骤(1)与所述烟气逆流接触；(10)将步骤(6)得到的所述混合气体返回步骤(5)进行所述蒸馏处理；以及(11)将步骤(2)产生的滤渣和步骤(3)产生的含有重金属的滤渣进行冶炼处理。由此，可以实现资源的最大化利用。
在本发明的一些实施例中，所述酸化后液的pH为3～4。由此，可以进一步提高后续过程中溴离子的氧化效率。
在本发明的一些实施例中，所述吸收液为选自碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氧化锌液和氨液中的至少一种。由此，可以同时实现烟气的脱硫、脱卤。
在本发明的一些实施例中，所述重金属捕捉剂为纳米重金属捕捉剂。由此，可以有效除去烟气中的铅、镉、汞等重金属。
在本发明的一些实施例中，所述纳米重金属捕捉剂为选自纳米聚合硫酸铁、纳米聚合氯化铝和纳米聚丙烯酰胺中的至少一种。由此，可以进一步有效除去烟气中的铅、镉、汞等重金属。
在本发明的一些实施例中，所述烟气与所述吸收液逆流接触是在动力波洗涤塔中进行的。由此，可以进一步提高烟气的净化效率。
在本发明的一些实施例中，所述烟气由所述洗涤塔顶部进入所述洗涤塔内，所述吸收液由所述洗涤塔底部进入所述洗涤塔。由此，可以进一步提高烟气的净化效率。
在本发明的另一个方面，本发明提出了一种处理电子废料烟气的系统，包括：
吸收装置，所述吸收装置适于将所述烟气与吸收液逆流接触，以便得到净化烟气和吸收后液；
过滤装置，所述过滤装置与所述吸收装置相连，且适于将所述吸收后液进行过滤处理，以便得到滤液和滤渣；
浓密装置，所述浓密装置与所述过滤装置相连，且适于将所述滤液与重金属捕捉剂混合后的混合溶液进行浓密处理，以便得到上清液和含有重金属的滤渣；
氧化装置，所述氧化装置与所述浓密装置相连，且适于将所述上清液与氯气进行氧化反应，以便将所述上清液中的溴离子氧化为溴单质，得到含有溴单质的反应后液；
蒸馏装置，所述蒸馏装置与所述氧化装置相连，且适于将所述含有溴单质的反应后液进行蒸馏处理，以便得到含溴气体；以及
冷凝装置，所述冷凝装置与所述蒸馏装置相连，且适于将所述含溴气体进行冷凝处理，以便得到溴产品和混合气体。
根据本发明实施例的处理电子废料烟气的系统通过将吸收液与电子废料烟气在吸收装置中进行逆向接触，可以同时实现烟气的脱硫、脱卤，并且净化后的烟气可达到国家环保标准，同时在氧化装置中采用氯气对溴离子进行氧化处理，可以显著提高溴离子的氧化效率和反应速率，并对反应后液进行蒸馏出来，可以高效回收烟气中的溴元素，溴提取率达90％以上，溴产品纯度达99％以上，从而增加了有价金属回收种类，实现了电子废料综合回收利用最大化和环保化，另外，以溴产品增加的经济效益弥补了环保经费的投入，实现了环境保护与经济发展双赢，具有良好的市场竞争能力及较强的推广性，有广阔的发展前景。
另外，根据本发明上述实施例的处理电子废料烟气的系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述处理电子废料烟气的系统进一步包括：冷却-除尘装置，所述冷却-除尘装置与所述吸收装置相连，且适于在将所述烟气与所述吸收液逆流接触之前，预先将所述烟气进行冷却除尘处理。由此，可以有效降低后续处理负荷。
在本发明的一些实施例中，所述处理电子废料烟气的系统进一步包括：酸化装置，所述酸化装置分别与所述浓密装置和所述氧化装置相连，且适于在将所述上清液与氯气进行氧化反应之前，预先将所述上清液进行酸化处理，以便得到酸化后液。由此，可以显著提高后续过程中溴离子的氧化效率。
在本发明的一些实施例中，所述处理电子废料烟气的系统进一步包括：循环泵，所述循环泵分别与所述吸收装置和所述过滤装置相连，且适于将所述滤液的一部分返回所述吸收装置。由此，可以实现资源的最大化利用。
在本发明的一些实施例中，所述处理电子废料烟气的系统进一步包括：引风机，所述引风机分别与所述冷凝装置和所述蒸馏装置相连，且适于将所述混合气体返回所述蒸馏装置。由此，可以进一步提高资源的利用率。
在本发明的一些实施例中，所述处理电子废料烟气的系统进一步包括：冶炼装置，所述冶炼装置分别与所述过滤装置和所述浓密装置相连，且适于将所述过滤装置产生的滤渣和所述浓密装置产生的含有重金属的滤渣进行冶炼处理。由此，可以进一步实现资源的最大化利用且避免产生二次污染。
在本发明的一些实施例中，所述吸收装置为动力波洗涤塔。由此，可以进一步提高烟气的净化效率。
在本发明的一些实施例中，所述烟气的入口设置在所述洗涤塔的顶部，所述吸收液的入口设置在所述洗涤塔的底部。由此，可以进一步提高烟气的净化效率。
在本发明的一些实施例中，所述过滤装置为真空带式过滤机。由此，可以显著提高渣液分离效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的处理电子废料烟气的方法流程示意图；
图2是根据本发明另一个实施例的处理电子废料烟气的方法流程示意图；
图3是根据本发明一个实施例的处理电子废料烟气的系统结构示意图；
图4是根据本发明另一个实施例的处理电子废料烟气的系统结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理电子废料烟气的方法。根据本发明的实施例，烟气中含有二氧化硫、氯化氢、溴化氢和重金属。下面参考图1-2对本发明实施例的处理电子废料的烟气进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：
S100：将烟气与吸收液逆流接触
根据本发明的实施例，将烟气与吸收液逆流接触，从而可以得到净化烟气和吸收后液。由此，可以使得吸收液与烟气中的二氧化硫、氯化氢、溴化氢发生化学反应，从而同时实现烟气的脱硫、脱卤，使得烟气达到排放标准。
根据本发明的实施例，吸收液的种类并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，吸收液可以为选自碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氧化锌液和氨液中的至少一种。由此，可以同时实现烟气的脱硫、脱卤，使得烟气达到排放标准。
根据本发明的实施例，吸收液的浓度可以根据烟气处理系统的水平衡及设备选型的经济性而计算选择，例如吸收液可以为浓度为16wt％的氢氧化钠溶液。
根据本发明的具体实施例，将烟气与吸收液逆向接触是在动力波洗涤塔中进行的。发明人发现，使用动力波洗涤塔可以显著提高烟气与吸收液的接触面积，从而显著提高烟气的净化效率。
根据本发明的具体实施例，烟气由洗涤塔顶部进入洗涤塔内，吸收液从洗涤塔底部进入洗涤塔。由此，使得烟气与吸收液充分接触，从而进一步提高烟气的净化效率。
具体的，烟气首先通过引风机增压后进入洗涤塔的逆喷管中，烟气在逆喷管中从顶部自上而下与自下而上的吸收液逆流接触，气液充分接触后，烟气温度降至60～80℃，烟气中93～99％的SO2被吸收，96～99％的HCl被吸收，98～99％的HBr被吸收，达标后的净化烟气汇入烟囱排放。
S200：将吸收后液进行过滤处理
根据本发明的实施例，将吸收后液进行过滤处理，从而可以得到滤液和滤渣。由此，可以实现吸收后液中渣液的分离，从而显著降低后续处理负荷。
根据本发明的实施例，对吸收后液进行过滤的装置并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，可以采用真空带式过滤机对吸收后液进行过滤处理。由此，可以显著提高吸收后液中液渣的分离效率。
S300：将滤液与重金属捕捉剂混合后进行浓密处理
根据本发明的实施例，将滤液与重金属捕捉剂混合后进行浓密处理，从而可以得到上清液和含有重金属的滤渣。由此，可以有效除去滤液中的重金属。
根据本发明的实施例，重金属捕捉剂可以为纳米重金属捕捉剂，根据本发明的具体实施例，纳米重金属捕捉剂可以为选自纳米聚合硫酸铁、纳米聚合氯化铝和纳米聚丙烯酰胺中的至少一种。发明人发现，该类重金属捕捉剂可以明显提高吸收后液的重金属去除效率。
具体的，重金属捕捉剂具有较强的螯合性，与重金属离子进行化学反应，并在短时间内迅速生成不溶性、低含水量、容易过滤去除的絮状沉淀，从而达到从吸收后液中去除重金属离子目的，然后通过浓密处理使得含有重金属的絮状沉淀与上清液得以分离。
S400：向上清液中通入氯气
根据本发明的实施例，向上清液中通入氯气，以便将上清液中的溴离子氧化为溴单质，从而可以得到含有溴单质的反应后液。发明人通过大量实验意外发现，采用氯气对溴离子进行氧化处理，可以显著提高溴离子的氧化效率和反应速率，从而提高溴元素的回收率。
S500：将含有溴单质的反应后液进行蒸馏处理
根据本发明的实施例，将以上所得到的含有溴单质的反应后液进行蒸馏处理，从而可以得到含溴气体。由此，可以有效分离提取溴元素。
根据本发明的具体实施例，可以采用蒸汽蒸馏的方式对含有溴单质的反应后液进行蒸馏处理。发明人发现，采用蒸汽蒸馏的方式，可以使得游离态的溴被蒸汽带出，较其他分离方式可以显著提高溴元素的分离效率，并且提高溴的纯度。
S600：将含溴气体进行冷凝处理
根据本发明的实施例，将以上蒸馏所得到的含溴气体进行冷凝处理，从而可以得到溴产品和混合气体。根据本发明的具体实施例，高浓度含溴气体冷凝处理之后，溴单质缓慢冷凝至60℃以下，收集于倾斜放置的溴收集容器中，即为溴产品。由此，可以分离得到纯度高的溴产品，从而增加了有价金属回收种类，实现了电子废料综合回收利用最大化和环保化。
根据本发明的实施例，冷凝处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，冷凝处理可以在温度为58.78℃条件下进行。发明人发现，该条件下可以明显提高溴的分离效率，并且再经过进一步精馏，可以得到纯度达到99％以上的溴产品。
发明人发现，本发明通过使用吸收液对电子废料烟气进行净化，可以同时实现烟气的脱硫、脱卤，并且净化后的烟气可达到国家环保标准，同时通过采用氯气对溴离子进行氧化处理，可以显著提高溴离子的氧化效率和反应速率，并对反应后液进行蒸馏出来，可以高效回收烟气中的溴元素，溴提取率达90％以上，溴产品纯度达99％以上，从而增加了有价金属回收种类，实现了电子废料综合回收利用最大化和环保化，另外，以溴产品增加的经济效益弥补了环保经费的投入，实现了环境保护与经济发展双赢，具有良好的市场竞争能力及较强的推广性，有广阔的发展前景。
参考图2，本发明实施例的处理电子废料烟气的方法进一步包括：
S700：在将烟气与吸收液逆流接触之前，预先将烟气进行冷却除尘处理
根据本发明的实施例，在将烟气与吸收液逆流接触之前，预先将烟气进行冷却除尘处理。由此，可以显著降低后续的处理负荷，从而提高烟气的净化效率。
具体的，熔炼炉产生的1300～1600℃含尘高温烟气首先经余热锅炉回收余热，使其温度降至600℃左右，然后进入烟气急冷塔，使烟气骤冷至200℃左右，接着进入布袋收尘器，脱除烟气中的粉尘，最后将收尘后的烟气由引风机送至洗涤塔与吸收液进行逆流接触。
S800：在向上清液中通入氯气之前，预先将上清液进行酸化处理
根据本发明的实施例，在向上清液中通入氯气之前，预先将上清液进行酸化处理，从而可以得到酸化后液。由此，可以有效避免加入氯气后，溴和氯在碱性溶液中发生水解而过量损耗，从而可以显著提高溴的分离效率。
根据本发明的实施例，酸化后液的pH值并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，酸化后液的pH可以为3～4。由此，可以进一步提高溴的氧化效率。具体的，在系统运行正常后，可以将含有溴单质的反应后液进行蒸馏处理得到的蒸馏后液用于对上清液进行酸化处理。
S900：将滤液的一部分返回与烟气逆流接触
根据本发明的实施例，将滤液的一部分返回S100与烟气逆流接触。发明人发现，滤液中含有较多的未充分反应的吸收液，如果直接供给后续过程，易于加重后续处理负荷，由此将滤液的一部分返回继续与烟气进行逆流接触，可以降低后续处理负荷，从而显著提高后续处理效率。
S1000：将混合气体返回进行蒸馏处理
根据本发明的实施例，将混合气体返回S500进行蒸馏处理。发明人发现，经冷凝处理产生的混合气体中含有少量的气态溴，由此将混合气体返回继续进行蒸馏处理，可以显著提高溴元素的回收率。
S1100：将滤渣进行冶炼处理
根据本发明的实施例，将S200产生的滤渣和S300产生的含有重金属的滤渣进行冶炼处理。由此，既可以实现资源最大化利用，又可以避免二次污染。
在本发明的第二个方面，本发明提出了一种处理电子废料烟气的系统。下面参考图3-4对本发明实施例的处理电子废料烟气的系统进行详细描述。根据本发明的实施例，该系统包括：
吸收装置100：根据本发明的实施例，吸收装置100适于将烟气与吸收液逆流接触，从而可以得到净化烟气和吸收后液。根据本发明的具体实施例，烟气中含有二氧化硫、氯化氢、溴化氢和重金属。由此，可以使得吸收液与烟气中的二氧化硫、氯化氢、溴化氢发生化学反应，从而同时实现烟气的脱硫、脱卤，使得烟气达到排放标准。
根据本发明的实施例，吸收液的种类并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，吸收液可以为选自碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氧化锌液和氨液中的至少一种。由此，可以同时实现烟气的脱硫、脱卤，使得烟气达到排放标准。
根据本发明的实施例，吸收液的浓度可以根据烟气处理系统的水平衡及设备选型的经济性而计算选择，例如吸收液可以为浓度为16wt％的氢氧化钠溶液。
根据本发明的具体实施例，吸收装置可以为动力波洗涤塔。发明人发现，使用动力波洗涤塔可以显著提高烟气与吸收液的接触面积，从而显著提高烟气的净化效率。
根据本发明的具体实施例，烟气的入口设置在洗涤塔的顶部，吸收液的入口设置在洗涤塔的底部，使得烟气由洗涤塔顶部进入洗涤塔内，吸收液从洗涤塔底部进入洗涤塔。由此，使得烟气与吸收液充分接触，从而进一步提高烟气的净化效率。
具体的，烟气首先通过引风机增压后进入洗涤塔的逆喷管中，烟气在逆喷管中从顶部自上而下与自下而上的吸收液逆流接触，气液充分接触后，烟气温度降至60～80℃，烟气中93～99％的SO2被吸收，96～99％的HCl被吸收，98～99％的HBr被吸收，达标后的净化烟气汇入烟囱排放。
过滤装置200：根据本发明的实施例，过滤装置200与吸收装置100相连，且适于将吸收后液进行过滤处理，从而可以得到滤液和滤渣。由此，可以实现吸收后液中渣液的分离，从而显著降低后续处理负荷。
根据本发明的实施例，过滤装置可以为真空带式过滤机。由此，可以显著提高吸收后液中液渣的分离效率。
具体的，真空带式过滤机作为一种自动化程度高的新型过滤设备，具有下列优势：
1、采用环形橡胶排液带，抗拉强度大，使用寿命长；
2、真空箱与胶带间设有环形摩擦带，并以水进行密封和润滑，可维持稳定、较高的真空度，有利于稳定的操作工艺条件；
3、整体结构采用了模块化设计，可灵活组装，且便于运输和安装；
4、设有汽水分离器，可实现零位差自动排液或高位差排液，以满足各种工况条件的要求；
5、设有气囊自动纠偏装置，可确保滤布稳定运行；
6、控制系统应用了PLC技术，可实现设备运行的PID调解，设备运行的安全保障及设备的过程监控。
浓密装置300：根据本发明的实施例，浓密装置300与过滤装置200相连，且适于将滤液与重金属捕捉剂混合后的混合溶液进行浓密处理，从而可以得到上清液和含有重金属的滤渣。由此，可以有效除去滤液中的重金属。
根据本发明的实施例，重金属捕捉剂可以为纳米重金属捕捉剂，根据本发明的具体实施例，纳米重金属捕捉剂可以为选自纳米聚合硫酸铁、纳米聚合氯化铝和纳米聚丙烯酰胺中的至少一种。发明人发现，该类重金属捕捉剂可以明显提高吸收后液的重金属去除效率。
具体的，重金属捕捉剂具有较强的螯合性，与重金属离子进行化学反应，并在短时间内迅速生成不溶性、低含水量、容易过滤去除的絮状沉淀，从而达到从吸收后液中去除重金属离子目的，然后通过浓密处理使得含有重金属的絮状沉淀与上清液得以分离。
氧化装置400：根据本发明的实施例，氧化装置400与浓密装置300相连，且适于将上清液与氯气进行氧化反应，以便将上清液中的溴离子氧化为溴单质，从而可以得到含有溴单质的反应后液。发明人通过大量实验意外发现，采用氯气对溴离子进行氧化处理，可以显著提高溴离子的氧化效率和反应速率，从而提高溴元素的回收率。
蒸馏装置500：根据本发明的实施例，蒸馏装置500与氧化装置400相连，且适于将以上所得到的含有溴单质的反应后液进行蒸馏处理，从而可以得到含溴气体。由此，可以有效分离提取溴元素。
根据本发明的具体实施例，可以采用蒸汽蒸馏的方式对含有溴单质的反应后液进行蒸馏处理。发明人发现，采用蒸汽蒸馏的方式，可以使得游离态的溴被蒸汽带出，较其他分离方式可以显著提高溴元素的分离效率，并且提高溴的纯度。
冷凝装置600：根据本发明的实施例，冷凝装置600与蒸馏装置500相连，且适于将以上蒸馏所得到的含溴气体进行冷凝处理，从而可以得到溴产品和混合气体。根据本发明的具体实施例，高浓度含溴气体冷凝处理之后，溴单质缓慢冷凝至60℃以下，收集于倾斜放置的溴收集容器中，即为溴产品。由此，可以分离得到纯度高的溴产品，从而增加了有价金属回收种类，实现了电子废料综合回收利用最大化和环保化。
根据本发明的实施例，冷凝处理的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，冷凝处理可以在温度为58.78℃条件下进行。发明人发现，该条件下可以明显提高溴的分离效率，并且再经过进一步精馏，可以得到纯度达到99％以上的溴产品。
发明人发现，本发明通过将吸收液与电子废料烟气在吸收装置中进行逆向接触，可以同时实现烟气的脱硫、脱卤，并且净化后的烟气可达到国家环保标准，同时在氧化装置中采用氯气对溴离子进行氧化处理，可以显著提高溴离子的氧化效率和反应速率，并对反应后液进行蒸馏出来，可以高效回收烟气中的溴元素，溴提取率达90％以上，溴产品纯度达99％以上，从而增加了有价金属回收种类，实现了电子废料综合回收利用最大化和环保化，另外，以溴产品增加的经济效益弥补了环保经费的投入，实现了环境保护与经济发展双赢，具有良好的市场竞争能力及较强的推广性，有广阔的发展前景。
参考图4，本发明实施例的处理电子废料烟气的系统进一步包括：
冷却-除尘装置700：根据本发明的实施例，冷却-除尘装置700与吸收装置100相连，且适于在将烟气与吸收液逆流接触之前，预先将烟气进行冷却除尘处理。由此，可以显著降低后续的处理负荷，从而提高烟气的净化效率。
根据本发明的具体实施例，冷却-除尘装置700可以包括余热锅炉、烟气急冷塔和布袋收尘器。
具体的，熔炼炉产生的1300～1600℃含尘高温烟气首先经余热锅炉回收余热，使其温度降至600℃左右，然后进入烟气急冷塔，使烟气骤冷至200℃左右，接着进入布袋收尘器，脱除烟气中的粉尘，最后将收尘后的烟气由引风机送至洗涤塔与吸收液进行逆流接触。
酸化装置800：根据本发明的实施例，酸化装置800与浓密装置300和氧化装置400相连，且适于在将上清液与氯气进行氧化反应之前，预先将上清液进行酸化处理，从而可以得到酸化后液。由此，可以有效避免加入氯气后，溴和氯在碱性溶液中发生水解而过量损耗，从而可以显著提高溴的分离效率。
根据本发明的实施例，酸化后液的pH值并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，酸化后液的pH可以为3～4。由此，可以进一步提高溴的氧化效率。具体的，在系统运行正常后，可以将含有溴单质的反应后液进行蒸馏处理得到的蒸馏后液用于对上清液进行酸化处理。
循环泵900：根据本发明的实施例，循环泵900分别与吸收装置100和过滤装置200相连，且适于将滤液的一部分返回吸收装置与烟气逆流接触。发明人发现，滤液含有较多的未充分反应的吸收液，如果直接供给后续过程，易于加重后续处理负荷，由此将滤液的一部分返回继续与烟气进行逆流接触，可以降低后续处理负荷，从而显著提高后续处理效率。
引风机1000：根据本发明的实施例，引风机1000分别与冷凝装置600和蒸馏装置500相连将混合气体返回蒸馏装置进行蒸馏处理。发明人发现，经冷凝处理产生的混合气体中含有少量的气态溴，由此将混合气体返回继续进行蒸馏处理，可以显著提高溴元素的回收率。
冶炼装置1100：根据本发明的实施例，冶炼装置1100分别与过滤装置200和浓密装置300相连，且适于将过滤装置产生的滤渣和浓密装置产生的含有重金属的滤渣进行冶炼处理。由此，既可以实现资源最大化利用，又可以避免二次污染。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例
熔炼炉产生的1300～1600℃的电子废料含尘高温烟气首先经余热锅炉回收余热，使其温度降至600℃左右，然后进入烟气急冷塔，使烟气骤冷至200℃左右，接着进入布袋收尘器，脱除烟气中的粉尘，最后将收尘后的烟气由引风机送至洗涤塔与吸收液进行逆流接触，得到净化烟气和吸收后液，其中净化烟气(SO2≤170mg/Nm3，HCl≤58mg/Nm3，HBr≤73mg/Nm3)直接经烟囱排放，然后将吸收后液进行过滤处理，得到滤液和滤渣，将滤渣送至后续冶炼工段进行冶炼处理，将滤液的一部分返回洗涤塔与烟气继续进行逆流接触，将滤液的另一部分与纳米重金属捕捉剂混合后进行浓密处理，得到上清液和含有重金属的滤渣，将含有重金属的滤渣送至后续冶炼工段进行处理，将上清液进行酸化处理，得到pH为3～4的酸化后液，接着向酸化后液中通入氯气，以便将酸化后液中的溴离子氧化为溴单质，得到含有溴单质的反应后液，然后将含有溴单质的反应后液进行蒸汽蒸馏，得到含溴气体，最后将含溴气体进行冷凝处理，得到溴产品和混合气体，并将混合气体返回继续进行蒸馏处理，经精馏的溴产品中溴的纯度为99％。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (15)
1.一种处理电子废料烟气的方法，所述烟气含有二氧化硫、氯化氢、溴化氢和重金属，其特征在于，所述方法包括：
(1)将所述烟气与吸收液逆流接触，以便得到净化烟气和吸收后液；
(2)将所述吸收后液进行过滤处理，以便得到滤液和滤渣；
(3)将所述滤液与重金属捕捉剂混合后进行浓密处理，以便得到上清液和含有重金属的滤渣；
(4)向所述上清液中通入氯气，以便将所述上清液中的溴离子氧化为溴单质，得到含有溴单质的反应后液；
(5)将所述含有溴单质的反应后液进行蒸馏处理，以便得到含溴气体，以及
(6)将所述含溴气体进行冷凝处理，以便得到溴产品和混合气体，
所述方法进一步包括：
将步骤(2)得到的所述滤液的一部分返回步骤(1)与所述烟气逆流接触；
将步骤(6)得到的所述混合气体返回步骤(5)进行所述蒸馏处理；以及
将步骤(2)产生的滤渣和步骤(3)产生的含有重金属的滤渣进行冶炼处理。
2.根据权利要求1所述的处理电子废料烟气的方法，其特征在于，进一步包括：
在将所述烟气与所述吸收液逆流接触之前，预先将所述烟气进行冷却除尘处理。
3.根据权利要求1所述的处理电子废料烟气的方法，其特征在于，进一步包括：
在向所述上清液中通入氯气之前，预先将所述上清液进行酸化处理，以便得到酸化后液。
4.根据权利要求3所述的处理电子废料烟气的方法，其特征在于，所述酸化后液的pH为3～4。
5.根据权利要求1所述的处理电子废料烟气的方法，其特征在于，所述吸收液为选自碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氧化锌液和氨液中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的处理电子废料烟气的方法，其特征在于，所述重金属捕捉剂为纳米重金属捕捉剂。
7.根据权利要求6所述的处理电子废料烟气的方法，其特征在于，所述纳米重金属捕捉剂为选自纳米聚合硫酸铁、纳米聚合氯化铝和纳米聚丙烯酰胺中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的处理电子废料烟气的方法，其特征在于，所述烟气与所述吸收液逆流接触是在动力波洗涤塔中进行的。
9.根据权利要求8所述的处理电子废料烟气的方法，其特征在于，所述烟气由所述洗涤塔顶部进入所述洗涤塔内，所述吸收液由所述洗涤塔底部进入所述洗涤塔。
10.一种处理电子废料烟气的系统，其特征在于，包括：
吸收装置，所述吸收装置适于将所述烟气与吸收液逆流接触，以便得到净化烟气和吸收后液；
过滤装置，所述过滤装置与所述吸收装置相连，且适于将所述吸收后液进行过滤处理，以便得到滤液和滤渣；
浓密装置，所述浓密装置与所述过滤装置相连，且适于将所述滤液与重金属捕捉剂混合后的混合溶液进行浓密处理，以便得到上清液和含有重金属的滤渣；
氧化装置，所述氧化装置与所述浓密装置相连，且适于将所述上清液与氯气进行氧化反应，以便将所述上清液中的溴离子氧化为溴单质，得到含有溴单质的反应后液；
蒸馏装置，所述蒸馏装置与所述氧化装置相连，且适于将所述含有溴单质的反应后液进行蒸馏处理，以便得到含溴气体；以及
冷凝装置，所述冷凝装置与所述蒸馏装置相连，且适于将所述含溴气体进行冷凝处理，以便得到溴产品和混合气体，
所述系统进一步包括：
循环泵，所述循环泵分别与所述吸收装置和所述过滤装置相连，且适于将所述滤液的一部分返回所述吸收装置；
引风机，所述引风机分别与所述冷凝装置和所述蒸馏装置相连，且适于将所述混合气体返回所述蒸馏装置；
冶炼装置，所述冶炼装置分别与所述过滤装置和所述浓密装置相连，且适于将所述过滤装置产生的滤渣和所述浓密装置产生的含有重金属的滤渣进行冶炼处理。
11.根据权利要求10所述的处理电子废料烟气的系统，其特征在于，进一步包括：
冷却-除尘装置，所述冷却-除尘装置与所述吸收装置相连，且适于在将所述烟气与所述吸收液逆流接触之前，预先将所述烟气进行冷却除尘处理。
12.根据权利要求10所述的处理电子废料烟气的系统，其特征在于，进一步包括：
酸化装置，所述酸化装置分别与所述浓密装置和所述氧化装置相连，且适于在将所述上清液与氯气进行氧化反应之前，预先将所述上清液进行酸化处理，以便得到酸化后液。
13.根据权利要求10所述的处理电子废料烟气的系统，其特征在于，所述吸收装置为动力波洗涤塔。
14.根据权利要求13所述的处理电子废料烟气的系统，其特征在于，所述烟气的入口设置在所述洗涤塔的顶部，所述吸收液的入口设置在所述洗涤塔的底部。
15.根据权利要求10所述的处理电子废料烟气的系统，其特征在于，所述过滤装置为真空带式过滤机。
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