CN107008127A - 一种等离子体飞灰熔融尾气的湿法净化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种等离子体飞灰熔融尾气的湿法净化工艺，等离子体飞灰熔融尾气经急冷装置降温至100℃以下后，依次进入水洗塔和碱洗塔脱酸，从碱洗塔出来的烟气排放到大气中，分别对从水洗塔和碱洗塔出来的废液进行净化处理，得到金属氯盐和金属硫酸盐进行回收利用。本发明的净化工艺可以充分且有效地发挥脱除酸性气体和金属氯盐的优点，避免重金属盐富集现象，从尾气净化工艺源头对尾气中含有的HCl及SO2分离，并通过水处理装置对两种金属盐进行回收利用，使得尾气中的污染物得到有效的资源化利用。

Description

一种等离子体飞灰熔融尾气的湿法净化工艺
技术领域
本发明涉及一种等离子体飞灰熔融尾气的湿法净化工艺。
背景技术
垃圾焚烧过程中产生的飞灰中含有高浸出浓度的重金属等物质，国家规定必须经特殊处理将重金属固化后方可填埋或资源再利用。
国外飞灰熔融尾气净化系统多采用“喷水降温+干法脱酸”工艺，净化后的尾气汇入垃圾焚烧线尾气净化系统进一步净化后外排。但上述尾气净化系统采用干法脱酸仍会产生大量的二次飞灰，故依然存在二次污染问题。
由于飞灰熔融过程中会产生高浓度酸性气体，采用传统干法工艺会产生大量的二次飞灰，经计算1吨飞灰约产生0.36吨二次飞灰。
半干法产生的石膏由于含氯化钙及重金属含量较高故品质较差且重金属含量高，仍将作为危废处置。
如何解决飞灰熔融二次污染的问题已成为等离子体熔融飞灰是否可以长期运行的关键。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种等离子体熔融飞灰产生的尾气，该技术可以高效的固化飞灰中的重金属。
为了净化上述尾气成分，本发明的解决方案是：
一种等离子体飞灰熔融尾气的湿法净化工艺，包括如下步骤：
(1)等离子体飞灰熔融尾气经急冷装置降温至100℃以下后，依次进入水洗塔和碱洗塔脱酸，从碱洗塔出来的烟气排放到大气中
(2)分别对从水洗塔和碱洗塔出来的废液进行净化处理，得到金属氯盐和金属硫酸盐进行回收利用。
所述飞灰熔融尾气选自采用等离子体炬或等离子体弧熔融飞灰工艺产生的尾气。
进一步，所述急冷装置选自喷水减温塔、动力波或文丘里洗涤塔。采用动力波装置降温时，气体自上而下高速进入急冷装置洗涤管，洗涤水则从下而上从喷嘴高速喷射逆向进入气流中，气液两相在洗涤管中直接逆流接触、碰撞，两相动量平衡形成高度湍流的泡沫区，在该区域气液两相接触面积极大，从而获得极高的传热与传质效率。
水洗塔和碱洗塔主要用来除掉尾气中的酸性气体，通过利用HCl与SO2在水中溶解度的差异性(100℃下，HCl溶解度40g/100mL，SO2溶解度3.7g/100mL)，先用水洗脱除尾气中的HCl，再用碱洗脱除SO2气体，从工艺源头分离两种酸性气体。
所述水洗塔采用逆流操作，逆流操作具有传质推动力大、分离效率高，吸收剂利用率高等优点，气相自塔底进入，由塔顶排出；液相自塔顶进入，由塔底排出，HCl脱除效率可达99％以上。所述水洗塔耗水量需要同时满足酸性气体吸收与急冷装置绝热吸收耗水量，由于飞灰熔融尾气中盐份含量较高，故整体水洗装置耗水量一般为脱除HCl耗水量的5-10倍，故水洗装置实际脱除效果与单纯的脱酸塔相比更高。
进一步，所述碱洗塔中，吸收剂为碱性溶液，可为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液；其中，利用碳酸钠溶液作为碱洗药剂可采用塔外再生工艺有效降低碱液的消耗量，降低运行成本。
所述碱洗塔采用逆流操作，气相自塔低进入，由塔顶排出；液相自塔顶进入，由塔底排出，该操作方法保证尾气出口位置与PH值最高的碱液接触，由于化学反应的存在，使得液相中溶解态SO2浓度大为降低，从而使传质推动力增大。在多数工业吸收因反应较快或液相体积较大，可使得气相中的SO2浓度趋于0。
所述碱洗塔与水洗塔出来的废液分别进入两个不同的污水储存罐进行净化处理，通过一系列的污水净化处理工艺分别获得金属氯盐与硫酸盐。氯盐与硫酸盐可作为印染行业助染剂。
进一步，步骤(2)中，所述净化处理依次包括如下操作：沉淀、絮凝、分离和烘干，该处理过程对重金属物质进行预处理并与一定的添加剂混合重新回炉，由于此时回炉的重金属多为氢氧化物故在熔融过程可以得到高效的固化。
本发明工艺流程有以下几个优点：
(1)使用耐高温急冷装置使气液两相在装置内部逆流操作，从而获得极高的传热与传质效率。
(2)针对尾气中酸性气体性质采用水洗与碱洗工艺设计，从工艺源头分别脱除两种酸性气体，便于金属盐的回收利用。
(3)采用逆流设计，具有传质推动力大、分离效率高等优点，酸性气体脱除效率可达99％以上。
(4)碱洗塔与水洗塔污水单独进行处理净化，分别获得金属氯盐与硫酸盐。氯盐与硫酸盐可作为印染行业助染剂。
(5)通过沉淀、絮凝、分离、烘干等工艺对重金属物质进行预处理并重新回炉得到高效固化。
附图说明
图1是本发明等离子体飞灰熔融尾气的湿法净化工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示是本发明等离子体飞灰熔融尾气的湿法净化工艺的流程图。
垃圾焚烧飞灰经等离子体熔融炉处理产生的尾气经高温管道进入动力波装置将温度降至100℃以下，然后进入水洗塔，在水洗塔中完全脱除HCl气体；脱除HCl的尾气进入碱洗塔，在碱洗塔中脱除SO2气体，水洗与碱洗之后的废水分别通过各自的污水处理装置进行中和、沉淀、分离，脱除污水中的重金属及悬浮物，最终的浓盐水分别经过蒸发结晶器获得氯盐与硫酸盐，用于印染行业助染剂；最终洁净的尾气通过引风机抽引经烟囱排放。

Claims (4)

1.一种等离子体飞灰熔融尾气的湿法净化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)等离子体飞灰熔融尾气经急冷装置降温至100℃以下后，依次进入水洗塔和碱洗塔脱酸，从碱洗塔出来的烟气排放到大气中；
(2)分别对从水洗塔和碱洗塔出来的废液进行净化处理，得到金属氯盐和金属硫酸盐进行回收利用；
所述飞灰熔融尾气选自采用等离子体炬或等离子体弧熔融飞灰工艺产生的尾气。
2.如权利要求1所述的等离子体飞灰熔融尾气的湿法净化工艺，其特征在于，所述急冷装置选自喷水减温塔、动力波或文丘里洗涤塔。
3.如权利要求1所述的等离子体飞灰熔融尾气的湿法净化工艺，其特征在于，所述碱洗塔中，吸收剂为碱性溶液，选自氢氧化钠或碳酸钠溶液。
4.如权利要求1或2或3所述的等离子体飞灰熔融尾气的湿法净化工艺，其特征在于，步骤(2)中，所述净化处理依次包括如下操作：沉淀、絮凝、分离和烘干。
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