CN108187436B - 一种冶炼烟气中砷的干法骤冷脱除及回收的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冶炼烟气中砷的干法骤冷脱除及回收的方法，对冶炼烟气进行深度除尘，除尘后烟气从循环流化床的下部进入，通过循环流化床中的颗粒介质对含砷烟气进行骤冷降温，烟气在1‑3秒内温度降至120℃以下，降温后烟气从流化床顶部流出，在流化床底部收集砷，除砷后的烟气进一步净化或排放；流化床骤冷过程中颗粒介质温度升高后输送到换热器降温，降温后重新输送到流化床循环使用。该方法工艺简单，实现全干法除砷，且除砷和收砷装置一体化，骤冷除砷颗粒介质和循环使用。

Description

一种冶炼烟气中砷的干法骤冷脱除及回收的方法
技术领域
本发明涉及一种利用固体物质对含砷冶炼烟气进行降温，实现干法骤冷除砷和收砷，属于工业废气污染控制技术。
背景技术
我国有色金属冶炼产能和产量居世界第一，有色金属是我国国民生产的重要组成部分，其中铜、金、锌等有色金属矿物都伴生砷化物，冶炼过程中产生的冶炼烟气中含有较高的砷，主要以三氧化二砷（白砷）的形式存在。冶炼烟气中砷的存在一方面对后续制酸、金属精炼等工序造成不利影响，而且烟气中砷的存在对于烟气达标排放、污染控制是严峻的难题。冶炼烟气中砷的去除既关系到冶炼行业的发展，又是大气污染控制、环境保护的重要方面。
目前冶炼烟气除砷以湿法为主，湿法除砷技术在传统的有色金属冶炼烟气净化过程中一般在电除尘器除尘后采用稀酸洗涤的方法进行除尘同时脱砷，在砷露点以下砷和尘同时进入液相从而从烟气中去除。湿法除砷工艺简单，但是会产生污酸，污酸的处理投资大、技术复杂。干法除砷成为研究和应用的热点；公开号为CN104451167 A公开了一种利用喷雾、空气等冷却方法，对含砷烟气进行多级降温将烟气中的砷冷凝，再采用袋式除尘器收砷的方法。该方法砷去除效率和回收效率高，需要多级降温和多级收砷装置；公开号为CN103961790 B公开了一种利用气流和液流产生的小雾滴喷入高温含砷烟气对烟气进行降温，使As2O3冷凝成为固体颗粒，再通过收砷系统收砷；公开号为CN 205576244 U公开了一种利用冰浆对含砷烟气骤冷除砷，该发明中通过骤冷将气态砷转化为固态砷，依然需要收砷系统进行收砷。
发明内容
本发明提供了一种冶炼烟气中砷的干法骤冷脱除及回收的方法，该方法通过耐高温陶瓷过滤器对烟气深度除尘后，以循环流化床为骤冷装置，用固体颗粒介质对高温含砷烟气进行骤冷降温，将气态砷转化为固态砷，并通过流化床的过滤拦截作用将其收集，同时利用固体颗粒介质与固态砷的比重差将固态砷与颗粒介质分离，通过本发明实现干法一体式高效去除和回收烟气中的砷。
本发明通过如下技术方案实现：
利用陶瓷管等耐高温过滤器对烟气进行除尘，以减少烟气中的含尘量，有利于提高回收砷的纯度；
除尘后的烟气从循环流化床的下部进入，通过循环流化床中的颗粒介质对含砷烟气进行骤冷降温，烟气在1-3秒内温度降至120℃以下，降温后烟气从流化床顶部流出，在流化床底部收集砷，除砷后的烟气进一步净化或排放，实现烟气中的砷被高效去除。
其中，循环流化床的颗粒介质为导热系数大于1.5 W/mK、比热容大于0.6 kJ/kg·℃的固体颗粒介质，可以选自石英砂、混凝土、三氧化二铝、铝等物质，并且颗粒介质的密度小于5.7 g/cm3（白砷的密度）。颗粒介质对烟气降温过程中温度不断升高，流化床下部的高温颗粒介质不断输送到换热器中进行降温，降温后的颗粒介质重新输送到循环流化床上部，以保证烟气连续有效地骤冷。烟气骤冷过程中气态砷转化为固态砷，并且被流化床颗粒介质的阻挡截留；同时控制烟气流速，由于固态砷比重大于颗粒介质，固态砷最终沉降在循环流化床下端的容器中。
所述循环流化床为常规市售设备，控制烟气流速至循环流化床中颗粒介质处于流化状态。
所述流化床骤冷降温过程中颗粒介质温度升高后由换热器降温后输送到循环流化床中循环使用。
本发明除砷工艺简单，实现全干法除砷，且除砷和收砷装置一体化，骤冷除砷颗粒介质和循环使用。
具体实施方式
实施例1
某铜冶炼厂余热锅炉出口温度400℃，烟气中砷的含量为1200-1800 mg/m3，粉尘浓度为18-22 g/m3，烟气量为10000 m3/h；将烟气引入耐高温陶瓷过滤除尘器，除尘后出口温度370℃，烟气中砷的含量为1200-1800 mg/m3，粉尘浓度为5-12 mg/m3；除尘后的烟气从循环流化床的底部进入，流化床的底端为一个漏斗仓；
流化床颗粒介质为混凝土颗粒，介质颗粒在换热过程中不断从循环流化床下端输送到换热器中冷却，冷却之后再重新添加到循环流化床上部用于烟气降温。
循环流化床中的混凝土颗粒对烟气进行骤冷后，烟气降低至120 ℃，烟气在循环流化床的的停留时间为1.8秒，得到的白砷沉降到底端的漏斗仓；烟气中砷的含量为0.3-0.5 mg/m3，粉尘浓度为<20 mg/m3；除砷后烟气输送要制酸净化系统。
实施例2
某有色金属冶炼厂余热锅炉出口温度380 ℃，烟气中砷的含量为2300-2500 mg/m3，粉尘浓度为20-25 g/m3，烟气量为8000 m3/h。将烟气引入耐高温陶瓷过滤除尘器，除尘后出口温度365℃，烟气中砷的含量为2300-2500 mg/m3，粉尘浓度为10-15 mg/m3。除尘后的烟气从循环流化床的底部进入，流化床的底端为一个漏斗仓；
流化床颗粒介质为石英砂颗粒，介质颗粒在换热过程中不断从循环流化床下端输送到换热器中冷却，冷却之后再重新添加到循环流化床上部用于烟气降温。
循环流化床中的石英砂颗粒对烟气进行骤冷后，烟气降低至110℃，烟气在循环流化床的的停留时间为2秒，得到的白砷沉降到底端的漏斗仓；烟气中砷的含量为0.3-0.5mg/m3，粉尘浓度为<20 mg/m3。除砷后烟气输送要制酸净化系统。
实施例3
某有色金属冶炼厂余热锅炉出口温度380 ℃，烟气中砷的含量为1200-1500 mg/m3，粉尘浓度为18-30 g/m3，烟气量为15000 m3/h。将烟气引入耐高温陶瓷过滤除尘器，除尘后出口温度370℃，烟气中砷的含量为1200-1500 mg/m3，粉尘浓度为10-15 mg/m3。除尘后的烟气从循环流化床的底部进入，流化床的底端为一个漏斗仓。
流化床颗粒介质为氧化铝颗粒，介质颗粒在换热过程中不断从循环流化床下端输送到换热器中冷却，冷却之后再重新添加到循环流化床上部用于烟气降温。
循环流化床中的氧化铝颗粒对烟气进行骤冷后，烟气降低至110℃，烟气在循环流化床的的停留时间为2.8秒，得到的白砷沉降到底端的漏斗仓。烟气中砷的含量为0.2-0.4mg/m3，粉尘浓度为<20 mg/m3；除砷后烟气输送要制酸净化系统。

Claims (3)

1.一种冶炼烟气中砷的干法骤冷脱除及回收的方法，其特征在于：对冶炼烟气进行除尘，除尘后烟气从循环流化床的下部进入，通过循环流化床中的颗粒介质对含砷烟气进行骤冷降温，烟气在1-3秒内温度降至120℃以下，降温后烟气从流化床顶部流出，同时控制烟气流速，固态砷最终沉降在循环流化床下端的容器中，在流化床底部收集砷，除砷后的烟气进一步净化或排放；
所述循环流化床中使用的颗粒介质为导热系数大于1.5 W/mK、比热容大于0.6 kJ/kg·℃的固体颗粒介质，颗粒介质的密度小于5.7 g/cm3；
所述除尘采用耐高温陶瓷过滤器。
2.根据权利要求1所述的冶炼烟气中砷的干法骤冷脱除及回收的方法，其特征在于：流化床骤冷降温过程中颗粒介质温度升高后由换热器降温后输送到循环流化床中循环使用。
3.根据权利要求2所述的冶炼烟气中砷的干法骤冷脱除及回收的方法，其特征在于：循环流化床使用的颗粒介质为石英砂、混凝土、三氧化二铝、铝中的一种或任意几种。
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