CN109266845A - 一种锌焙砂生产和烟气处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种锌焙砂生产和烟气处理系统，包括锌焙砂生产单元和烟气处理单元，其中锌焙砂生产单元包括回转窑，回转窑的窑尾设置进料口和烟气出口，其中进料口处设置进料装置，烟气出口连接烟气处理单元；烟气处理单元包括依次连接的沉降室和净水喷淋塔，净水喷淋塔上设置有排气口和排液口，其中排气口通过管道与碱液喷淋塔连接，排气口出来的烟气通过碱液喷淋塔处理后排放，排液口通过管道依次连接搅拌池和沉淀池，排液口出来的液体在搅拌池内进行沉锌反应后进入沉淀池内沉淀，沉淀后的污泥通过压滤机压滤后输送至所述上料机中作为原料循环使用。本发明构造设计合理，大规模生产提供质量稳定、含锌率高的炼锌原料锌焙砂的同时减少环境污染。

Description

一种锌焙砂生产和烟气处理系统及方法
技术领域
本发明涉及锌焙砂生产加工技术领域，具体涉及一种锌焙砂生产和烟气处理系统及方法。
背景技术
近年来，我国一方面锌资源需求缺口很大，另一方面各种大量的含锌工业废灰渣和含锌危废料直接排放到环境中，造成能源、资源的再次浪费的同时会环境造成了极大的污染和破坏，现有生产技术中由于这些含锌废料的回收成本高、效益低、回收技术不过关，并不能大规模的回收含锌废渣并将其转变为质量稳定、可利用度高的炼锌原料，进而解决环境污染的同时减少资源缺口。同时现有金属以及中间原料在冶炼生产工艺中过程中烟尘排放对环境污染较大，若大规模生产，烟尘污染更大。
发明内容
本发明旨在对上述问题进行改进，提供一种环境污染少、产品得率高、生产效益高、规模大的锌焙砂生产和烟气处理系统。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种锌焙砂生产和烟气处理系统，包括锌焙砂生产单元和烟气处理单元，其中
锌焙砂生产单元包括回转窑，回转窑包括窑头和窑尾，所述窑头设置出料口，出料口通过输料管与集料装置连接，集料装置用于收集锌焙砂产品，所述窑尾设置进料口和烟气出口，其中进料口处设置进料装置，烟气出口连接烟气处理单元；
烟气处理单元包括依次连接的沉降室和净水喷淋塔，净水喷淋塔上设置有排气口和排液口，其中排气口通过管道与碱液喷淋塔连接，排气口出来的烟气通过碱液喷淋塔处理后排放，排液口通过管道依次连接搅拌池和沉淀池，排液口出来的液体在搅拌池内进行沉锌反应后进入沉淀池内沉淀，沉淀后的污泥通过压滤机压滤后输送至所述上料机中作为原料循环使用。
进一步的，所述沉降室包括第一沉降室和第二沉降室，烟气依次经过第一沉降室和第二沉降室后进入净水喷淋塔，第一沉降室和第二沉降室上还设置有排料口，排料口与污泥烘干装置连接，排料口排出的污泥铅含量高，经污泥烘干装置处理后能打包外售或作为含锌原料循环使用。沉降室的使用范围为：对粉尘粒径>15μm，温度<400℃，对于粒径为50μm的粉尘除尘效率为96％、对于5μm的粉尘除尘效率为16％，对于1μm的粉尘除尘效率为3％，而冶金烟气粉尘颗粒物的粒径范围为0.001～100μm，重力沉降室的总除尘效率为40％～50％。本发明回转窑烟气中的粉尘颗粒粒径多分布在20～100μm；窑尾烟气约300℃，烟气特性在重力沉降适用范围内，因此将其作为预除尘装置。
进一步的，所述净水喷淋塔内部为田字形结构，净水喷淋塔包括第一喷淋室、第二喷淋室、第三喷淋室和第四喷淋室，每个喷淋室顶部均设置有雾化喷头，烟气从第一喷淋室底部进入，然后依次经过第二喷淋室、第三喷淋室和第四喷淋室后进入碱液吸收塔，其中第四喷淋室上设置有引风机。
进一步的，所述净水喷淋塔设置有配套的第一循环池，喷淋塔内淋洗后的废水在第一循环池内加入碳酸氢铵搅拌并沉淀处理后能进入净水喷淋塔循环使用，产生的废泥通过压滤机压滤后进入污泥烘干装置。
进一步的，所述碱液喷淋塔和净水喷淋塔结构一致，碱液喷淋塔顶部的雾化喷头连接外部碱液管，烟气从第一喷淋室底部进入，然后依次经过第二喷淋室、第三喷淋室和第四喷淋室后排放，第四喷淋室上同样设置有引风机。
进一步的，所述碱液喷淋塔设置有配套的第二循环池，第二循环池内的废水用NaOH溶液调节PH至10～12并过滤后能进入碱液喷淋塔循环使用，碱液喷淋塔产生的废泥通过压滤机压滤后进入污泥烘干装置。碱液吸收塔采用NaOH溶液为吸收剂，喷淋后废水经第二循环池循环使用。其净化原理是采用NaOH液体作为稀释剂，在碱液喷淋塔内与烟气进行充分接触、碰撞、反应，从而将烟气中的硫、氯等有害离子转换成能沉淀析出的钠盐，包括粉尘及其他有害成分，然后通过过滤设备将沉渣排出。
进一步的，所述窑头的出料口和集料装置间设置有粉碎装置，粉碎装置设置有对应的除尘装置。
进一步的，所述烟气出口上设置有集气罩，用于将回转窑内的烟气集中处理。
一种锌焙砂生产和烟气处理方法，使用如上锌焙砂生产和烟气处理系统完成，包括如下步骤：
S1、原料预处理：将原料造粒成粒径范围为0.2～20mm的颗粒状原料；
S2、焙烧：将颗粒状原料从窑尾连续投入回转窑中，同时将重油从回转窑窑头以朝向窑尾的方向喷射进入回转窑内，颗粒状原料随着回转窑的转动而由窑尾向窑头移动；回转窑内分为预热段与反应段，颗粒状原料先后经过预热段的脱水、预热以及反应段的焙烧后得到锌焙砂粗品和回转窑烟气，锌焙砂粗品从窑头出料，回转窑烟气经烟气处理单元处理后排放；
S2、锌焙砂粗品精加工：将锌焙砂粗品冷却后，用粉碎装置进行粉碎，将粉碎装置处理后的粉碎料和除尘装置的截留料混合得到锌焙砂产品，锌焙砂产品的含锌量大于65％。
进一步的，所述烟气处理单元处理的处理方法为：
1)沉降：烟气依次经过第一沉降室和第二沉降室内进行两级自然沉降，该步骤用于使烟气内较粗的颗粒沉降下来；
2)喷淋：沉降后的烟气进入净水喷淋塔，净水喷淋塔的液气比为0.8～0.9L/m3，烟气在净水喷淋塔内依次通过第一喷淋室、第二喷淋室、第三喷淋室和第四喷淋室后被设置于第四喷淋室上的引风机引出；该步骤用于减少烟气中较细的颗粒；
3)碱液吸收：经过喷淋处理后的烟气进入碱液喷淋塔，烟气在碱液喷淋塔内依次通过第一喷淋室、第二喷淋室、第三喷淋室和第四喷淋室后被设置于第四喷淋室上的引风机引出，然后排放。
进一步的，所述原料包括次氧化锌和含锌量为30～55％的含锌废料，含锌废料包括属于HW23范围的含锌废物、属于HW48范围的有色金属冶炼废物、属于HW31范围的含铅废物、属于HW17范围的表面处理废物中的一种或几种。
有益效果：本发明所述的锌焙砂生产和烟气处理系统，能利用各种含锌废料，大规模生产提供质量稳定、含锌率高的炼锌原料锌焙砂，能减少炼锌原料的资源缺口，且生产过程中烟气得到妥善处理，环境污染少，烟气处理完成后各有害元素均能达到国家标准而排放，且净水喷淋用水和碱液喷淋用的均可以循环利用，节约生产能源的同时保证了处理效果，同时本发明的烟气处理过程中得到的副产品可以外售提高经济效益或作为含锌原料循环使用而提高锌元素的利用率，在实际生产过程中能大规模生产和推广使用，与传统生产相比完全不同且具有显著进步。
附图说明
图1为本发明中锌焙砂生产和烟气处理系统的结构示意图。
图2为本发明中净水喷淋塔的结构示意图。
其中：1、回转窑；2、重油喷射装置；3、粉碎装置；4、除尘装置；5、集料装置；6、进料装置；7、第一沉降室；8、第二沉降室；9、污泥烘干装置；10、碱液喷淋塔；11、第二循环池；12、净水喷淋塔；121、第一喷淋室；122、第二喷淋室；123、第三喷淋室；124、第四喷淋室；125、引风机；13、第一循环池；14、搅拌池；15、沉淀池；16、板框压滤机；17、窑头；18、窑尾；19、预热段；20、反应段。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示的锌焙砂生产和烟气处理系统，其包括锌焙砂生产单元和烟气处理单元，其中锌焙砂生产单元包括回转窑1，回转窑1包括窑头17和窑尾18，窑头17上设置出料口，出料口通过输料管依次与粉碎装置3和集料装置5连接，粉碎装置3为雷磨机，用于对锌焙砂粗品进行精细加工，以更好的符合客户需要，集料装置5用于收集锌焙砂产品，粉碎装置3上还设置粉碎装置3上还设置有对应的除尘装置4，除尘装置4同样与集料装置5连接，除尘装置4用于对雷磨机在粉碎过程中产生的带粉尘的空气进行过滤和拦截，从而将含锌的粉尘进行收集，增加产品得率，并且防止粉尘进入空气防止空气污染。
回转窑1的窑尾18上设置进料口和烟气出口，进料口处设置进料装置6，进料装置6为上料机，而烟气出口上设置有集气罩，用于将回转窑1内的烟气最大程度的集合并进行处理。
烟气处理单元包括依次连接的沉降室和净水喷淋塔，其中沉降室包括第一沉降室7和第二沉降室8，烟气依次经过第一沉降室7和第二沉降室8后进入净水喷淋塔12，第一沉降室7和第二沉降室8上还设置有排料口，排料口与污泥烘干装置9连接，排料口排出的污泥铅含量高，经污泥烘干装置9处理后能打包外售。本发明回转窑烟气中的粉尘颗粒粒径多分布在20～100μm；窑尾烟气约300℃，烟气特性在重力沉降适用范围内，因此将其作为预除尘装置，本实施例中，设置两级沉降对回转窑烟气中颗粒物、Pb、As及其化合物的预处理效率为40～45％。
净水喷淋塔12上设置有排气口，排气口通过管道与碱液喷淋塔10连接，排气口出来的烟气通过碱液喷淋塔10处理后排放，其中净水喷淋塔12内部为田字形结构，如图2所示，净水喷淋塔12包括第一喷淋室121、第二喷淋室122、第三喷淋室123和第四喷淋室124，每个喷淋室顶部均设置有雾化喷头，烟气从第一喷淋室121底部进入，然后依次经过第二喷淋室122、第三喷淋室123和第四喷淋室124后进入碱液吸收塔10，其中第四喷淋室124上设置有引风机用于引导烟气排出，经过多重清洗净化的烟尘其颗粒处理率达到60～64％；本发明中，净水喷淋塔12设置有配套的第一循环池13，净水喷淋塔12内淋洗后的废水在第一循环池13内加入碳酸氢铵搅拌并沉淀处理后能进入净水喷淋塔12内循环使用，产生的废泥则通过压滤机压滤后进入污泥烘干装置9，烘干后作为铅泥打包外售。
而碱液喷淋塔10和净水喷淋塔12结构一致，碱液喷淋塔10顶部的雾化喷头连接外部碱液管，因此经过净化喷淋塔处理的烟气从碱液喷淋塔10的第一喷淋室底部进入，然后依次经过第二喷淋室、第三喷淋室和第四喷淋室后排放，第四喷淋室上同样设置有引风机。碱液喷淋塔10设置有配套的第二循环池11，第二循环池11内的废水用NaOH溶液调节PH至10～12并过滤后能进入碱液喷淋塔10循环使用，碱液喷淋塔10产生的废泥通过压滤机压滤后进入污泥烘干装置9。碱液吸收塔采用NaOH溶液为吸收剂，喷淋后废水经第二循环池11循环使用。其净化原理是采用NaOH液体作为稀释剂，在碱液喷淋塔内与尾气进行充分接触、碰撞、反应，从而将尾气中的硫、氯等有害离子转换成能沉淀析出的钠盐，包括粉尘及其他有害成分，然后通过过滤设备将沉渣排出。
本实施例中对回转窑烟气中颗粒物的总处理效率为99％，对SO2、HCl、氟化物的总处理效率为90％，经烟气处理单元处理后烟尘、SO2、HCl、氟化物、NOx、Pb、Zn、As浓度分别为12.94mg/m3、13.33mg/m3、5.95mg/m3、4.97mg/m3、0.049mg/m3、2.14mg/m3、0.14mg/m3。
净水喷淋塔12上设置还开设有排液口，排液口通过管道依次连接搅拌池14和沉淀池15，排液口出来的液体在搅拌池14内进行沉锌反应后进入沉淀池15内沉淀，沉淀后的污泥通过压滤机压滤后输送至上料机中作为原料循环使用。
一种锌焙砂生产和烟气处理方法，使用如上锌焙砂生产和烟气处理系统完成，包括如下步骤：
S1、原料预处理：将原料造粒成粒径范围为0.8mm的颗粒状原料；原料为次氧化锌粗品30吨、钢厂灰40吨、热镀锌渣30吨的混合物。
S2、焙烧：将颗粒状原料从窑尾18连续投入回转窑1中，同时将重油用重油喷射装置从窑头17以朝向窑尾18的方向喷射进入回转窑1内，颗粒状原料随着回转窑1的转动而由窑尾18向窑头17移动；回转窑1内分为预热段19与反应段20，颗粒状原料先后经过预热段19的脱水、预热以及反应段20的焙烧后得到锌焙砂粗品和回转窑烟气，锌焙砂粗品从窑头17出料，回转窑1烟气经烟气处理单元处理后排放；
S2、锌焙砂粗品精加工：将锌焙砂粗品冷却后，用粉碎装置3进行粉碎，将粉碎装置3处理后的粉碎料和除尘装置4的截留料混合得到锌焙砂产品，锌焙砂产品的含锌量为68.5％。
烟气处理单元处理的处理方法包括：
1)沉降：烟气依次经过第一沉降室7和第二沉降室8内进行两级自然沉降，该步骤用于使烟气内较粗的颗粒沉降下来；
2)喷淋：沉降后的烟气进入净水喷淋塔12，净水喷淋塔12的液气比为0.8～0.9L/m3，烟气在净水喷淋塔12内依次通过第一喷淋室121、第二喷淋室122、第三喷淋室123和第四喷淋室124后被设置于第四喷淋室124上的引风机125引出；该步骤用于减少烟气中较细的颗粒；
3)碱液吸收：经过喷淋处理后的烟气进入碱液喷淋塔10，烟气在碱液喷淋塔10内依次通过第一喷淋室、第二喷淋室、第三喷淋室和第四喷淋室后被设置于第四喷淋室上的引风机引出，然后排放。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种锌焙砂生产和烟气处理系统，其特征在于，包括锌焙砂生产单元和烟气处理单元，其中
锌焙砂生产单元包括回转窑，回转窑包括窑头和窑尾，所述窑头设置出料口，出料口通过输料管与集料装置连接，集料装置用于收集锌焙砂产品，所述窑尾设置进料口和烟气出口，其中进料口处设置进料装置，烟气出口连接烟气处理单元；
烟气处理单元包括依次连接的沉降室和净水喷淋塔，净水喷淋塔上设置有排气口和排液口，其中排气口通过管道与碱液喷淋塔连接，排气口出来的烟气通过碱液喷淋塔处理后排放，排液口通过管道依次连接搅拌池和沉淀池，排液口出来的液体在搅拌池内进行沉锌反应后进入沉淀池内沉淀，沉淀后的污泥通过压滤机压滤后输送至所述上料机中作为原料循环使用。
2.根据权利要求1所述的锌焙砂生产和烟气处理系统，其特征在于，所述沉降室包括第一沉降室和第二沉降室，烟气依次经过第一沉降室和第二沉降室后进入净水喷淋塔，第一沉降室和第二沉降室上还设置有排料口，排料口与污泥烘干装置连接，排料口排出的污泥铅含量高，经污泥烘干装置处理后能打包外售或作为含锌原料循环使用。
3.根据权利要求1所述的锌焙砂生产和烟气处理系统，其特征在于，所述净水喷淋塔内部为田字形结构，净水喷淋塔包括第一喷淋室、第二喷淋室、第三喷淋室和第四喷淋室，每个喷淋室顶部均设置有雾化喷头，烟气从第一喷淋室底部进入，然后依次经过第二喷淋室、第三喷淋室和第四喷淋室后进入碱液吸收塔，其中第四喷淋室上设置有引风机。
4.根据权利要求3所述的锌焙砂生产和烟气处理系统，其特征在于，所述净水喷淋塔设置有配套的第一循环池，净水喷淋塔内淋洗后的废水在第一循环池内加入碳酸氢铵搅拌并沉淀处理后能进入净水喷淋塔循环使用，产生的废泥通过压滤机压滤后进入污泥烘干装置。
5.根据权利要求3所述的锌焙砂生产和烟气处理系统，其特征在于，所述碱液喷淋塔和净水喷淋塔结构一致，碱液喷淋塔顶部的雾化喷头连接外部碱液管，烟气从第一喷淋室底部进入，然后依次经过第二喷淋室、第三喷淋室和第四喷淋室后排放，第四喷淋室上同样设置有引风机。
6.根据权利要求5所述的锌焙砂生产和烟气处理系统，其特征在于，所述碱液喷淋塔设置有配套的第二循环池，第二循环池内的废水用NaOH溶液调节PH至10～12并过滤后能进入碱液喷淋塔循环使用，碱液喷淋塔产生的废泥通过压滤机压滤后进入污泥烘干装置。
7.根据权利要求1所述的锌焙砂生产和烟气处理系统，其特征在于，所述窑头的出料口和集料装置间设置有粉碎装置，粉碎装置设置有对应的除尘装置。
8.一种锌焙砂生产和烟气处理方法，其特征在于，使用权利要求1～7任一所述的锌焙砂生产和烟气处理系统完成，包括如下步骤：
S1、原料预处理：将原料造粒成粒径范围为0.2～20mm的颗粒状原料；
S2、焙烧：将颗粒状原料从窑尾连续投入回转窑中，同时将重油从回转窑窑头以朝向窑尾的方向喷射进入回转窑内，颗粒状原料随着回转窑的转动而由窑尾向窑头移动；回转窑内分为预热段与反应段，颗粒状原料先后经过预热段的脱水、预热以及反应段的焙烧后得到锌焙砂粗品和回转窑烟气，锌焙砂粗品从窑头出料，回转窑烟气经烟气处理单元处理后排放；
S2、锌焙砂粗品精加工：将锌焙砂粗品冷却后，用粉碎装置进行粉碎，将粉碎装置处理后的粉碎料和除尘装置的截留料混合得到锌焙砂产品，锌焙砂产品的含锌量大于65％。
9.根据权利要求8所述的锌焙砂生产和烟气处理方法，其特征在于，所述烟气处理单元处理的处理方法为：
1)沉降：烟气依次经过第一沉降室和第二沉降室内进行两级自然沉降，该步骤用于使烟气内较粗的颗粒沉降下来；
2)喷淋：沉降后的烟气进入净水喷淋塔，净水喷淋塔的液气比为0.8～0.9L/m3，烟气在净水喷淋塔内依次通过第一喷淋室、第二喷淋室、第三喷淋室和第四喷淋室后被设置于第四喷淋室上的引风机引出；该步骤用于减少烟气中较细的颗粒；
3)碱液吸收：经过喷淋处理后的烟气进入碱液喷淋塔，烟气在碱液喷淋塔内依次通过第一喷淋室、第二喷淋室、第三喷淋室和第四喷淋室后被设置于第四喷淋室上的引风机引出，然后排放。
10.根据权利要求9所述的锌焙砂生产和烟气处理方法，其特征在于，所述原料包括次氧化锌和含锌量为30～55％的含锌废料，含锌废料包括属于HW23范围的含锌废物、属于HW48范围的有色金属冶炼废物、属于HW31范围的含铅废物、属于HW17范围的表面处理废物中的一种或几种。
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