CN113230826A - 一种含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺 - Google Patents

一种含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺,涉及烟气净化技术领域，包括以下步骤：(1)将含镉烟气流通到流化床内；(2)流化床内加入焙砂；(3)含镉烟气与焙砂混合充分接触；(4)焙砂粉体回收利用及冶炼；(5)废气输送到塑烧板除尘器过滤；(6)将废气进行高效过滤；(6)喷淋；(8)高空排放。本发明的净化工艺通过流化床将含镉烟气充分与焙砂混合，焙砂粉末具有很好的干燥和吸附作用，可以有效的吸收废气中的水蒸气和NaOH蒸汽。随后进入旋风除尘，再进入高效过滤器，达到废气净化及超低浓度排放标准。

Description

一种含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺
技术领域
本发明涉及有色金属冶炼过程中排放的含镉烟气中氧化镉重金属回收净化工艺技术领域，具体讲是利用焙砂配合高效的多级流化床，有效去除烟气中的水蒸气和NaOH蒸汽，随后进行高效过滤，可实现烟气中氧化镉重金属物质高效回收，达到超低标排放。
背景技术
在有色金属冶炼或再生(如焙烧、还原、熔炼等)过程中，会排放大量的重金属烟尘(如氧化镉)废气，烟气中的重金属颗粒物为高温挥发尘，粒度较细，在0.01～0.05um之间，又称“细烟尘”。废气中同时含有大量的水蒸气和NaOH蒸汽等物质，此重金属烟尘废气对环境污染特别严重，不允许直接排放，需要经过高效净化，重金属及其化合物达到超低浓度(如镉及其化合物＜0.05mg/Nm3)后准许排放。针对此种重金属烟尘的净化，目前尚未有较为成熟的工艺，一般采用干式过滤和湿式喷淋洗涤(一般为使用多级喷淋，动力波洗涤喷淋+3级普通喷淋，普通喷淋里面设置3层喷淋)的方式对烟气进行处理。
针对此种重金属烟尘的净化工艺，干式过滤和湿式喷淋洗涤工艺的缺点分别为：
一、干式过滤工艺的弊端：
(1)温度较高(＞400℃)，一般的高效滤材(如PTFE)无法直接使用。
(2)废气中含有大量水蒸气和NaOH蒸汽等物质，容易结露或结晶，附着在滤材表面，增加设备风阻，设备无法稳定运行，不能长期工作。
(3)一般的干式滤材过滤精度为0.1um去除效率99.9％左右，针对此种粒度较细的挥发尘无法达到超低浓度要求(＜0.05mg/Nm3)。
二、湿式喷淋洗涤工艺的弊端：
(1)由于喷淋洗涤工艺性质的局限性，对超细粉尘的吸收净化效率低。原废气氧化镉浓度为3000mg/m3，湿式喷淋洗涤后浓度为200mg/m3。
(2)此工艺需要投入大量水，且产生大量污水，二次污染较为严重，污水处理费用较高。
(3)能耗较高，一般的多级喷淋(动力波洗涤喷淋+4级普通喷淋，普通喷淋里面设置3层喷淋)工艺，按照8000m3风量计算，系统运行功率将大于200Kw。
综上所述，由于重金属镉的超低排放的要求，干式过滤和湿式喷淋洗涤工艺性质的局限性，无法有效的将烟气中的重金属有稳定有效的去除，必须采用一种全新的过滤工艺，才能将此废气安全有效的处理达标。
有色金属冶炼产生的废气最安全高效的处理方法为先将其中的水蒸气、NaOH蒸汽等物质使用特殊物质将其吸收分离，极大限度降低废气中的水和NaOH蒸汽等物质。再将干燥的无碱含氧化镉粉尘废气经过一种特殊的高效过滤装置，有效去除氧化镉重金属后达标排放。因此需要一种高效除水、除碱工艺技术与高效过滤工艺技术综合利用的新型氧化镉烟尘废气净化技术。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，其是一种新型的氧化镉烟尘废气净化技术，主要是先将废气经过流化床，在流化床中充分与焙砂混合(此焙砂为有色金属冶炼前期的中间产品，不需要新增物料)，焙砂粉末具有很好的干燥和吸附作用，可以有效的吸收废气中的水蒸气和NaOH蒸汽。同时，焙砂在流化床内与含尘烟气充分混合的过程中，焙砂颗粒与“微尘”颗粒发生碰撞产生粉尘“凝并”、“吸附”效应，有效增大了颗粒物的粒径，为后级过滤提供条件。随后进入旋风除尘，在旋风除尘的作用下，流化粉尘被回收，再次进入流化床循环使用，达到节省焙砂的作用。随后，烟气进入高效过滤器，达到超低浓度标准。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种有色金属冶炼排放的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，包括以下步骤：
(1)先将含镉烟气经过管道收集后进入到流化床内；
(2)流化床焙砂仓内加入一定量的焙砂(在不影响气体流动的前提下，焙砂的量值越大越好)，此焙砂为有色金属冶炼前期脱硫脱砷焙烧的中间产品，其是通过风筛、过目筛(＞200目)后得到的干燥焙砂，该种干燥焙砂具有良好的干燥和吸附能力；
(3)在流化床内焙砂通过与含镉烟气充分接触，能够有效吸收烟气中的水蒸气与NaOH蒸汽，并有效吸附氧化镉，使氧化镉附着在焙砂表面，以焙砂为载体间接地使得水蒸气、氧化镉更容易被旋风除尘和除尘器过滤；
(4)将废气输送到旋风除尘设备中，在离心力与重力的作用下，95％的粉体被捕捉沉淀下来进入到粉仓，随后粉体被再次导入流化床，多次返回使用；
(5)随后废气再先后进入设有的第二级流化床(同样加入一定量的焙砂)以及第二级旋风除尘设备中，再次进行干燥与吸附，大大提高了废气的干燥性，并进一步有效地去除了废气中的NaOH蒸汽，并吸附废气中的氧化镉；
(6)焙砂粉体在流化床与旋风除尘多次循环后，进入到粉仓中收集，最后返回冶炼厂进行冶炼；
(7)将废气输送到塑烧板除尘器，此时废气中主要还含有焙砂粉末、氧化镉粉尘以及极少量的水蒸气和NaOH蒸汽，焙砂粉末附着在塑烧板表面，可以有效的阻止水蒸气结露和NaOH结晶，同时由于滤材表面附着粉末原因，可以一定程度上提高塑烧板过滤效率，并使塑烧板表面捕捉的粉尘更容易被反吹剥落，大大提高了过滤效率；再将附着在塑烧板表面上的焙砂粉体排入到对应的粉仓中收集，最后返回冶炼厂进行冶炼；
(8)随后废气进入高效过滤阶段，高效过滤优选采用为HEPA过滤，此种过滤器过滤精度很高，但无法在线清灰，因此有必要设置2级，一备一用。经过高效过滤后，废气中镉及其化合物浓度＜0.05mg/Nm3，此处经过多次试验检测，废气中的氧化镉未检测出；
(9)在高效过滤后端设置多级喷淋(一般为3级)，作为应急处置备案，正常情况下多级喷淋不工作，当前端过滤故障时会开启；
(10)最终净化后的废气经过风机排放到25m高空。
本发明的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺至少包括了如下的有益效果：
本发明相对于干式过滤和湿式喷淋洗涤工艺技术来说，关键的改进点在于利用了厂内原有焙砂配合高效的多级流化床和旋风除尘设备，有效去除烟气中的水蒸气和NaOH蒸汽，随后进行高效过滤(包括塑烧板过滤器以及HEPA过滤)，同时在后端增加应急多级喷淋系统，实现烟气中氧化镉重金属物质高效安全回收，且无二次污染，达到超低标排放。
1、本发明工艺中无新增物料，所投放的焙砂为有色金属冶炼前期脱硫脱砷焙烧的中间产品，高效地达到了对产物的利用，一定程度上降低了工艺的成本。
2、本发明工艺中无二次污染，纯干式过滤，无水污染等。在旋风除尘和塑烧板过滤器回收的粉尘可以多次返回流化床利用，并可返回冶炼厂继续参与冶炼，完成矿石冶炼生产。
3、本发明工艺中设置的两级流化床+旋风除尘设备，可以有效的去除废气中的水蒸气和NaOH蒸汽，避免其在除尘器滤材表面结露、结晶。且两级流化床+旋风除尘可吸附大量的氧化镉，使氧化镉附着在焙砂粉末表面，大大提高了旋风除尘对氧化镉的捕捉能力。
4、本发明工艺中由于焙砂粉末的良好附着性能，提高了塑烧板过滤效率，并使塑烧板表面捕捉的粉尘更容易被反吹剥落，大大提高了设备的稳定性和设备的使用寿命。
5、本发明工艺中在塑烧板过滤器后端设置的高效过滤(本系统选择HEPA过滤，一备一用)更是大大提高了整套系统的净化效率，确保氧化镉浓度＜0.05mg/Nm3。
6、本发明工艺中增加多级喷淋应急使用，使整套工艺安全性、稳定性和高效性有了进一步保证。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例1的工艺流程框图；
图2是本发明实施例2的工艺流程框图；
图3是本发明实施例3的工艺流程框图；
图4是本发明实施例4的工艺流程框图；
图5是本发明实施例5的工艺流程框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种有色金属冶炼排放的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，结合图1所示，包括以下步骤：
(1)先将含镉烟气经过管道收集后进入到流化床设备上；
(2)流化床内加入一定量的焙砂，焙砂为有色金属冶炼前期脱硫脱砷焙烧的中间产品，其是通过风筛、过目筛(＞200目)后得到的干燥焙砂；
(3)在流化床内焙砂通过与含镉烟气充分接触，吸收烟气中的水蒸气、氧化镉等其它杂质；
(4)将废气输送到旋风除尘设备中，在离心力与重力的作用下，95％的粉体被捕捉沉淀下来进入到粉仓；
(5)焙砂粉体进入粉仓后，再返回冶炼厂进行冶炼，提取其中的有色金属；
(6)净化后的废气经过风机后25m高空排放(经检测废气中氧化镉浓度＜0.05mg/Nm3)。
实施例2
一种有色金属冶炼排放的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，结合图2所示，包括以下步骤：
(1)先将含镉烟气经过管道收集后进入到流化床内；
(2)流化床内加入一定量的焙砂，焙砂为有色金属冶炼前期脱硫脱砷焙烧的中间产品，其是通过风筛、过目筛(＞200目)后得到的干燥焙砂；
(3)在流化床内焙砂通过与含镉烟气充分接触，吸收烟气中的水蒸气、氧化镉等其它杂质；
(4)将废气输送到旋风除尘设备中，在离心力与重力的作用下，95％的粉体被捕捉沉淀下来，之后将粉体再次导入流化床，多次返回使用，焙砂粉体在流化床与旋风除尘多次循环后，进入粉仓，最后返回冶炼厂完成后续冶炼，提取其中的金属；
(5)净化后的废气经过风机后25m高空排放(经检测废气中氧化镉浓度＜0.05mg/Nm3)。
实施例3
一种有色金属冶炼排放的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，结合图3所示，包括以下步骤：
(1)先将含镉烟气经过管道收集后进入到流化床内；
(2)流化床内加入一定量的焙砂，焙砂为有色金属冶炼前期脱硫脱砷焙烧的产品，其是通过风筛、过目筛(＞200目)后得到的干燥焙砂；
(3)在流化床内焙砂通过与含镉烟气充分接触，吸收烟气中的水蒸气、氧化镉等其它杂质；
(4)将废气输送到旋风除尘设备中，在离心力与重力的作用下，95％的粉体被捕捉沉淀下来，之后将粉体再次导入流化床中，多次返回使用，焙砂粉体在流化床与旋风除尘多次循环后，进入粉仓中收集，最后返回冶炼厂完成后续冶炼，提取其中的金属，
(5)随后废气再先后进入设有的第二级流化床(同样加入一定量的焙砂)以及第二级旋风除尘设备，再次进行干燥与吸附，以此大大提高废气的干燥性，并进一步有效地去除了废气中的NaOH蒸汽，并吸附废气中的氧化镉；之后将粉体再导入第二级流化床中，多次返回使用，焙砂粉体在第二级的流化床与旋风除尘多次循环后，进入对应的粉仓中收集，最后返回冶炼厂完成后续冶炼，提取其中的金属；
(6)净化后的废气经过风机后25m高空排放(经检测废气中氧化镉浓度＜0.05mg/Nm3)。
实施例4
一种有色金属冶炼排放的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，结合图4所示，包括以下步骤：
(1)先将含镉烟气经过管道收集后进入到流化床内；
(2)流化床内加入一定量的焙砂，焙砂为有色金属冶炼前期脱硫脱砷焙烧的产品，其是通过风筛、过目筛(＞200目)后得到的干燥焙砂；
(3)在流化床内焙砂通过与含镉烟气充分接触，吸收烟气中的水蒸气、氧化镉等其它杂质；
(4)将废气输送到旋风除尘设备中，在离心力与重力的作用下，95％的粉体被捕捉沉淀下来，之后将粉体再次导入流化床中，多次返回使用，焙砂粉体在流化床与旋风除尘多次循环后，进入粉仓中收集，最后返回冶炼厂完成后续冶炼，提取其中的金属，
(5)随后废气再先后进入设有的第二级流化床(同样加入一定量的焙砂)以及第二级旋风除尘设备，再次进行干燥与吸附，以此大大提高废气的干燥性，并进一步有效地去除了废气中的NaOH蒸汽，并吸附废气中的氧化镉；之后将粉体再导入第二级流化床中，多次返回使用，焙砂粉体在第二级的流化床与旋风除尘多次循环后，进入对应的粉仓中收集，最后返回冶炼厂完成后续冶炼，提取其中的金属；
(6)将废气输送到塑烧板除尘器中，此时废气中主要还含有焙砂粉末、氧化镉粉尘以及极少量的水蒸气和NaOH蒸汽，焙砂粉末附着在塑烧板表面，可以有效的阻止水蒸气结露和NaOH结晶，同时由于滤材表面附着粉末原因，可以一定程度上提高塑烧板过滤效率，并使塑烧板表面捕捉的粉尘更容易被反吹剥落，大大提高了设备的稳定性和设备的使用寿命，再将附着在塑烧板表面上的焙砂粉体排入到对应的粉仓中收集，最后返回冶炼厂完成后续冶炼，提取其中的金属；
(7)净化后的废气经过风机后25m高空排放(经检测废气中氧化镉浓度＜0.05mg/Nm3)。
实施例5
一种有色金属冶炼排放的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，结合图5所示，包括以下步骤：
(1)先将含镉烟气经过管道收集后进入到流化床内；
(2)流化床内加入一定量的焙砂，焙砂为有色金属冶炼前期脱硫脱砷焙烧的产品，其是通过风筛、过目筛(＞200目)后得到的干燥焙砂；
(3)在流化床内焙砂通过与含镉烟气充分接触，吸收烟气中的水蒸气、氧化镉等其它杂质；
(4)将废气输送到旋风除尘设备中，在离心力与重力的作用下，95％的粉体被捕捉沉淀下来，之后将粉体再次导入流化床中，多次返回使用，焙砂粉体在流化床与旋风除尘多次循环后，进入粉仓中收集，最后返回冶炼厂完成后续冶炼，提取其中的金属，
(5)随后废气再先后进入设有的第二级流化床(同样加入一定量的焙砂)以及第二级旋风除尘设备，再次进行干燥与吸附，以此大大提高废气的干燥性，并进一步有效地去除了废气中的NaOH蒸汽，并吸附废气中的氧化镉；之后将粉体再导入第二级流化床中，多次返回使用，焙砂粉体在第二级的流化床与旋风除尘多次循环后，进入对应的粉仓中收集，最后返回冶炼厂完成后续冶炼，提取其中的金属；
(6)将废气输送到塑烧板除尘器中，此时废气中主要还含有焙砂粉末、氧化镉粉尘以及极少量的水蒸气和NaOH蒸汽，焙砂粉末附着在塑烧板表面，可以有效的阻止水蒸气结露和NaOH结晶，同时由于滤材表面附着粉末原因，可以一定程度上提高塑烧板过滤效率，并使塑烧板表面捕捉的粉尘更容易被反吹剥落，大大提高了设备的稳定性和设备的使用寿命，再将附着在塑烧板表面上的焙砂粉体排入到对应的粉仓中收集，最后返回冶炼厂完成后续冶炼，提取其中的金属；
(7)随后对废气进行高效过滤操作，高效过滤优选采用为HEPA过滤，此种过滤器过滤精度很高，但无法在线清灰，因此有必要设置两级，一备一用；
(8)在高效过滤工序后端设置多级喷淋(一般为三级)，作为应急处置备案，正常情况下多级喷淋不工作，当前端过滤故障时开启；
(9)随后废气经过风机后25m高空超低浓度排放(经检测废气中氧化镉浓度为0)。
实施例6
基于前述实施例，实施例1-5中的焙砂亦可以采用其它具有同等吸附能力的材料作为代替。
实施例7
基于前述实施例，实施例1-5中的流化床优选为申请号为2018214359719、名称为一种金属冶炼超细烟气固相吸附处理装置的现有专利设备；该设备能够较好地实现烟气中的有害杂物不停粘附到焙砂颗粒上。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将含镉烟气流通到第一流化床内，在第一流化床内加入焙砂，含镉烟气与所述焙砂充分接触形成废气；
(2)再将废气输送到第一旋风除尘设备中，在离心力与重力的作用下，废气中的粉体被捕捉沉淀下来进入到第一粉仓中收集。
2.根据权利要求1所述的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，其特征在于，将所述第一旋风除尘设备捕捉沉淀下来的粉体再次导入到第一流化床中再次利用，与含镉烟气充分接触。
3.根据权利要求1或2所述的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，其特征在于，还包括步骤(3)，将步骤(2)处理后的废气输送到第二流化床内，在第二流化床内加入焙砂，废气再次与焙砂充分接触，随后输送到第二旋风除尘设备中，在离心力与重力的作用下，废气中的粉体被捕捉沉淀下来进入到第二粉仓中收集。
4.根据权利要求3所述的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，其特征在于，将所述第二旋风除尘设备捕捉沉淀下来的粉体再次导入到第二流化床中再次利用，与含镉烟气充分接触。
5.根据权利要求4所述的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，其特征在于，所述焙砂为有色金属冶炼前期脱硫脱砷焙烧的中间产品，其是通过至少200目筛筛选得到的干燥焙砂。
6.根据权利要求5所述的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，其特征在于，还包括步骤(4)，将步骤(3)处理后的废气输送到塑烧板除尘器中，此时废气中包括有焙砂粉末、氧化镉粉尘以及水蒸气和NaOH蒸汽，所述焙砂粉末附着在塑烧板表面，可以有效的阻止水蒸气结露和NaOH结晶，同时由于滤材表面附着粉末，可以提高塑烧板过滤效率，并使塑烧板表面捕捉的粉尘更容易被反吹剥落，之后将附着在塑烧板表面上的焙砂粉体排入到第三粉仓中收集。
7.根据权利要求6所述的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，其特征在于，还包括步骤(5)，将步骤(4)处理后的废气进行高效过滤。
8.根据权利要求7所述的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，其特征在于，所述高效过滤优选采用为HEPA过滤器，并设置两级，一备一用。
9.根据权利要求8所述的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，其特征在于，在所述高效过滤后端设置有对废气进行喷淋的操作。
10.根据权利要求1所述的含镉烟气氧化镉重金属回收净化工艺，其特征在于，将所述第一粉仓、第二粉仓、第三粉仓中的粉体返回冶炼厂完成后续冶炼，提取其中的金属。
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