CN1171660C - 熔炉废气的处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及熔炉排出的废气的处理方法和装置。该方法是从熔炉废气中除去煤尘时，使该煤尘中含的非铁重金属的浓度上升；除去含非铁重金属的煤尘之后，为了除去酸性气体而添加碱性试剂。
Description
本发明涉及从熔炉排出的废气的处理，尤其涉及从熔化焚烧灰的熔炉排出的废气中除去煤尘及酸性气体的废气处理方法及装置。
图2示出以前的从熔炉排出的废气的处理装置。图2中，在熔炉1中熔化焚烧灰，并将含有煤尘的废气6排出。将排气6用气体冷却室2等冷却后，为了使其与废气中的酸性气体等反应，将消石灰的粉体8喷到废气中。然后，经袋式过滤器、电集尘机等集尘装置3捕集废气中的熔融飞灰10a。该熔融飞灰10a中含有在熔炉中产生的煤尘和消石灰的粉体8。
城市垃圾和燃烧城市垃圾的焚烧灰中含有Pb、Zn等非铁重金属，因此从熔炉1排出的废气6中的煤尘里含有非铁重金属。而且，集尘装置3捕集的熔融飞灰10a中也含有起因于煤尘的非铁重金属。
因此，将该熔融飞灰作为废弃物处理时，必须进行例如像螯合剂处理那种为了防止重金属溶出的试剂处理。与焚烧炉废气中所含的焚烧飞灰相比较，熔炉废气中含的熔融飞灰的重金属浓度高，因此需要大量的试剂和高额的处理费用。
另一方面，将该熔融飞灰作为非铁金属原料使用时，由于含有消灰石，熔融飞灰中的重金属浓度变低，因而不能作为非铁金属原料使用。例如，以城市垃圾中富含的Pb、Zn为代表，经济上有价值回收的矿物的最低浓度分别为3.0％、2.5％。然而，熔融飞灰中的Pb、Zn的浓度，由于含有消石灰，都比上述数值低，即使进行用酸或水洗的萃取处理或高温挥发分离等浓缩处理，有时也不能作为有价值的物质回收。此外，用焚烧炉燃烧城市垃圾时，由于废气中含的焚烧飞灰的非铁重金属浓度低，因此仍然没有回收价值。
本发明的课题是提供熔炉废气的处理方法和装置，该方法可消除先有技术的问题，不需通过特殊的浓缩过程，而且不需使用特别的试剂，就可获得能作为非铁金属原料的可精炼的煤尘。
本发明的第1个方面涉及熔炉排气的处理方法，它是一种处理从熔炉排出的废气的方法，其特征在于，它具有通过第1集尘装置除去废气中所含的、而且含有非铁重金属的煤尘的工序和，为了除去已经除掉煤尘的废气中所含的酸性气体而添加碱性试剂的工序和，除去基本上不含非铁重金属的上述碱性试剂的工序。
本发明中，由上述第1集尘装置捕集的煤尘中最好含有3.0重量％以上的Pb或2.5重量％以上的Zn。
此外，添加的上述碱性试剂最好是粉体，最好用第2集尘装置除去上述粉体。
上述第1集尘装置或第2集尘装置，最好是袋式过滤器或电集尘机等。
上述碱性试剂最好含有消石灰或石灰。
本发明的第二个方面提供熔炉废气的处理装置，其特征在于，它具有熔炉和除去从上述熔炉排出的废气中所含的、而且含有非铁重金属的煤尘的第1集尘装置和，为了除去已经除掉煤尘的废气中所含的酸性气体而添加粉体状碱性试剂的供给机和，除去基本上不含非铁重金属的上述碱性试剂的第2集尘装置。
本发明中，上述第1集尘装置，优选具有由耐热性工程塑料、金属或陶瓷构成的滤布的袋式过滤器。
按照本发明，由于在添加碱性试剂之前通过集尘装置除去废气中的煤尘，因此可以提高该煤尘中含的非铁金属的浓度，该煤尘本身可以作为非铁金属原料有效地再利用。
而且，在除去煤尘之后，除去废气中的酸性气体，因此被回收的碱性试剂不含重金属，不需要涉及重金属的特殊中间处理。
图1示出本发明之从熔炉排出的废气的处理装置的构成图。图1中，1是熔炉，2是气体冷却装置，3是前段的集尘装置，4是后段的集尘装置。
熔炉1是通过使灰等比重小的物质熔化从而使其体积减少的熔炉。典型的是处理焚烧炉的焚烧灰、焚烧炉的废气中含的焚烧飞灰等。按照图1，灰5从供给孔导入熔炉1，通过热源被加热，在熔炉1的内部顺次被熔化。作为热源，例如是电力，可以用等离子式的熔炉。还有使焚烧炉中产生的不完全燃烧气体燃烧的方式。熔炉1内部的熔融物，例如，从图中未示出的排出口被排出，然后，通过冷却使之固化。该固化物的体积，比被供给的灰的体积要减少许多。
从熔炉1排出的废气6，由气体冷却装置2被冷却到导入集尘装置3的温度。废气6优选冷却到150℃～550℃。作为一实施方案，优选冷却至160℃～230℃；作为其它实施方案，优选冷却到400℃～550℃。
以下对所有实施方案中的共同事项进行说明。
通过集尘装置3除去废气中所含的煤尘7。作为集尘装置3，最好是袋式过滤器或电集尘机，更优选袋式过滤器。煤尘7中富含非铁重金属，被捕集的煤尘7贮存在煤尘贮存设备中，并送到进行适宜精炼的设备中。由集尘装置3捕集到的煤尘中，最好含有3.0重量％以上的Pb或2.5重量％以上的Zn。优选该煤尘中含有4.0重量％以上的Pb或3.5重量％以上的Zn；更优选含有5.0重量％以上的Pb或4.0重量％以上的Zn。
其后，进一步除去含在除掉煤尘的废气中的酸性气体。首先在废气中添加碱性试剂8，优选呈粉体的碱性试剂。例如，可以使用市售的粉体等的供给机。然后，除去该碱性试剂。当碱性试剂是粉体时，最好用集尘装置4除去该粉体。作为集尘装置4，可以适宜地采用袋式过滤器、电集尘机。
由集尘装置4回收的粉体10中不含重金属，因此不需要特别的处理就可再利用。例如，将消石灰(主要成分是Ca(OH)2)、石灰(主要成分是CaO)等碱性钙化合物作为粉体添加时，回收的粉体可作为水泥原料再利用。
由后段集尘装置4排出的废气9，通过诱导鼓风机或其它酸性气体去除装置排出。
以下，说明气体冷却装置2将废气6冷却到400℃～550℃的实施方案。这种情况下，集尘装置3最好是具有由耐热性工程塑料、金属或陶瓷构成的滤布的袋式过滤器。由这些材料构成的滤布，即使在废气6的温度为400℃～550℃，优选400～500℃时也具有足够的机械强度、耐久性等。作为金属质的滤布，例如可使用网状的不锈钢。作为陶瓷质的滤布，例如可使用多孔质氧化铝。废气温度是如此的高温情况下，要求集尘机的结构要紧凑。
对着从集尘装置3排出的废气，由导入孔引入冷却空气11，冷却废气。最好是将废气冷却到160℃～230℃。从而，在后段集尘装置4中，不要求有特别的耐热性，这样就可降低成本。
也可以使用气体冷却装置来代替由导入孔引入冷却空气11。而且，在用气体冷却装置2将废气6的温度冷却到200℃左右的情况下，也可以不设置导入孔。
以下通过实施例说明本发明。但是，本发明并不受下述实施例的限定。
实施例中，使用图1示出的本发明之处理熔炉排出的废气的装置。作为对比例，使用图2示出的先有技术之熔炉排出的废气的处理装置。实施例和对比例的差异，仅仅在于有无后段袋式过滤器4，除此而外的要素均相同。而且，无论是实施例还是对比例，都不引入冷却空气11。
作为熔炉1，使用等离子式灰熔化炉(设备功率150kW、最大处理量150千克/小时)。
作为灰5，是将城市垃圾用焚烧炉燃烧后的焚烧灰按100千克/小时供给熔炉1。该焚烧灰的成分如下表1所示
表1
| 成分 | 浓度(重量％) |
| SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OK2OZnPbCu | 567.83.2140.711.30.290.290.20.43 |
此外，将电力供给熔炉，在空气中使之电弧放电，产生10000K以上的高温等离子体气流。通过这种等离子体气流，在1400℃的炉内温度下，将焚烧灰熔化。
气体冷却装置2中，通过冷却空气将废气6冷却到大约200℃。
作为前段集尘装置3，使用耐热温度550℃的耐热性滤布的袋式过滤器。作为后段集尘装置4，使用耐热温度250℃的袋式过滤器。
作为碱性试剂，按300克/小时添加粉体的特号消石灰。
其结果示于表2。
表2
| 实施例 | 对比例 | |
| Pb(重量％)Zn(重量％) | 4.83.5 | 2.21.9 |
表1中示出的，按照实施例，是由图1之前段集尘装置3捕集的熔融飞灰7中的浓度；按照对比例，是由图2之集尘装置3捕集的熔融飞灰中10a的浓度。
按照本发明，显著提高了熔融飞灰中的Pb及Zn浓度，从而可以再利用。
这样，按照本发明则可将以前经试剂处理并废弃在最终处置场所的熔融飞灰进行再利用。
以下简单说明附图。
图1是表示本发明之熔炉排出废气的处理装置的一个实施方案的整体构成图。
图2是表示先有技术之熔炉排出废气的处理装置的整体构成图。
图中符号说明如下：
1：熔炉，2：气体冷却装置，3：作为前段集尘装置的袋式过滤器，4：作为后段集尘装置的袋式过滤器，5：灰，6：废气，7：熔融煤尘，8：粉体碱性试剂，9：处理气体，10：被回收的粉体碱性试剂，11：冷却空气。
Claims (7)
1.熔炉废气的处理方法，该方法是处理从熔炉中排出的含有非铁重金属的废气的方法，其特征在于它具有以下工序：
通过第1集尘装置除去废气中所含的、而且含有非铁重金属的煤尘的工序和，
为了除去已经除掉煤尘的废气中所含的酸性气体而添加碱性试剂的工序和，
除去基本上不含非铁重金属的上述碱性试剂的工序。
2.权利要求1中所述的熔炉废气的处理方法，其中，由所述第1集尘装置捕集的煤尘中含有3.0重量％以上的Pb或2.5重量％以上的Zn。
3.权利要求1或2中所述的熔炉废气的处理方法，其中，添加的所述碱性试剂是粉体，由第2集尘装置除去所述粉体。
4.权利要求3中所述的熔炉废气的处理方法，其中，所述第1集尘装置或所述第2集尘装置是袋式过滤器或电集尘机。
5.权利要求1～4中任一项所述的熔炉废气的处理方法，其中所述的碱性试剂含有消石灰或石灰。
6.熔炉废气的处理装置，其特征在于它具有：
熔炉和，
除去从所述熔炉排出的含有非铁重金属的废气中所含的、而且含有非铁重金属的煤尘的第1集尘装置和，
为了除去已经除掉煤尘的废气中所含的酸性气体而添加呈粉体状碱性试剂的供给机和，
除去基本上不含非铁重金属的所述碱性试剂的第2集尘装置。
7.权利要求6中所述的熔炉废气的处理装置，其中，所述第1集尘装置是具有由耐热性工程塑料、金属或陶瓷构成的滤布的袋式过滤器。
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