CN216934550U - 一种再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置 - Google Patents

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黄亮
李培文
高国兴
刘艳兵
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Abstract

一种再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，包括烟灰存储罐，烟灰存储罐通过螺旋输送机一与除氯反应釜相连，除氯反应釜底部出口通过输送管道一与一级过滤器相连，一级过滤器底部的固体输出口通过螺旋输送机二与脱硫反应罐上端口连接，用于将过滤后的滤渣输入脱硫反应罐中，一级过滤器一侧的液体输出口通过输送管道二与二级过滤器及脱硫反应罐相连，用于将过滤后的滤液二次过滤后输入脱硫反应罐中，脱硫反应罐底部通过输送管道三与压滤器相连。除氯后烟灰中氯离子含量降低至500ppm以下，脱硫后烟灰硫含量可稳定控制在2%以下，回炉冶炼时可大幅降低设备腐蚀风险，减少冶炼过程固硫所需的造渣辅料，冶炼产出烟气SO2含量低，降低对环境的污染。

Description

一种再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置
技术领域
本实用新型属于废蓄电池有用部件的再生技术领域，涉及一种再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置。
背景技术
随着社会的发展，各行业对铅蓄电池的需求持续增加，每年报废的铅蓄电池数量巨大，同时自然界铅资源日益枯竭，因此回收利用废铅蓄电池生产再生铅粉是铅的一大重要来源。
废铅蓄电池先进行破碎分选，得到塑料、废酸电解液、铅头、铅膏等组分，废铅蓄电池约有20%电解液，废酸电解液的主要组分为稀硫酸，稀硫酸浓度可达15%以上，废铅酸蓄电池破碎分选出的铅膏是铅资源回收的主要来源，铅膏的主要成分包括：PbSO4（50-60%）、PbO2（30-35%）、PbO（10-15%）和其他物质（0.2-0.7%）。
目前废铅蓄电池回收行业多采用火法冶炼含铅废料生产粗铅、精炼铅，冶炼过程产生的烟灰含铅量高，需全部回炉重复循环冶炼，但循环冶炼存在如下问题：一是烟灰中氯离子随烟灰循环入炉次数增加而不断富集，易造成设备腐蚀；二是烟灰硫含量高，回炉冶炼时所需造渣辅料成本增加，且冶炼产生的烟气中SO2浓度高，尾气处理存在风险。故需要除掉烟灰中的氯、硫杂质。
本实用新型提供的再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，将再生铅冶炼烟灰依次除去氯和硫，利用该装置能降低烟灰中氯离子含量至500ppm以下，使其满足现有设备耐氯腐蚀要求，解决了废铅酸蓄电池回收过程中氯腐蚀的难点。除氯后的烟灰经脱硫反应，硫含量可降低至2%以内，可降低再生铅冶炼过程造渣辅料的投入，同时冶炼脱硫物料后，烟气中SO2含量大幅降低，可降低尾气处理成本和风险。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，结构较为简单，能够将烟灰中氯离子含量降低至500ppm以下，脱硫后烟气SO2含量低，降低对环境的污染，还能够减少冶炼过程固硫所需的造渣辅料，冶炼渣量小。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是： 一种再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，包括用于储存再生铅冶炼烟灰的烟灰存储罐，烟灰存储罐通过螺旋输送机一与除氯反应釜上端输入口相连，除氯反应釜底部出口通过输送管道一与一级过滤器相连，一级过滤器底部的固体输出口通过螺旋输送机二与脱硫反应罐上端口连接，用于将过滤后的滤渣输入脱硫反应罐中，一级过滤器一侧的液体输出口通过输送管道二与二级过滤器及脱硫反应罐相连，用于将过滤后的滤液二次过滤后输入脱硫反应罐中，脱硫反应罐底部通过输送管道三与压滤器相连，压滤器压滤得到的固体为除氯脱硫合格烟灰，压滤得到的液体进行净化结晶得到硫酸铵副产品。
所述除氯反应釜顶部的外排口经输送管道四与负压风机及酸液吸收罐连通，所述脱硫反应罐顶部的外排口经输送管道五也与负压风机及酸液吸收罐连通，酸液吸收罐上端的排气口经气体输送管道与碱液吸收罐连通，用于将除氯反应釜、脱硫反应罐内反应产生的气体通过输送管道四依次通入酸液吸收罐和碱液吸收罐再排放到大气中。
所述除氯反应釜、脱硫反应罐内均有搅拌装置；所述除氯反应釜、脱硫反应罐内壁的中上部均设有消泡装置。
所述除氯反应釜内酸液为稀硫酸溶液。
所述除氯反应釜内强氧化性物质为过氧化氢溶液或二氧化铅。
所述一级过滤器为板框压滤机。
所述二级过滤器为活性炭过滤设备。
所述脱硫反应罐通过脱硫剂螺旋输送机三与脱硫剂添加装置相连，脱硫剂添加装置内盛放有脱硫剂。
所述压滤器通过输送管道与净化结晶釜相连。
所述酸液吸收罐内酸液为稀硫酸溶液；所述碱液吸收罐内碱液为氢氧化钠溶液。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型的再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置结构较为简单，能够将烟灰中氯离子含量降低至500ppm以下，脱硫后烟气SO2含量低，尾气处理简单，可降低对环境的污染，还能够减少烟灰循环冶炼过程固硫所需的造渣辅料，冶炼渣量小。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1、烟灰存储罐；2、螺旋输送机一；3、除氯反应釜；3-1、搅拌装置一；3-2、消泡装置一；4-1、一级过滤器；4-2、二级过滤器；5、输送管道一；6、螺旋输送机二；7、输送管道二；8、脱硫反应罐；8-1、搅拌装置二；8-2、消泡装置二；9、输送管道三；10、压滤器；11、输送管道四；12、输送管道五；13、负压风机；14、酸液吸收罐；15、气体输送管道；16、碱液吸收罐；17、脱硫剂添加装置；18、螺旋输送机三；19、净化结晶釜。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
一种再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，该装置结构示意图如图1所示，包括用于储存再生铅冶炼烟灰的烟灰存储罐1，烟灰存储罐1通过螺旋输送机一2与除氯反应釜3相连，除氯反应釜3为用于进行除氯反应的罐体，采用常见耐酸腐蚀的316L材质罐体。除氯反应釜3内盛放有用于除氯的酸液（30wt%稀硫酸）和强氧化性物质（30wt%双氧水溶液），处理时烟灰中氯离子在酸性条件下雨强氧化性物质发生还原反应，生成氯气排出，除氯反应釜3配置有搅拌装置一3-1以及消泡装置二3-2，搅拌装置一3-1包括搅拌叶片，搅拌叶片的搅拌轴上端伸出罐体后与搅拌电机连接，消泡装置二3-2设置在除氯反应釜3中上部，消泡装置二3-2内有消泡剂，除氯反应釜3顶部设有外排口，用于将除氯反应釜3内气体排出进行后处理，除氯反应釜3排出的气体通过输送管道四11通入酸液吸收罐14中，反应后再通过输送管道15通入碱液吸收罐16中，最后排放到大气中。
所述除氯反应釜3底部通过输送管道5与一级过滤器4-1（板框压滤机）相连以将含少量未排尽的氯气与固相物料分离，一级过滤器4-1底部通过螺旋输送机二6与脱硫反应罐8连接，用于将过滤后的滤渣输入脱硫反应罐8中，一级过滤器4-1与二级过滤器4-2（活性炭过滤设备，用于吸附过滤液体中残留氯气）相连，然后通过输送管道二7与脱硫反应罐8相连，将一级过滤器4-1过滤后的滤液经过二级过滤器4-2二次过滤后输入脱硫反应罐8中，脱硫反应罐8配置有搅拌装置二8-1及消泡装置一8-2，脱硫反应罐8内的搅拌装置二8-1及消泡装置一8-2与除氯反应釜3内配置的搅拌装置一3-1以及消泡装置二3-2结构一致，脱硫剂添加装置17为存储有脱硫剂的罐体，脱硫剂添加装置17底部出口通过螺旋输送机三18与脱硫反应罐8相连，用于向脱硫反应罐8中添加脱硫剂（如碳酸铵）。
脱硫反应罐8顶部设有外排口，用于将脱硫反应罐8内气体排出进行后处理，脱硫反应罐8内气体通过输送管道五12依次通入酸液吸收罐14和碱液吸收罐16中，脱硫反应罐8底部通过输送管道三9与压滤器10相连，压滤器10通过输送管道与净化结晶釜19相连。压滤器10压滤得到的固体为除氯脱硫合格烟灰，压滤得到的液体在净化结晶釜19内进行净化结晶得到硫酸铵副产品。
输送管道四11和输送管道五12与负压风机13相连，用于将除氯反应釜3和脱硫反应罐8内气体通入酸液吸收罐14和碱液吸收罐16中。
使用时，将储存在烟灰存储罐1中的1吨再生铅冶炼烟灰（主要为硫酸铅、一氧化铅、氯化铅及其他杂物，冶炼烟灰中硫含量10wt%，氯含量10wt%）通过螺旋输送机一2通入盛放有3吨30wt%硫酸溶液和0.65吨30wt%双氧水的除氯反应釜3中，利用搅拌装置一3-1对物料进行搅拌，经6h除氯反应得到氯气及酸性物料，除氯反应釜3顶部设有的外排口将除氯反应釜3内气体通过输送管道11依次通入酸液吸收罐14（其内装入的液体为10wt%稀硫酸溶液）和碱液吸收罐16（其内装入的液体为10wt%氢氧化钠溶液）液面以下，处理后余气为干净空气，可直接排放到大气中；除氯反应釜3反应得到的酸性物料通过一级过滤器4-1进行压滤，得到滤渣（除氯后，滤渣中氯离子含量为100ppm）及滤液（除氯后酸液中氯离子含量为150ppm），检测滤渣硫含量及滤液酸浓度（滤渣中硫元素含量为8.86wt%，滤液酸浓度为25wt%），滤渣通过螺旋输送机二6输送至脱硫反应罐8内，滤液通过管道输送至二级过滤器4-2进一步过滤除去残留氯气，将二级过滤器4-2过滤的滤液通入脱硫反应罐8与一级过滤器4-1压滤所得滤渣混合重新形成铅泥浆，通过脱硫剂添加装置17向脱硫反应罐8中加入1.19吨碳酸铵进行脱硫反应，脱硫反应持续2h，经脱硫反应得到脱硫物料，所述脱硫反应罐8顶部设有外排口，将脱硫反应罐8内气体（脱硫烟灰，硫含量检测结果为1.46wt%）通过输送管道五12依次通入步骤S1所述的碱液吸收罐14和酸液吸收罐16，尾气为去处氨气、酸雾后的干净空气及二氧化碳气体，可直接排放；
将脱硫物料采用压滤器10压滤，压滤后所得固体为处理后烟灰、铅膏，主要成分为碳酸铅，输送回冶炼系统，压滤后所得滤液为含有少量杂质的硫酸铵溶液，通过输送管道输送至净化结晶釜19内进行净化结晶得到硫酸铵副产品。

Claims (10)

1.一种再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，其特征在于：包括用于储存再生铅冶炼烟灰的烟灰存储罐（1），烟灰存储罐（1）通过螺旋输送机一（2）与除氯反应釜（3）相连，除氯反应釜（3）底部出口通过输送管道一（5）与一级过滤器（4-1）相连，一级过滤器（4-1）底部的固体输出口通过螺旋输送机二（6）与脱硫反应罐（8）上端口连接，用于将过滤后的滤渣输入脱硫反应罐（8）中，一级过滤器（4-1）一侧的液体输出口通过输送管道二（7）与二级过滤器（4-2）及脱硫反应罐（8）相连，用于将过滤后的滤液二次过滤后输入脱硫反应罐（8）中，脱硫反应罐（8）底部通过输送管道三（9）与压滤器（10）相连。
2.根据权利要求1所述的再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，其特征在于：所述除氯反应釜（3）顶部的外排口经输送管道四（11）与负压风机（13）及酸液吸收罐（14）连通，所述脱硫反应罐（8）顶部的外排口经输送管道五（12）也与负压风机（13）及酸液吸收罐（14）连通，酸液吸收罐（14）上端的排气口经气体输送管道（15）与碱液吸收罐（16）连通。
3.根据权利要求1或2所述的再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，其特征在于：所述除氯反应釜（3）、脱硫反应罐（8）内均有搅拌装置；所述除氯反应釜（3）、脱硫反应罐（8）内壁的中上部均设有消泡装置。
4.根据权利要求1所述的再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，其特征在于：所述除氯反应釜（3）内酸液为稀硫酸溶液。
5.根据权利要求1或4所述的再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，其特征在于：所述除氯反应釜（3）内强氧化性物质为过氧化氢溶液或二氧化铅。
6.根据权利要求1所述的再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，其特征在于：所述一级过滤器（4-1）为板框压滤机。
7.根据权利要求1所述的再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，其特征在于：所述二级过滤器（4-2）为活性炭过滤设备。
8.根据权利要求1所述的再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，其特征在于：所述脱硫反应罐（8）通过脱硫剂螺旋输送机三（18）与脱硫剂添加装置（17）相连，脱硫剂添加装置（17）内盛放有脱硫剂。
9.根据权利要求1所述的再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，其特征在于：所述压滤器（10）通过输送管道与净化结晶釜（19）相连。
10.根据权利要求2所述的再生铅冶炼烟灰脱硫除氯装置，其特征在于：所述酸液吸收罐（14）内酸液为稀硫酸溶液；所述碱液吸收罐（16）内碱液为氢氧化钠溶液。
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