廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是一種廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法。屬于余熱利用和廢氣處理的方法。其特征在于處理裝置由如下順序連接的設(shè)備構(gòu)成：一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐(1)，二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐(2)，氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器(3)，逆流換熱余熱鍋爐(4)，組合式熱管換熱器(5)，濾袋除塵器(6)，脫硫系統(tǒng)(7)，活性炭吸附塔(8)和引風(fēng)機(jī)(9)；一種不僅余熱回收效率高，而且能夠?qū)τ谠趶U雜銅熔煉過(guò)程中，產(chǎn)生的以二噁英類(lèi)(dioxins)大氣污染物，進(jìn)行有效治理的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法。處理后排放的尾氣中，大氣污染物全部項(xiàng)目污染物均低于GB 31574?2015表3中規(guī)定的限值。其中二噁英類(lèi)大氣污染物排放量≤0.1ngTEQ/m3。煙氣余熱回收率≥95％。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明是一種廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法。屬于余熱利用和廢氣處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]銅是有色金屬的一種，是人類(lèi)最早利用的金屬之一。由于銅金屬具有良好的導(dǎo)電性、傳熱性、延展性以及強(qiáng)度高和抗腐蝕性能好等優(yōu)良特性，用途非常廣泛，其市場(chǎng)消費(fèi)量?jī)H次于鐵和鋁，居金屬耗量第三位。銅及銅合金在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，占用重要地位。在建筑工程、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造、電力傳輸、電子電器、汽車(chē)工業(yè)、國(guó)防工業(yè)、航天航空工業(yè)中，是不可缺少的重要金屬材料。
[0003]銅礦資源是不可多得的寶貴資源。而且，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展的需求。再生銅工業(yè)，在彌補(bǔ)銅礦資源不足的同時(shí)，對(duì)報(bào)廢設(shè)備產(chǎn)生的廢雜銅進(jìn)行回收利用，在循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展中扮演重要角色，并將長(zhǎng)期存在和發(fā)展。對(duì)于節(jié)約銅資源，保護(hù)環(huán)境具有重要意義。
[0004]有數(shù)據(jù)顯示，目前世界上每年生產(chǎn)和消費(fèi)的銅約1600萬(wàn)噸。其中，再生銅約500萬(wàn)噸，所占的比例近三分之一。銅具有100%的可回收性，在反復(fù)回收利用中無(wú)任何性能損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)以來(lái)開(kāi)采的銅金屬中，有2/3沿用至今。
[0005]再生銅的生產(chǎn)和應(yīng)用，不僅可以節(jié)約寶貴的自然礦產(chǎn)銅資源，增加銅的供給，與銅礦的開(kāi)采冶煉(初級(jí)生產(chǎn))相比，能降低大氣污染物的排放。而且，廢雜銅的再生熔煉(二次生產(chǎn))較初級(jí)生產(chǎn)的冶煉可以節(jié)約85 %的能源。
[0006]廢雜銅的來(lái)源一部分是報(bào)廢物品中的銅部件及含銅材料，稱(chēng)之為舊廢銅。如:銅加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢品及經(jīng)報(bào)廢后產(chǎn)生的廢舊電線(xiàn)電纜、報(bào)廢汽車(chē)部件和電子電氣產(chǎn)品、含銅廢料、廢軸承、電機(jī)銅及廢舊變壓器等。另一部分是新廢銅，來(lái)自于銅加工過(guò)程中產(chǎn)生的邊角廢料。
[0007]通過(guò)對(duì)收集到的廢雜銅進(jìn)行分選，部分廢雜銅可重新被直接利用，其余通過(guò)預(yù)處理后，經(jīng)熔煉再加工，生產(chǎn)所謂再生銅。再生銅的生產(chǎn)分為廢銅的直接利用和間接利用兩種;直接利用是指將銅含量相對(duì)較高的廢雜銅直接熔煉成符合工業(yè)使用要求的不同牌號(hào)的銅合金或精銅；間接利用是將廢雜銅首先經(jīng)火法熔煉并澆鑄為陽(yáng)極板，然后經(jīng)電解精制為電解銅或稱(chēng)陰極銅。
[0008]隨著全球工業(yè)的快速發(fā)展，金屬銅的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大.，各工業(yè)制造部門(mén)和不同用戶(hù)產(chǎn)生的廢雜銅的種類(lèi)，/物理形態(tài)和，化學(xué)成分都產(chǎn)生了很大變化。例如:報(bào)廢的廢舊電線(xiàn)電纜、報(bào)廢汽車(chē)部件、電子電器產(chǎn)品線(xiàn)路板、廢軸承、電機(jī)銅及廢舊變壓器等。這些含銅廢棄物中夾雜的塑料、橡膠、涂料、膠黏劑、阻燃劑、油污等高分子有機(jī)化合物，會(huì)同廢雜銅一起進(jìn)入熔煉爐。這些有機(jī)夾雜物，在廢雜銅熔煉過(guò)程中，不完全燃燒，就會(huì)產(chǎn)生二噁英類(lèi)d1xins污染物。
[0009]因此，在廢雜銅熔煉過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量煙塵，煙塵中含有大量金屬及其氧化物顆粒。上述廢雜銅有機(jī)夾雜物不完全燃燒，會(huì)產(chǎn)生二卩惡英類(lèi)d1xins污染物，被煙塵攜帶，如不經(jīng)有效處理，排入大氣，將對(duì)環(huán)境及人類(lèi)健康危害極大。
[0010]二噁英PCDDs是2000多種多氯聯(lián)苯PCBs中的一部分，是自然界燃燒和工業(yè)生產(chǎn)中非有意生成的持久性有機(jī)污染物UPPOPs。二噁英是由2個(gè)或I個(gè)氧原子聯(lián)接2個(gè)被氯取代的苯環(huán)組成的三環(huán)芳香族有機(jī)化合物。包括多氯代二苯并二噁英PCDDs和多氯代二苯并呋喃PCDFs這兩類(lèi)三環(huán)芳烴化合物，分子結(jié)構(gòu)中氯原子的取代個(gè)數(shù)是I?8個(gè)。根據(jù)氯的取代數(shù)目及位置的不同，這類(lèi)化合物理論上共有210種同系物和異構(gòu)體，其中P⑶Ds供75種，P⑶Fs共135種。另外，多鹵聯(lián)苯(如多氯聯(lián)苯PCBs、多溴聯(lián)苯PBBs)、多鹵聯(lián)苯醚(如多氯聯(lián)苯醚PCDEs、多溴聯(lián)苯醚PBDEs)、氯代萘PCNs以及溴代的二噁英(如PBDDs JBDFs)等等，由于它們?cè)诨瘜W(xué)結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)以及毒理學(xué)性質(zhì)方面與二噁英的相似性，所以又被統(tǒng)稱(chēng)為二噁英類(lèi)化合物(D1xin-like compounds)。
[0011]二噁英(d1xins)非人為生產(chǎn)，沒(méi)有任何用途。它大多是在有機(jī)化合物燃燒時(shí)，碳?xì)浠衔锱c甲基氯上的氯結(jié)合，經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。例如:
[0012]①.自然界產(chǎn)生的
[0013]自然界的森林大火、火山噴發(fā);微生物的生化作用和光化作用;生物乃至人類(lèi)的新陳代謝產(chǎn)生的。
[OOM]②.人為的燃燒過(guò)程
[0015]金屬冶煉、垃圾焚燒、膽子電器廢棄物焚燒。家庭取暖、烹飪，燃油、燃?xì)怙w機(jī)、汽車(chē)、輪船運(yùn)行。
[0016]③.化學(xué)制造過(guò)程
[0017]含氯化合物的制造如含氯農(nóng)藥、殺蟲(chóng)劑、消毒劑、漂白劑
[0018]④.工業(yè)燃燒
[0019]石化燃料鍋爐燃燒，工業(yè)窯爐燃燒如硅酸鹽工業(yè)窯爐等等。
[0020]二噁英類(lèi)大氣污染物，極低劑量就會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生有害作用。具有急性致死毒性、高致癌、致畸、致突變、內(nèi)分泌干擾效應(yīng)以及生殖和發(fā)育毒性等危害。而且，二噁英難以降解，可在生物體內(nèi)積累，進(jìn)入環(huán)境將長(zhǎng)期殘留。是在環(huán)境中持續(xù)時(shí)間極長(zhǎng)的污染物。因此，二噁英的毒性極強(qiáng)，為人類(lèi)I類(lèi)致癌物。
[0021]以上看來(lái)，廢雜銅熔煉工業(yè)產(chǎn)生的二噁英類(lèi)(d1xins)大氣污染物的治理與控制，對(duì)于人類(lèi)健康與環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。
[0022]在廢雜銅精煉過(guò)程中，煙氣帶走的熱量占金屬冶煉總能耗的一半以上。因此，在廢雜銅熔煉煙氣中攜帶的余熱是寶貴的熱能資源。將其回收利用對(duì)于節(jié)約能源具有重要意義。
[0023]現(xiàn)有技術(shù)中，廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法存在如下不足之處:
[0024]1.在廢雜銅熔煉過(guò)程中，由于熔煉工藝條件控制、物料均質(zhì)程度欠佳，導(dǎo)致廢雜銅中夾帶的二噁英類(lèi)化合物未能得到完全分解，致使二噁英類(lèi)化合物進(jìn)入煙氣；更嚴(yán)重的是廢雜銅中夾帶的含氯有機(jī)物未能得到充分燃燒，導(dǎo)致大量產(chǎn)生氯酚、多氯聯(lián)苯等二噁英的前驅(qū)物，被煙塵攜帶進(jìn)入煙氣處理系統(tǒng)；
[0025]2.在煙氣處理系統(tǒng)中，余熱鍋爐換熱，噴淋洗滌、冷卻，布袋收塵等處理工藝，處理時(shí)間長(zhǎng)、操作溫度落入易生成二噁英的250?680 °C溫度范圍內(nèi)。為煙氣中的前驅(qū)物在250?500 °C合成二噁英，和氯酚、氯酚基團(tuán)、各種有機(jī)物以及有機(jī)基團(tuán)在580?680°C高溫氣相合成二噁英提供了條件。導(dǎo)致二噁英類(lèi)污染物的再合成，大大增加了煙氣中的二噁英類(lèi)大氣污染物。
[0026]3.廢雜銅熔煉爐排出的煙氣中攜帶大量粉塵，廢雜銅中夾帶的含氯有機(jī)物未能得到充分燃燒，產(chǎn)生的二噁英前驅(qū)物，被煙塵吸附，并在煙氣的輸送和處理過(guò)程中，通過(guò)銅、鐵等過(guò)度金屬及其氧化物的催化作用下，進(jìn)一步生成二噁英類(lèi)污染物。
[0027]4.為避開(kāi)二噁英再合成的低溫合成區(qū)，只利用煙氣500°C以上的熱量。造成了熱能的浪費(fèi)。
[0028]—種不僅余熱回收效率高，而且能夠?qū)τ谠趶U雜銅熔煉過(guò)程中，產(chǎn)生的二噁英類(lèi)(d1xins)大氣污染物，進(jìn)行有效治理的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法是人們所期待的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0029]本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種不僅余熱回收效率高，而且能夠?qū)τ谠趶U雜銅熔煉過(guò)程中，產(chǎn)生的二噁英類(lèi)(d1xins)大氣污染物，進(jìn)行有效治理的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法。
[0030]本發(fā)明的目的可以通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到:
[0031]本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，其特征在于處理裝置由如下順序連接的設(shè)備構(gòu)成:一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I，二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2，氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器3，逆流換熱余熱鍋爐4，組合式熱管換熱器5)，濾袋除塵器6，脫硫系統(tǒng)7，活性炭吸附塔8和引風(fēng)機(jī)9 ；
[0032]所述處理方法包括如下步驟:
[0033]①.煙氣強(qiáng)化燃燒
[0034]來(lái)自廢雜銅熔煉爐的煙氣，首先進(jìn)入一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I，然后進(jìn)入二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2強(qiáng)化燃燒;使得煙氣中攜帶的有機(jī)可燃物繼續(xù)充分燃燒；同時(shí)，在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的二噁英類(lèi)化合物(D1xin-1 ike compounds)及前驅(qū)物得以熱分解；
[0035]②.高溫?zé)煔膺^(guò)濾除塵凈化
[0036]經(jīng)步驟①?gòu)?qiáng)化燃燒后的煙氣進(jìn)入氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器3，過(guò)濾除塵凈化;煙塵顆粒吸附的二卩惡英類(lèi)化合物(D1xin-like compounds)及前驅(qū)物絕大部分被截留；
[0037]③.余熱鍋爐熱能回收
[0038]經(jīng)步驟②過(guò)濾除塵凈化后的煙氣，進(jìn)入逆流換熱余熱鍋爐4，與鍋爐內(nèi)工質(zhì)逆流換熱，將其攜帶的高溫?zé)崮軅鬟f給鍋爐工質(zhì)；煙氣自身溫度降低到< 700°C，實(shí)現(xiàn)余熱一級(jí)回收；
[0039]④.煙氣經(jīng)組合式熱管換熱器急劇降溫
[0040]來(lái)自步驟③經(jīng)余熱鍋爐4回收熱能后的煙氣進(jìn)入組合式熱管換熱器5)的蒸發(fā)段即受熱段與熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)換熱，將煙氣攜帶的熱能傳導(dǎo)給熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)；熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)受熱氣化，產(chǎn)生的氣態(tài)工質(zhì)靠熱管空間內(nèi)微小的壓差，經(jīng)過(guò)中間的傳輸段，流向冷凝段;在冷凝段，氣態(tài)工質(zhì)對(duì)冷源(熱管外的流體)釋放潛熱而冷凝，冷凝的液態(tài)工質(zhì)靠吸液芯的毛細(xì)管作用，又流回到蒸發(fā)段，繼續(xù)重復(fù)上述過(guò)程;如此周而復(fù)始，將煙氣攜帶的熱能傳導(dǎo)給余熱鍋爐4的入口冷工質(zhì)，用于提高余熱鍋爐進(jìn)水溫度;或加熱空氣，用于廢雜銅熔煉爐、一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2的進(jìn)風(fēng)溫度；或者產(chǎn)出熱風(fēng)、熱水外送，供其他用戶(hù)使用；同時(shí)，在2秒鐘時(shí)間內(nèi)將煙氣自身溫度降低到200°C以下，并繼續(xù)降溫至90°C以下，流出組合式熱管換熱器5);煙氣急劇降溫，同時(shí)實(shí)現(xiàn)煙氣余熱二次回收；
[0041]⑤.濾袋除塵
[0042]來(lái)自步驟④組合式熱管換熱器5)的煙氣進(jìn)入濾袋除塵器6過(guò)濾、進(jìn)一步去除煙塵；
[0043]⑥.脫硫
[0044]來(lái)自步驟⑤經(jīng)濾袋除塵器6過(guò)濾除塵后的煙氣進(jìn)入脫硫系統(tǒng)7，脫除硫化物以及其它酸性氣體污染物，如H2S、Ν0χ、⑶、CO2、HCl;
[0045]⑦.活性炭吸附
[0046]來(lái)自步驟⑥經(jīng)脫硫后的煙氣進(jìn)入活性炭吸附塔8，經(jīng)活性炭吸附，脫除廢雜銅熔煉煙氣中的各種大氣污染物，達(dá)標(biāo)后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)9排放。
[0047]在本發(fā)明的處理方法中，煙氣強(qiáng)化燃燒、高溫?zé)煔膺^(guò)濾除塵凈化和煙氣經(jīng)組合式熱管換熱器急劇降溫，都是對(duì)完成本發(fā)明的任務(wù)做出突出貢獻(xiàn)的技術(shù)特征。
[0048]來(lái)自廢雜銅熔煉爐的煙氣，首先進(jìn)入一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I，然后進(jìn)入二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2強(qiáng)化燃燒;提高了煙氣的溫度，增加了煙氣高溫燃燒時(shí)間，使熔煉煙氣中的有機(jī)可燃物在高溫下充分燃燒。同時(shí)，在恪煉過(guò)程中產(chǎn)生的二卩惡英類(lèi)化合物(D1xin-1 ike compounds)及氯酚、多氯聯(lián)苯等二噁英的前驅(qū)物得以熱分解;從源頭上減少了煙氣中的灰塵及其攜帶的有機(jī)污染物的數(shù)量。從而大大減輕了煙氣后處理的負(fù)荷。
[0049]高溫?zé)煔膺^(guò)濾除塵凈化，使得煙塵顆粒吸附的二噁英類(lèi)化合物(D1xin-likecompounds)及其前驅(qū)物大部分被截留;避免了廢雜銅中夾帶的含氯有機(jī)物未能得到充分燃燒，產(chǎn)生的二噁英前驅(qū)物，被煙塵吸附，并在煙氣的輸送和處理過(guò)程中，通過(guò)銅、鐵等過(guò)度金屬及其氧化物的催化作用下，進(jìn)一步生成二噁英類(lèi)污染物。有效地減少了在后續(xù)處理過(guò)程中，二噁英前驅(qū)體合成二噁英類(lèi)污染物及高溫氣相合成二噁英的幾率。同時(shí)也減小了低溫除塵的負(fù)荷。
[0050]離開(kāi)余熱鍋爐的煙氣，流經(jīng)組合式熱管換熱器，急劇降溫。在<2秒鐘的時(shí)間內(nèi)將煙氣自身溫度從700°C降低到200°C以下?？焖僭竭^(guò)了二噁英前驅(qū)物再合成二噁英類(lèi)污染物的溫度區(qū)間，從而避免了二噁英類(lèi)污染物的再生成。
[0051]熱管是空間技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，近年來(lái)，隨著熱管技術(shù)研究的不斷成熟和深入，其應(yīng)用焦點(diǎn)也從空間擴(kuò)展到地面。熱管是依靠自身內(nèi)部工作液體相變實(shí)現(xiàn)傳熱的高效傳熱元件，可將大量的熱量通過(guò)內(nèi)部很小的截面通道遠(yuǎn)距離地傳輸而無(wú)需外加動(dòng)力。熱管具有很高的導(dǎo)熱性、優(yōu)良的等溫性、熱流密度可變性、熱流方向的可逆性、熱二極管與熱開(kāi)關(guān)性、恒溫特性以及對(duì)環(huán)境的廣泛適應(yīng)性。本發(fā)明的發(fā)明人，將熱管換熱器用于本發(fā)明的煙氣溫度急劇降溫，達(dá)到了預(yù)想的目的。
[0052]本發(fā)明的目的還可以通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到:
[0053]本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，步驟①所述的一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2采用管道式燃燒器，配置自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)于燃料流量、空氣流量進(jìn)行自動(dòng)控制，確保燃燒器內(nèi)的溫度之1000C。
[0054]是優(yōu)選的給水方案。
[0055]本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，步驟①所述的二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2還設(shè)有電子打火控制開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)燃料油或燃料氣的自動(dòng)點(diǎn)火，確保當(dāng)煙氣中的CO達(dá)到設(shè)定濃度后。即點(diǎn)火燃燒。
[0056]是一個(gè)優(yōu)選的給水方案。
[0057]本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，步驟②中采用的氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器3，選用氮化硅、氧化鋁和氧化釔組成的氮化硅泡沫陶瓷材料制造。三者的質(zhì)量百分比組成為氮化硅:氧化鋁:氧化釔=90:2:8。
[0058]是優(yōu)選的技術(shù)方案。
[0059]本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，步驟③中所述的逆流換熱余熱鍋爐4煙氣與鍋爐余熱回收工質(zhì)之間的換熱采用雙套管式逆流換熱方式，或三套管式逆流換熱方式;其中:
[0060]所述的雙套管式逆流換熱方式，換熱裝置由數(shù)根直徑不同的二直管套裝配置組合構(gòu)成，煙氣走中心管，余熱回收工質(zhì)走環(huán)隙管，二者流動(dòng)方向相反，實(shí)現(xiàn)逆流換熱；
[0061 ]所述的三套管式逆流換熱方式，換熱裝置由直徑不同的三直管套裝配置構(gòu)成，煙氣走中心管和外環(huán)隙，余熱回收工質(zhì)走內(nèi)環(huán)隙管，二者流動(dòng)方向相反，實(shí)現(xiàn)逆流換熱。
[0062]是優(yōu)選的技術(shù)方案。
[0063]本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，步驟④中所述的組合式熱管換熱器5是由管內(nèi)充有不同工質(zhì)的熱管組成的組合式熱管換熱器。是優(yōu)選的技術(shù)方案。
[0064]整個(gè)組合式熱管換熱器分為高溫?zé)峁軈^(qū)、中溫?zé)峁軈^(qū)和低溫?zé)峁軈^(qū)。工作溫度由高到低，根據(jù)不同工作介質(zhì)的物性及傳輸因子N選擇最適宜在該區(qū)域工作的熱管，并利用熱管的熱流密度可調(diào)特性，調(diào)節(jié)管內(nèi)工作溫度，以安全銜接各區(qū)域熱管。
[0065]本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，步驟④中所述的組合式熱管換熱器5熱管內(nèi)采用的工質(zhì)分別是不同配比的鈉-鉀合金和水。是優(yōu)選的技術(shù)方案。
[0066]研究表明:液態(tài)鈉與鉀可任意比例混熔，成為鈉-鉀合金(Na-K)，其熔點(diǎn)均低于鈉的熔點(diǎn)(約98°C)及鉀的熔點(diǎn)(約63°C)。不同配比的訥-鉀合金熔化溫度會(huì)有所變化。因此與金屬鈉、金屬鉀相比，鈉-鉀合金是一種更加理想的傳熱、載熱介質(zhì)。
[0067]本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，步驟④中所述的組合式熱管換熱器5熱管內(nèi)采用的工質(zhì)鈉-鉀合金的配比是:鈉-鉀合金中鉀的重量百分比為46 %?89 % ο是優(yōu)選的技術(shù)方案。
[0068]試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，當(dāng)鈉-鉀合金中鉀的重量百分比從46 %?89 %時(shí)，鈉-鉀合金的熔點(diǎn)低于或等于室溫。也就是說(shuō)上述鈉-鉀合金在室溫下為液態(tài)。方便熱管的填裝和使用。
[0069]本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，所述鈉-鉀合金的配比是鈉-鉀合金中鉀的重量百分比為46 %?89 %。是優(yōu)選的技術(shù)方案。
[0070]本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，步驟④中所述的組合式熱管換熱器5為廢雜銅熔煉爐、一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2提供高溫助燃空氣，改善燃燒狀況，提高燃燒效率，節(jié)約燃料，或者為其它熱風(fēng)用戶(hù)提供2 350°C的清潔干燥用熱風(fēng)。
[0071]經(jīng)組合式熱管換熱器5將助燃熱風(fēng)加熱到350?400°C，作為本發(fā)明的廢雜銅熔煉爐、一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2的助燃空氣使用，可節(jié)約燃料40%以上；
[0072]本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，步驟⑥的脫硫方法，采用NaOH水溶液溶液為脫硫劑，以Ca(OH)2水溶液為再生劑，當(dāng)NaOH水溶液失效后，通過(guò)Ca(OH)2水溶液再生后，重復(fù)使用。反應(yīng)式如下:
[0073]2Na0H+S02^Na2S03+H20
[0074]Na2S03+S02+H20^2NaHS03
[0075]脫硫后的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入再生池內(nèi)用Ca(OH)2進(jìn)行再生，再生反應(yīng)過(guò)程如下:
[0076]Ca(0H)2+Na2S03^2Na0H+CaS03
[0077]Ca(0H)2+2NaHS03^Na2S03+CaS03.1/2H20+1/2H20
[0078]采用采用NaOH水溶液溶液為脫硫劑，脫硫速度塊、脫硫效率高，而且還能同時(shí)脫除煙氣中的CO2、HC1、N0X等酸性污染物。
[0079]本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，所述逆流換熱余熱鍋爐4的工質(zhì)是水或者低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)。
[0080]本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，逆流換熱余熱鍋爐4和組合式熱管換熱器5回收的熱能，直接以熱能的形式使用，或者將回收的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑驒C(jī)械能。
[0081]本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，相比現(xiàn)有技術(shù)有如下積極效果:
[0082]①.提供了一種不僅余熱回收效率高，而且能夠?qū)τ谠趶U雜銅熔煉過(guò)程中，產(chǎn)生的以二噁英類(lèi)(d1xins)大氣污染物，進(jìn)行有效治理的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法。
[0083]②.經(jīng)本發(fā)明的方法處理后排放的尾氣中，大氣污染物全部項(xiàng)目污染物均低于中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB 31574-2015《再生銅、鋁、鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中，“表3大氣污染物排放限值”規(guī)定的限值。其中二噁英類(lèi)大氣污染物排放量< 0.1ngTEQ/m3。
[0084]③.采用兩級(jí)煙氣強(qiáng)化燃燒，增加了煙氣高溫燃燒時(shí)間，使熔煉煙氣中的有機(jī)可燃物在高溫下充分燃燒。同時(shí)，在恪煉過(guò)程中產(chǎn)生的二卩惡英類(lèi)化合物(D i ο X i η -1 i k ecompounds)及氯酚、多氯聯(lián)苯等二噁英的前驅(qū)物得以熱分解;從源頭上減少了煙氣中的灰塵及其攜帶的有機(jī)污染物的數(shù)量。從而大大減輕了煙氣后處理的負(fù)荷。
[0085]④.高溫?zé)煔膺^(guò)濾除塵凈化，高溫?zé)煔膺^(guò)濾除塵凈化，使得煙塵顆粒吸附的二噁英類(lèi)化合物(D1xin-like compounds)及其前驅(qū)物大部分被截留；避免了廢雜銅中夾帶的含氯有機(jī)物未能得到充分燃燒，產(chǎn)生的二噁英前驅(qū)物，被煙塵吸附，并在煙氣的輸送和處理過(guò)程中，通過(guò)銅、鐵等過(guò)度金屬及其氧化物的催化作用下，進(jìn)一步生成二噁英類(lèi)污染物。有效地減少了在后續(xù)處理過(guò)程中，二噁英前驅(qū)體合成二噁英類(lèi)污染物及高溫氣相合成二噁英的幾率。同時(shí)也減小了低溫除塵的負(fù)荷。
[0086]⑤.本發(fā)明采用了熱管換熱器，由于熱管換熱器具有強(qiáng)導(dǎo)熱性、良好的等溫性、靈活的熱流密度可變性，從而實(shí)現(xiàn)了煙氣溫度驟降，同時(shí)高效率回收熱能。離開(kāi)余熱鍋爐的煙氣經(jīng)在組合式熱管換熱器急劇降溫，在<2秒鐘時(shí)間內(nèi)將煙氣自身溫度從700°C降低到200°c以下?？焖僭竭^(guò)了二噁英前驅(qū)物再合成二噁英類(lèi)污染物的溫度區(qū)間，從而避免了二噁英類(lèi)污染物的再生成。
[0087]⑥.熱管換熱器回收的熱能，為廢雜銅熔煉爐、一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2提供高溫助燃空氣，改善了燃燒狀況，提高了燃燒效率，可節(jié)約燃料40 %以上。
【附圖說(shuō)明】
[0088]圖1是本發(fā)明的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法流程示意圖。其中:
[0089]1.一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐
[0090]2.二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐
[0091 ]3.氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器
[0092]4.逆流換熱余熱鍋爐
[0093]5.組合式熱管換熱器
[0094]6.濾袋除塵器
[0095]7.脫硫系統(tǒng)
[0096]8.活性炭吸附塔
[0097]9.引風(fēng)機(jī)
[0098]圖2是組合式熱管換熱器示意圖
[0099]圖3是熱管工作示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0100]本發(fā)明下面將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述:
[0101 ]實(shí)施例1 一種廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法
[0102]處理裝置由如下順序連接的設(shè)備構(gòu)成:一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I，二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2，氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器3，逆流換熱余熱鍋爐4，組合式熱管換熱器5，濾袋除塵器6，脫硫系統(tǒng)7，活性炭吸附塔8和引風(fēng)機(jī)9;
[0103]所述處理方法包括如下步驟:
[0104]①.煙氣強(qiáng)化燃燒
[0105]來(lái)自廢雜銅熔煉爐的煙氣，首先進(jìn)入一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I，然后進(jìn)入二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2強(qiáng)化燃燒;使得煙氣中攜帶的有機(jī)可燃物繼續(xù)充分燃燒；同時(shí)，在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的二噁英類(lèi)化合物(D1xin-1 ike compounds)及前驅(qū)物得以熱分解；
[0106]上述一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2采用管道式燃燒器，配置自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)于燃料流量、空氣流量進(jìn)行自動(dòng)控制，確保燃燒器內(nèi)的溫度在1000 °C?1100 0C。
[0107]上述的二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2還設(shè)有電子打火控制開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)燃料油或燃料氣的自動(dòng)點(diǎn)火，當(dāng)煙氣中的CO濃度=50mg/m3時(shí)，自動(dòng)點(diǎn)火燃燒，確保煙氣中的CO濃度< 50mg/m3。
[0108]②.高溫?zé)煔膺^(guò)濾除塵凈化
[0109]經(jīng)步驟①?gòu)?qiáng)化燃燒后的煙氣進(jìn)入氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器3，過(guò)濾除塵凈化;煙塵顆粒吸附的二卩惡英類(lèi)化合物(D1xin-like compounds)及前驅(qū)物絕大部分被截留；
[0110]上述氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器3，選用氮化硅、氧化鋁和氧化釔組成的氮化硅泡沫陶瓷材料制造。三者的質(zhì)量百分比組成為氮化硅:氧化鋁:氧化釔= 90:2:8。
[0111]③.余熱鍋爐熱能回收
[0112]經(jīng)步驟②過(guò)濾除塵凈化后的煙氣，進(jìn)入逆流換熱余熱鍋爐4，與鍋爐內(nèi)工質(zhì)逆流換熱，將其攜帶的高溫?zé)崮軅鬟f給鍋爐工質(zhì);煙氣自身溫度降低到700°C，實(shí)現(xiàn)余熱一級(jí)回收；
[0113]所述的逆流換熱余熱鍋爐4煙氣與鍋爐余熱回收工質(zhì)之間的換熱采用雙套管式逆流換熱方式，換熱裝置由數(shù)根直徑不同的二直管套裝配置組合構(gòu)成，煙氣走中心管，余熱回收工質(zhì)走環(huán)隙管，二者流動(dòng)方向相反，實(shí)現(xiàn)逆流換熱；
[0114]④.煙氣經(jīng)組合式熱管換熱器急劇降溫
[0115]來(lái)自步驟③經(jīng)余熱鍋爐4回收熱能后的煙氣進(jìn)入組合式熱管換熱器5)的蒸發(fā)段即受熱段與熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)換熱，將煙氣攜帶的熱能傳導(dǎo)給熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)；熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)受熱氣化，產(chǎn)生的氣態(tài)工質(zhì)靠熱管空間內(nèi)微小的壓差，經(jīng)過(guò)中間的傳輸段，流向冷凝段;在冷凝段，氣態(tài)工質(zhì)對(duì)冷源(熱管外的流體)釋放潛熱而冷凝，冷凝的液態(tài)工質(zhì)靠吸液芯的毛細(xì)管作用，又流回到蒸發(fā)段，繼續(xù)重復(fù)上述過(guò)程;如此周而復(fù)始，將煙氣攜帶的熱能傳導(dǎo)給余熱鍋爐4的入口冷工質(zhì)，用于提高余熱鍋爐進(jìn)水溫度;或加熱空氣，用于廢雜銅熔煉爐、一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2的進(jìn)風(fēng)溫度；或者產(chǎn)出熱風(fēng)、熱水外送，供其他用戶(hù)使用；同時(shí)，在2秒鐘時(shí)間內(nèi)將煙氣自身溫度降低到200°C以下，并繼續(xù)降溫至90°C以下，流出組合式熱管換熱器5;
[0116]所述的組合式熱管換熱器5是由管內(nèi)充有不同工質(zhì)的熱管組成的組合式熱管換熱器。熱管內(nèi)采用的工質(zhì)分別是不同配比的鈉-鉀合金和水。所述鈉-鉀合金的配比是鈉-鉀合金中鉀的重量百分比為46%?89%。
[0117]所述的組合式熱管換熱器5為廢雜銅熔煉爐、一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2提供高溫助燃空氣，改善燃燒狀況，提高燃燒效率，節(jié)約燃料，或者為其他熱風(fēng)用戶(hù)提供2350°C的清潔干燥用熱風(fēng)。
[0118]⑤.濾袋除塵
[0119]來(lái)自步驟④組合式熱管換熱器5)的煙氣進(jìn)入濾袋除塵器6過(guò)濾、進(jìn)一步去除煙塵；
[0120]⑥.脫流
[0121]來(lái)自步驟⑤經(jīng)濾袋除塵器6過(guò)濾除塵后的煙氣進(jìn)入脫硫系統(tǒng)7，脫除硫化物以及其他酸性氣體污染物:氮氧化物、CO2、HC1 ；
[0122]采用NaOH水溶液溶液為脫硫劑，以Ca(OH)2水溶液為再生劑，當(dāng)NaOH水溶液失效后，通過(guò)Ca(0H)2水溶液再生后，重復(fù)使用。
[0123]⑦.活性炭吸附
[0124]來(lái)自步驟⑥經(jīng)脫硫后的煙氣進(jìn)入活性炭吸附塔8，經(jīng)活性炭吸附，脫除廢雜銅熔煉煙氣中的各種大氣污染物，達(dá)標(biāo)后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)9排放。
[0125]余熱回收率29 5 %。大氣污染物全部項(xiàng)目污染物均低于中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB31574-2015《再生銅、鋁、鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中，“表3大氣污染物排放限值”規(guī)定的限值。其中二噁英類(lèi)大氣污染物排放量< 0.1ngTEQ/m3。
[0126]實(shí)施例2—種廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法
[0127]處理裝置由如下順序連接的設(shè)備構(gòu)成:一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I，二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2，氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器3，逆流換熱余熱鍋爐4，組合式熱管換熱器5，濾袋除塵器6，脫硫系統(tǒng)7，活性炭吸附塔8和引風(fēng)機(jī)9;
[0128]所述處理方法包括如下步驟:
[0129]①.煙氣強(qiáng)化燃燒
[0130]來(lái)自廢雜銅熔煉爐的煙氣，首先進(jìn)入一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I，然后進(jìn)入二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2強(qiáng)化燃燒;使得煙氣中攜帶的有機(jī)可燃物繼續(xù)充分燃燒；同時(shí)，在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的二噁英類(lèi)化合物(D1xin-1 ike compounds)及前驅(qū)物得以熱分解；
[0131]上述一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2采用管道式燃燒器，配置自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)于燃料流量、空氣流量進(jìn)行自動(dòng)控制，確保燃燒器內(nèi)的溫度在1050 °C?1100 °C。
[0132]上述的二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2設(shè)有電子打火控制開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)燃料油或燃料氣的自動(dòng)點(diǎn)火，當(dāng)煙氣中的CO濃度=30mg/m3時(shí)，自動(dòng)點(diǎn)火燃燒，確保煙氣中的CO濃度< 30mg/m3。
[0133]②.高溫?zé)煔膺^(guò)濾除塵凈化
[0134]經(jīng)步驟①?gòu)?qiáng)化燃燒后的煙氣進(jìn)入氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器3，過(guò)濾除塵凈化;煙塵顆粒吸附的二卩惡英類(lèi)化合物(D1xin-like compounds)及前驅(qū)物絕大部分被截留；
[0135]上述氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器3，選用氮化硅、氧化鋁和氧化釔組成的氮化硅泡沫陶瓷材料制造。三者的質(zhì)量百分比組成為氮化硅:氧化鋁:氧化釔= 90:2:8。
[0136]③.余熱鍋爐熱能回收
[0137]經(jīng)步驟②過(guò)濾除塵凈化后的煙氣，進(jìn)入逆流換熱余熱鍋爐4，與鍋爐內(nèi)工質(zhì)逆流換熱，將其攜帶的高溫?zé)崮軅鬟f給鍋爐工質(zhì);煙氣自身溫度降低到680°C，實(shí)現(xiàn)余熱一級(jí)回收；
[0138]所述的逆流換熱余熱鍋爐4煙氣與鍋爐余熱回收工質(zhì)之間的換熱采用三套管式逆流換熱方式，換熱裝置由直徑不同的三直管套裝配置構(gòu)成，煙氣走中心管和外環(huán)隙，余熱回收工質(zhì)走內(nèi)環(huán)隙管，二者流動(dòng)方向相反，實(shí)現(xiàn)逆流換熱。
[0139]④.煙氣經(jīng)組合式熱管換熱器急劇降溫
[0140]來(lái)自步驟③經(jīng)余熱鍋爐4回收熱能后的煙氣進(jìn)入組合式熱管換熱器5)的蒸發(fā)段即受熱段與熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)換熱，將煙氣攜帶的熱能傳導(dǎo)給熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)；熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)受熱氣化，產(chǎn)生的氣態(tài)工質(zhì)靠熱管空間內(nèi)微小的壓差，經(jīng)過(guò)中間的傳輸段，流向冷凝段;在冷凝段，氣態(tài)工質(zhì)對(duì)冷源(熱管外的流體)釋放潛熱而冷凝，冷凝的液態(tài)工質(zhì)靠吸液芯的毛細(xì)管作用，又流回到蒸發(fā)段，繼續(xù)重復(fù)上述過(guò)程;如此周而復(fù)始，將煙氣攜帶的熱能傳導(dǎo)給余熱鍋爐4的入口冷工質(zhì)，用于提高余熱鍋爐進(jìn)水溫度;或加熱空氣，用于廢雜銅熔煉爐、一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2的進(jìn)風(fēng)溫度；或者產(chǎn)出熱風(fēng)、熱水外送，供其他用戶(hù)使用；同時(shí)，在1.8秒鐘時(shí)間內(nèi)將煙氣自身溫度降低到200°C以下，并繼續(xù)降溫至90°C以下，流出組合式熱管換熱器5;
[0141]所述的組合式熱管換熱器5是由管內(nèi)充有不同工質(zhì)的熱管組成的組合式熱管換熱器。熱管內(nèi)采用的工質(zhì)分別是不同配比的鈉-鉀合金和水。所述鈉-鉀合金的配比是鈉-鉀合金中鉀的重量百分比為60%?80%。
[0142]所述的組合式熱管換熱器5為廢雜銅熔煉爐、一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2提供高溫助燃空氣，改善燃燒狀況，提高燃燒效率，節(jié)約燃料，或者為其他熱風(fēng)用戶(hù)提供2350°C的清潔干燥用熱風(fēng)。
[0143]⑤.濾袋除塵
[0144]來(lái)自步驟④組合式熱管換熱器5)的煙氣進(jìn)入濾袋除塵器6過(guò)濾、進(jìn)一步去除煙塵；
[0145]⑥.脫流
[0146]來(lái)自步驟⑤經(jīng)濾袋除塵器6過(guò)濾除塵后的煙氣進(jìn)入脫硫系統(tǒng)7，脫除硫化物以及其他酸性氣體污染物:氮氧化物、CO2、HC1 ；
[0147]采用NaOH水溶液溶液為脫硫劑，以Ca(OH)2水溶液為再生劑，當(dāng)NaOH水溶液失效后，通過(guò)Ca(0H)2水溶液再生后，重復(fù)使用。
[0148]⑦.活性炭吸附
[0149]來(lái)自步驟⑥經(jīng)脫硫后的煙氣進(jìn)入活性炭吸附塔8，經(jīng)活性炭吸附，脫除廢雜銅熔煉煙氣中的各種大氣污染物，達(dá)標(biāo)后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)9排放。
[0150]余熱回收率295%。大氣污染物全部項(xiàng)目污染物均低于中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB31574-2015《再生銅、鋁、鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中，“表3大氣污染物排放限值”規(guī)定的限值。其中二噁英類(lèi)大氣污染物排放量< 0.05ngTEQ/m3。
[0151 ]實(shí)施例3—種廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法
[0152]處理裝置由如下順序連接的設(shè)備構(gòu)成:一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I，二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2，氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器3，逆流換熱余熱鍋爐4，組合式熱管換熱器5，濾袋除塵器6，脫硫系統(tǒng)7，活性炭吸附塔8和引風(fēng)機(jī)9;
[0153]所述處理方法包括如下步驟:
[0154]①.煙氣強(qiáng)化燃燒
[0155]來(lái)自廢雜銅熔煉爐的煙氣，首先進(jìn)入一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I，然后進(jìn)入二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2強(qiáng)化燃燒;使得煙氣中攜帶的有機(jī)可燃物繼續(xù)充分燃燒；同時(shí)，在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的二噁英類(lèi)化合物(D1xin-1 ike compounds)及前驅(qū)物得以熱分解；
[0156]上述一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2采用管道式燃燒器，配置自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)于燃料流量、空氣流量進(jìn)行自動(dòng)控制，確保燃燒器內(nèi)的溫度在1100 °C?1200 0C。
[0157]上述的二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2還設(shè)有電子打火控制開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)燃料油或燃料氣的自動(dòng)點(diǎn)火，當(dāng)煙氣中的CO濃度=10mg/m3時(shí)，自動(dòng)點(diǎn)火燃燒，確保煙氣中的CO濃度< 10mg/m3。
[0158]②.高溫?zé)煔膺^(guò)濾除塵凈化
[0159]經(jīng)步驟①?gòu)?qiáng)化燃燒后的煙氣進(jìn)入氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器3，過(guò)濾除塵凈化;煙塵顆粒吸附的二卩惡英類(lèi)化合物(D1xin-like compounds)及前驅(qū)物絕大部分被截留；
[0160]上述氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器3，選用氮化硅、氧化鋁和氧化釔組成的氮化硅泡沫陶瓷材料制造。三者的質(zhì)量百分比組成為氮化硅:氧化鋁:氧化釔= 90:2:8。
[0161]③.余熱鍋爐熱能回收
[0162]經(jīng)步驟②過(guò)濾除塵凈化后的煙氣，進(jìn)入逆流換熱余熱鍋爐4，與鍋爐內(nèi)工質(zhì)逆流換熱，將其攜帶的高溫?zé)崮軅鬟f給鍋爐工質(zhì);煙氣自身溫度降低到690°C，實(shí)現(xiàn)余熱一級(jí)回收；
[0163]所述的逆流換熱余熱鍋爐4煙氣與鍋爐余熱回收工質(zhì)之間的換熱采用三套管式逆流換熱方式，換熱裝置由直徑不同的三直管套裝配置構(gòu)成，煙氣走中心管和外環(huán)隙，余熱回收工質(zhì)走內(nèi)環(huán)隙管，二者流動(dòng)方向相反，實(shí)現(xiàn)逆流換熱。
[0164]④.煙氣經(jīng)組合式熱管換熱器急劇降溫
[0165]來(lái)自步驟③經(jīng)余熱鍋爐4回收熱能后的煙氣進(jìn)入組合式熱管換熱器5)的蒸發(fā)段即受熱段與熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)換熱，將煙氣攜帶的熱能傳導(dǎo)給熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)；熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)受熱氣化，產(chǎn)生的氣態(tài)工質(zhì)靠熱管空間內(nèi)微小的壓差，經(jīng)過(guò)中間的傳輸段，流向冷凝段;在冷凝段，氣態(tài)工質(zhì)對(duì)冷源(熱管外的流體)釋放潛熱而冷凝，冷凝的液態(tài)工質(zhì)靠吸液芯的毛細(xì)管作用，又流回到蒸發(fā)段，繼續(xù)重復(fù)上述過(guò)程;如此周而復(fù)始，將煙氣攜帶的熱能傳導(dǎo)給余熱鍋爐4的入口冷工質(zhì)，用于提高余熱鍋爐進(jìn)水溫度;或加熱空氣，用于廢雜銅熔煉爐、一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2的進(jìn)風(fēng)溫度；或者產(chǎn)出熱風(fēng)、熱水外送，供其他用戶(hù)使用；同時(shí)，在1.6秒鐘時(shí)間內(nèi)將煙氣自身溫度降低到200°C以下，并繼續(xù)降溫至90°C以下，流出組合式熱管換熱器5;
[0166]所述的組合式熱管換熱器5是由管內(nèi)充有不同工質(zhì)的熱管組成的組合式熱管換熱器。熱管內(nèi)采用的工質(zhì)分別是不同配比的鈉-鉀合金和水。所述鈉-鉀合金的配比是鈉-鉀合金中鉀的重量百分比為50%?70%。
[0167]所述的組合式熱管換熱器5為廢雜銅熔煉爐、一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐I和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐2提供高溫助燃空氣，改善燃燒狀況，提高燃燒效率，節(jié)約燃料，或者為其他熱風(fēng)用戶(hù)提供2350°C的清潔干燥用熱風(fēng)。
[0168]⑤.濾袋除塵
[0169]來(lái)自步驟④組合式熱管換熱器5的煙氣進(jìn)入濾袋除塵器6過(guò)濾、進(jìn)一步去除煙塵；
[0170]⑥.脫流
[0171]來(lái)自步驟⑤經(jīng)濾袋除塵器6過(guò)濾除塵后的煙氣進(jìn)入脫硫系統(tǒng)7，脫除硫化物以及其他酸性氣體污染物:氮氧化物、CO2、HC1 ；
[0172]采用NaOH水溶液溶液為脫硫劑，以Ca(OH)2水溶液為再生劑，當(dāng)NaOH水溶液失效后，通過(guò)Ca(0H)2水溶液再生后，重復(fù)使用。
[0173]⑦.活性炭吸附
[0174]來(lái)自步驟⑥經(jīng)脫硫后的煙氣進(jìn)入活性炭吸附塔8，經(jīng)活性炭吸附，脫除廢雜銅熔煉煙氣中的各種大氣污染物，達(dá)標(biāo)后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)9排放。
[0175]余熱回收率29 5 %。大氣污染物全部項(xiàng)目污染物均低于中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB31574-2015《再生銅、鋁、鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中，“表3大氣污染物排放限值”規(guī)定的限值。其中二噁英類(lèi)大氣污染物排放量< 0.01ngTEQ/m3。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，其特征在于處理裝置由如下順序連接的設(shè)備構(gòu)成:一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐(I)，二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐(2)，氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器(3)，逆流換熱余熱鍋爐(4)，組合式熱管換熱器(5)，濾袋除塵器(6)，脫硫系統(tǒng)(7)，活性炭吸附塔(8)和引風(fēng)機(jī)(9); 所述處理方法包括如下步驟: ①.煙氣強(qiáng)化燃燒 來(lái)自廢雜銅熔煉爐的煙氣，首先進(jìn)入一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐(I)，然后進(jìn)入二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐(2)強(qiáng)化燃燒;使得煙氣中攜帶的有機(jī)可燃物繼續(xù)充分燃燒；同時(shí)，在熔煉過(guò)程中產(chǎn)生的二嚼英類(lèi)化合物(D1xin-1 ike compounds)及前驅(qū)物得以熱分解； ②.高溫?zé)煔膺^(guò)濾除塵凈化 經(jīng)步驟①?gòu)?qiáng)化燃燒后的煙氣進(jìn)入氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器(3)，過(guò)濾除塵凈化;煙塵顆粒吸附的二卩惡英類(lèi)化合物(D1xin-like compounds)及前驅(qū)物絕大部分被截留； ③.余熱鍋爐熱能回收 經(jīng)步驟②過(guò)濾除塵凈化后的煙氣，進(jìn)入逆流換熱余熱鍋爐(4)，與鍋爐內(nèi)工質(zhì)逆流換熱，將其攜帶的高溫?zé)崮軅鬟f給鍋爐工質(zhì)；煙氣自身溫度降低到< 700°C，實(shí)現(xiàn)余熱一級(jí)回收； ④.煙氣經(jīng)組合式熱管換熱器急劇降溫 來(lái)自步驟③經(jīng)余熱鍋爐(4)回收熱能后的煙氣進(jìn)入組合式熱管換熱器(5)的蒸發(fā)段即受熱段與熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)換熱，將煙氣攜帶的熱能傳導(dǎo)給熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)；熱管內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)受熱氣化，產(chǎn)生的氣態(tài)工質(zhì)靠熱管空間內(nèi)微小的壓差，經(jīng)過(guò)中間的傳輸段，流向冷凝段;在冷凝段，氣態(tài)工質(zhì)對(duì)冷源(熱管外的流體)釋放潛熱而冷凝，冷凝的液態(tài)工質(zhì)靠吸液芯的毛細(xì)管作用，又流回到蒸發(fā)段，繼續(xù)重復(fù)上述過(guò)程;如此周而復(fù)始，將煙氣攜帶的熱能傳導(dǎo)給余熱鍋爐(4)的入口冷工質(zhì)，用于提高余熱鍋爐進(jìn)水溫度;或加熱空氣，用于廢雜銅熔煉爐、一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐(I)和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐(2)的進(jìn)風(fēng)溫度;或者產(chǎn)出熱風(fēng)、熱水外送，供其他用戶(hù)使用；同時(shí)，在2秒鐘時(shí)間內(nèi)將煙氣自身溫度降低到200°C以下，并繼續(xù)降溫至90°C以下，流出組合式熱管換熱器(5); ⑤.濾袋除塵 來(lái)自步驟④組合式熱管換熱器(5)的煙氣進(jìn)入濾袋除塵器(6)過(guò)濾、進(jìn)一步去除煙塵； ⑥.脫硫 來(lái)自步驟⑤經(jīng)濾袋除塵器(6)過(guò)濾除塵后的煙氣進(jìn)入脫硫系統(tǒng)(7)，脫除硫化物以及其它酸性氣體污染物，如H2S、Ν0χ、⑶、CO2、HCl; ⑦.活性炭吸附 來(lái)自步驟⑥經(jīng)脫硫后的煙氣進(jìn)入活性炭吸附塔(8)，經(jīng)活性炭吸附，脫除廢雜銅熔煉煙氣中的各種大氣污染物，并去除臭氣味，達(dá)標(biāo)后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)(9)排放。2.按照權(quán)利要求1廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，其特征在于步驟①所述的一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐(I)和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐(2)采用管道式燃燒器，配置自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)于燃料流量、空氣流量進(jìn)行自動(dòng)控制，確保燃燒器內(nèi)的溫度I 1000 0C。3.按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，其特征在于步驟①所述的二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐(2)還設(shè)有電子打火控制開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)燃料油或燃料氣的自動(dòng)點(diǎn)火，確保當(dāng)煙氣中的CO達(dá)到設(shè)定濃度后，即點(diǎn)火燃燒。4.按照權(quán)利要求1所述的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，其特征在于步驟②中采用的氮化硅多孔陶瓷過(guò)濾器(3)，選用氮化硅、氧化鋁和氧化釔組成的氮化硅泡沫陶瓷材料制造，三者的質(zhì)量百分比組成為氮化硅:氧化鋁:氧化釔= 90:2:8。5.按照權(quán)利要求1廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，其特征在于步驟③中所述的逆流換熱余熱鍋爐(4)煙氣與鍋爐余熱回收工質(zhì)之間的換熱采用雙套管式逆流換熱方式，或三套管式逆流換熱方式;其中: 所述的雙套管式逆流換熱方式，換熱裝置由數(shù)根直徑不同的二直管套裝配置組合構(gòu)成，煙氣走中心管，余熱回收工質(zhì)走環(huán)隙管，二者流動(dòng)方向相反，實(shí)現(xiàn)逆流換熱； 所述的三套管式逆流換熱方式，換熱裝置由直徑不同的三直管套裝配置構(gòu)成，煙氣走中心管和外環(huán)隙，余熱回收工質(zhì)走內(nèi)環(huán)隙管，二者流動(dòng)方向相反，實(shí)現(xiàn)逆流換熱。6.按照權(quán)利要求1廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，其特征在于步驟④中所述的組合式熱管換熱器(5)是由管內(nèi)充有不同工質(zhì)的熱管組成的組合式熱管換熱器。7.按照權(quán)利要求1廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，其特征在于步驟④中所述的組合式熱管換熱器(5)熱管內(nèi)采用的工質(zhì)分別是不同配比的鈉-鉀合金和水。8.按照權(quán)利要求7廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，其特征在于所述鈉-鉀合金的配比是鈉-鉀合金中鉀的重量百分比為46%?89%。9.按照權(quán)利要求7廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，其特征在于所述鈉-鉀合金的配比是鈉-鉀合金中鉀的重量百分比為60%?80%。10.按照權(quán)利要求1廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，其特征在于步驟④中所述的組合式熱管換熱器(5)為廢雜銅熔煉爐、一級(jí)強(qiáng)化燃燒爐(I)和二級(jí)強(qiáng)化燃燒爐(2)提供高溫助燃空氣，改善燃燒狀況，提高燃燒效率，節(jié)約燃料，或者為其他熱風(fēng)用戶(hù)提供2 3500C的清潔干燥用熱風(fēng)。11.按照權(quán)利要求1所述的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，其特征在于步驟⑥的脫硫方法，采用NaOH水溶液溶液為脫硫劑，以Ca(OH)2水溶液為再生劑，當(dāng)NaOH水溶液失效后，通過(guò)Ca(0H)2水溶液再生后，重復(fù)使用。12.按照權(quán)利要求1所述的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，其特征在于所述逆流換熱余熱鍋爐(4)的工質(zhì)是水或者低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)。13.按照權(quán)利要求1所述的廢雜銅熔煉煙氣中二噁英類(lèi)大氣污染物的處理方法，其特征在于逆流換熱余熱鍋爐(4)和組合式熱管換熱器(5)回收的熱能，直接以熱能的形式使用，或者將回收的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑驒C(jī)械能。
【文檔編號(hào)】F23J15/02GK105864802SQ201610195302
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】王春雨, 呂慶淮, 王銀川, 呂瑞新, 王志信, 都立珍, 王超, 崔賓賓, 張德杰
【申請(qǐng)人】山東金升有色集團(tuán)有限公司