專利名稱：一種降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低廢水量的方法，具體涉及一種冶煉煙氣制酸過程中，降低洗滌用酸性廢水量的方法，本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)該方法的裝置。
背景技術(shù)：
銅、鎳、鉛、鋅、黃金等金屬冶煉過程產(chǎn)生的煙氣通常含有高濃度的S02。隨著金屬冶煉生產(chǎn)的發(fā)展，副產(chǎn)的SO2量越來越大。采用接觸法將冶煉煙氣中的SO2轉(zhuǎn)化成硫酸既可以降低SO2的排放量，又實現(xiàn)了污染物的資源化，在金屬冶煉行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。冶煉煙氣制酸前，必須設(shè)置凈化工序(通常為濕法洗滌)除去其中殘余的細(xì)微顆粒物和重金屬等雜質(zhì)，使煙氣質(zhì)量達(dá)到制酸要求。由于冶煉煙氣中通常含有so3、hci、hf等強(qiáng)酸性氣體，煙氣凈化工序中產(chǎn)生的廢水酸性很強(qiáng)。為了避免酸性廢水循環(huán)對管道設(shè)備的腐蝕，洗滌液循環(huán)倍率不能太高，需要補(bǔ)充大量的新鮮水，使得煙氣制酸廢水量較大。由于水量大，酸性強(qiáng)，含重金屬等特點(diǎn)，煙氣制酸廢水的處理一直是冶煉煙氣制酸和硫鐵礦制酸企業(yè)面臨的難題，由于受經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件限制，行業(yè)內(nèi)一直沒有理想的處理方法。目前，對于這類酸性廢水的治理主要有石灰法、石灰-鐵鹽法、硫化法、吸附和離子交換等方法及以上方法的組合。這些處理工藝都存在諸多缺點(diǎn)，如工藝流程長、設(shè)施設(shè)備龐大、占地面積大、投資費(fèi)用大、物料運(yùn)輸量大、運(yùn)行費(fèi)用高昂、有二次污染物產(chǎn)生、處理后的渣和水無法回收利用等。即目前沒有一種方法可以實現(xiàn)冶煉煙氣制酸過程廢水的經(jīng)濟(jì)、高效、無二次污染處理。對于該類廢水的處理，一種經(jīng)濟(jì)、可行的方法是降低煙氣制酸廢水總量，從而降低后續(xù)廢水處理難度與成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種處理難度小和成本低的降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法。本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種實現(xiàn)該降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法的裝置。為了解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明提供的降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法，均勻布置于煙道中的噴嘴利用壓縮空氣將氨均勻噴入煙道中，噴入的氨與煙氣中的SO3> HCl、HF強(qiáng)酸性氣體發(fā)生反應(yīng)生成(NH4)2SO4等物質(zhì)，從而降低煙氣中強(qiáng)酸性氣體的含量，進(jìn)而降低制酸凈化工序中洗滌液的酸性，提高洗滌液循環(huán)倍率，減少新鮮水的用量，最終降低煙氣制酸廢水總量，生成的(NH4)2SO4等物質(zhì)以氣溶膠等顆粒物形式存在，在干式除塵裝置或制酸過程的凈化工序中得到脫除與回收。所述的氨為液氨，或為液氨蒸發(fā)后的氣態(tài)NH3,或為氨水。氨的噴射位置為煙氣溫度在100 300°C間的煙道，離煙氣源越近越好。所述的氨的噴射位置，當(dāng)干式除塵裝置上游煙氣溫度低于300°C時，選擇在干式除塵裝置上游噴入氨；當(dāng)除塵裝置上游煙氣溫度高于300°C時，氨的噴射位置設(shè)置在干式除塵裝置下游，制酸凈化工序上游。在制酸凈化工序入口設(shè)置余氨檢測，根據(jù)在線監(jiān)測結(jié)果實時控制氨的噴射量。當(dāng)所述的氨的噴射位置為干式除塵裝置上游時，生成的(NH4) #04等物質(zhì)在干式除塵器中得到脫除，并與煙灰一起送回冶煉爐窯，重新冶煉；當(dāng)所述的氨的噴射位置在干式除塵裝置下游時，生成的(NH4)2SO4在洗滌液中富集，采用結(jié)晶方法回收。為了解決上述第二個技術(shù)問題，本發(fā)明提供的實現(xiàn)權(quán)利要求I所述的降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法的裝置，在煙道中均勻布置有多個噴嘴，所述的噴嘴連接有空氣壓縮機(jī)和氨儲罐。在凈化裝置入口設(shè)置有余氨檢測器，在所述的噴嘴與所述的氨儲罐之間連接有計量設(shè)備，所述的余氨檢測器與所述的計量設(shè)備電連接。當(dāng)氨為液氨或氨水時，所述的計量設(shè)備為計量泵；當(dāng)氨為氣相NH3時，所述的計量設(shè)備為流量計。當(dāng)所述的氨為液氨及氨水時，所述的噴嘴為雙流霧化噴嘴；當(dāng)所述的氨為氣態(tài)NH3時，所述的噴嘴為單通道氣相噴嘴。采用上述技術(shù)方案的降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法及其裝置，均布于煙道中的噴嘴利用壓縮空氣將氨均勻噴入煙道中，氨與煙氣中的S03、HC1、HF強(qiáng)酸性氣體發(fā)生反應(yīng)，從而降低煙氣中強(qiáng)酸性氣體的含量，進(jìn)而降低凈化工序中洗滌液的酸性。由于洗滌液酸性降低，其對管道、設(shè)備的腐蝕減弱，循環(huán)倍率可以大大提高，從而可以減少新鮮水的用量，進(jìn)而降低煙氣制酸廢水總量。此外，采用該方法還可以降低冶煉煙氣酸露點(diǎn)，避免煙氣中的酸霧對管道及設(shè)備的腐蝕。在凈化工序入口設(shè)置余氨檢測器，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果控制氨的噴射量，即便有少量余氨存在，也可在凈化工序中得到高效脫除。生成的(NH4)2SO4等物質(zhì)以顆粒物形式存在，可以在干式除塵裝置(靜電除塵器、布袋除塵器等)或制酸過程的凈化工序中得到脫除，對后續(xù)的制酸過程無影響。本發(fā)明與現(xiàn)有及公知技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)及積極效果(I)目前沒有一種方法可以實現(xiàn)冶煉煙氣制酸過程廢水的經(jīng)濟(jì)、高效、無二次污染處理。降低煙氣制酸廢水總量，可大大降低后續(xù)廢水處理難度與成本；(2)該發(fā)明不僅可以降低煙氣制酸廢水總量還可以降低冶煉煙氣酸露點(diǎn)，避免酸霧對管道及設(shè)備的腐蝕；(3)氨的來源可以是液氨也可為氨水，來源廣泛，價格適當(dāng)；(4)在控制條件下，氨不與SO2發(fā)生反應(yīng)，余氨量可通過在線監(jiān)測控制裝置及洗滌液吸收得到有效控制，對制酸過程無不利影響；(5)生成的(NH4)2SO4等物質(zhì)可降低冶煉過程的氮氧化物排放，也可通過結(jié)晶等方法得到回收，無二次污染。


圖I為本發(fā)明的降低冶煉煙氣制酸過程廢水量方法示意圖。 圖2為本發(fā)明的降低冶煉煙氣制酸過程廢水量裝置示意圖。
具體實施方式
參見圖1，一種降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法，均勻布置于煙道中的噴嘴利用壓縮空氣將氨均勻噴入煙道中，噴入的氨與煙氣中的S03、HC1、HF強(qiáng)酸性氣體發(fā)生反應(yīng)生成(NH4)2SO4等物質(zhì)，從而降低煙氣中強(qiáng)酸性氣體的含量，進(jìn)而降低制酸凈化工序中洗滌液的酸性，提高洗滌液循環(huán)倍率，減少新鮮水的用量，最終降低煙氣制酸廢水總量，生成的(NH4)2SO4以氣溶膠等顆粒物形式存在，在干式除塵裝置或制酸過程的凈化工序中得到脫除與回收。氨為液氨，或為液氨蒸發(fā)后的氣態(tài)NH3，或為氨水。氨的噴射位置為煙氣溫度在100 300°C間的煙道，離煙氣源越近越好。氨的噴射位置，當(dāng)干式除塵裝置上游煙氣溫度低于300°C時，選擇在干式除塵裝置上游噴入氨；當(dāng)除塵裝置上游煙氣溫度高于300°C時，氨的噴射位置設(shè)置在干式除塵裝置下游，制酸凈化工序上游。在制酸凈化工序入口設(shè)置余氨檢測，根據(jù)在線監(jiān)測結(jié)果實時控制氨的噴射量 。當(dāng)所述的氨的噴射位置為干式除塵裝置上游時，生成的(NH4)2SO4等物質(zhì)在干式除塵器中得到脫除，并與煙灰一起送回冶煉爐窯，重新冶煉；當(dāng)所述的氨的噴射位置在干式除塵裝置下游時，生成的(NH4) #04等物質(zhì)在洗滌液中富集，采用結(jié)晶方法回收。參見圖2，鋅焙燒爐I通過煙道5連接凈化裝置6，在煙道5中設(shè)有換熱器2和靜電除塵器4，在煙道5中均勻布置有多個噴嘴3，噴嘴3連接有空氣壓縮機(jī)10和氨儲罐9，在凈化裝置6入口設(shè)置有余氨檢測器7，在噴嘴3與氨儲罐9之間連接有計量設(shè)備8，余氨檢測器7與計量設(shè)備8電連接。當(dāng)氨為液氨或氨水時，計量設(shè)備8為計量泵；當(dāng)氨為氣相NH3時，計量設(shè)備8為流量計。當(dāng)氨為液氨及氨水時，噴嘴3為雙流霧化噴嘴；當(dāng)氨為氣態(tài)NH3時，噴嘴3為單通道氣相噴嘴。采用上述技術(shù)方案的降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法及其裝置，均布于煙道中的噴嘴利用壓縮空氣將氨均勻噴入煙道中，氨與煙氣中的S03、HC1、HF強(qiáng)酸性氣體發(fā)生反應(yīng)，從而降低煙氣中強(qiáng)酸性氣體的含量，進(jìn)而降低凈化工序中洗滌液的酸性。由于洗滌液酸性降低，其對管道、設(shè)備的腐蝕減弱，循環(huán)倍率可以大大提高，從而可以減少新鮮水的用量，進(jìn)而降低煙氣制酸廢水總量。此外，采用該方法還可以降低冶煉煙氣酸露點(diǎn)，避免煙氣中的酸霧對管道及設(shè)備的腐蝕。在凈化工序入口設(shè)置余氨檢測器，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果控制氨的噴射量，即便有少量余氨存在，也可在凈化工序中得到高效脫除。生成的(NH4)2SO4等物質(zhì)以顆粒物形式存在，可以在干式除塵裝置(靜電除塵器、布袋除塵器等)或制酸過程的凈化工序中得到脫除，對后續(xù)的制酸過程無影響。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實施例I :如圖I所示，氨(液氨，氣態(tài)氨，氨水)經(jīng)過計量后由管道送達(dá)噴嘴處。當(dāng)除塵裝置上游煙道溫度低于300°C時，噴嘴布置于干式除塵裝置上游煙道中；當(dāng)干式除塵器上游煙道溫度高于300°C時，噴嘴布置于干式除塵裝置下游，制酸凈化工序上游煙道中。噴嘴利用壓縮空氣將氨均勻噴入煙道中，氨與煙氣中的S03、HC1、HF等強(qiáng)酸性氣體發(fā)生反應(yīng)從而降低煙氣中強(qiáng)酸性氣體的含量，進(jìn)而降低洗滌循環(huán)液的酸性，提高洗滌液循環(huán)倍率，減少新鮮水的用量，最終降低凈化工序產(chǎn)生的酸性廢水總量。在凈化工序入口段設(shè)置余氨檢測器，監(jiān)測結(jié)果反饋到計量泵或流量計，從而實現(xiàn)氨噴射量的自動調(diào)節(jié)。噴嘴布置于干式除塵裝置上游煙道時，生成的(NH4)2SO4等物質(zhì)隨煙灰一起送回冶金爐窯內(nèi)重新冶煉。噴嘴布置于干式除塵裝置下游煙道時，生成的(NH4)2SO4等物質(zhì)在制酸過程的凈化工序中得到富集，通過結(jié)晶方法可得到回收。實施例2:
某鋅冶煉廠，鋅精礦在焙燒爐內(nèi)焙燒后產(chǎn)生的煙氣氣溫度為800-900°C，含塵量為200-300g/m3，煙氣含S028% -10%。高溫?zé)煔饨?jīng)過余熱鍋爐回收熱量后，經(jīng)過二級旋風(fēng)除塵，進(jìn)入靜電除塵器之前煙氣溫度在300°C以下。如附圖2所示，在靜電除塵器前的煙道中設(shè)置雙流霧化噴嘴，利用壓縮空氣將經(jīng)過計量的氨水霧化后均勻噴入煙道，其中的NH3與SO3等強(qiáng)酸性氣體發(fā)生反應(yīng)生成(NH4)2SO4氣溶膠。該氣溶膠顆粒被靜電除塵器脫除，與煙灰一起送回焙燒爐內(nèi)重新焙燒。凈化工序前設(shè)置余氨檢測器，測試信號反饋到計量泵，對氨的噴射量進(jìn)行在線調(diào)節(jié)。脫除SO3等強(qiáng)酸性氣體后的煙氣進(jìn)入凈化工序，進(jìn)一步凈化以滿足制酸要求。由于煙氣中SO3等強(qiáng)酸性氣體的含量降低，凈化工序中洗滌液循環(huán)倍率增大，新鮮水用量減少，使得需要處理的酸性廢水量大大減少。以上實施例是對本發(fā)明的說明，不是對本發(fā)明的限定，任何對本發(fā)明進(jìn)行簡單修改后的方案，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法，其特征在于均勻布置于煙道中的噴嘴利用壓縮空氣將氨均勻噴入煙道中，噴入的氨與煙氣中的S03、HC1、HF等強(qiáng)酸性氣體發(fā)生反應(yīng)生成(NH4)2SO4等物質(zhì)，從而降低煙氣中強(qiáng)酸性氣體的含量，進(jìn)而降低制酸凈化工序中洗滌液的酸性，提高洗滌液循環(huán)倍率，減少新鮮水的用量，最終降低煙氣制酸廢水總量，生成的(NH4)2SO4等物質(zhì)以顆粒物形式存在，在干式除塵裝置或制酸過程的凈化工序中得到脫除與回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法，其特征在于所述的氨為液氨，或為液氨蒸發(fā)后的氣態(tài)NH3，或為氨水。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法，其特征在于氨的噴射位置為煙氣溫度在100 300°C間的煙道，離煙氣源越近越好。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法，其特征在于所述的氨的噴射位置，當(dāng)干式除塵裝置上游煙氣溫度低于300°C時，選擇在干式除塵裝置上游噴入氨；當(dāng)除塵裝置上游煙氣溫度高于300°C吋，氨的噴射位置設(shè)置在干式除塵裝置下游，制酸凈化工序上游。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法，其特征在于在制酸凈化工序入口設(shè)置余氨檢測，根據(jù)在線監(jiān)測結(jié)果實時控制氨的噴射量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法，其特征在于當(dāng)所述的氨的噴射位置為干式除塵裝置上游時，生成的(NH4)2SO4等物質(zhì)在干式除塵器中得到脫除，并與煙灰一起送回冶煉爐窯，重新冶煉；當(dāng)所述的氨的噴射位置在干式除塵裝置下游時，生成的(NH4) 2S04物質(zhì)在洗滌液中富集，采用結(jié)晶方法回收。
7.實現(xiàn)權(quán)利要求I所述的降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法的裝置，其特征在于在煙道中均勻布置有多個噴嘴，所述的噴嘴連接有空氣壓縮機(jī)和氨儲罐。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實現(xiàn)降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法的裝置，其特征在干在浄化裝置入口設(shè)置有余氨檢測器，在所述的噴嘴與所述的氨儲罐之間連接有計量設(shè)備，所述的余氨檢測器與所述的計量設(shè)備電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的實現(xiàn)降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法的裝置，其特征在于當(dāng)氨為液氨或氨水時，所述的計量設(shè)備為計量泵；當(dāng)氨為氣相NH3時，所述的計量設(shè)備為流量計。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的實現(xiàn)降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法的裝置，其特征在于當(dāng)所述的氨為液氨及氨水時，所述的噴嘴為雙流霧化噴嘴；當(dāng)所述的氨為氣態(tài)NH3時，所述的噴嘴為單通道氣相噴嘴。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低冶煉煙氣制酸過程廢水量的方法及裝置，均勻布置于煙道中的噴嘴利用壓縮空氣將氨均勻噴入煙道中，噴入的氨與煙氣中的SO3、HCl、HF強(qiáng)酸性氣體發(fā)生反應(yīng)生成(NH4)2SO4等物質(zhì)，從而降低煙氣中強(qiáng)酸性氣體的含量，進(jìn)而降低制酸凈化工序中洗滌液的酸性，提高洗滌液循環(huán)倍率，減少新鮮水的用量，最終降低煙氣制酸廢水總量，生成的(NH4)2SO4等物質(zhì)以顆粒物形式存在，在干式除塵裝置或制酸過程的凈化工序中得到脫除與回收。本發(fā)明在不影響制酸的前提下，不僅能有效降低煙氣制酸廢水量，還能降低煙氣對管道設(shè)備的腐蝕、降低氮氧化物排放、回收有用資源，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號B01D53/78GK102631830SQ201210124449
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者劉錚, 李海龍, 李立清 申請人:中南大學(xué)