一种工业废弃物的处理方法和装置与流程

本发明属于危废处理技术领域，具体涉及一种工业废弃物的处理方法，特别地，本发明还涉及一种工业废弃物的处理装置。

背景技术：

工业废弃物是“放错位置的资源”，随着工业的发展，大量工业废弃物的排放造成极大的资源浪费和环境问题。目前，我国对固废处理执行的是减量化、无害化和资源化等3类技术政策，其中又以无害化为主，以提高资源利用率为核心，以降低能耗、原材料消耗和减少“三废”排放为目标，大力利用二次资源，以最少的消耗获得最好的经济效益和社会效益。

工业废弃物来源广泛而复杂，遍及化学工业、炼油工业、金属工业、采矿工业、机械工业、医药等行业。各行业中废弃物的有害特性不尽相同，且成分也很复杂，故适用于每种废弃物的处置方法不尽相同。因此，需要开发一种适用性广、简单、易于应用的工业废弃物综合处理方法，以满足对废弃物处理的技术能力和工艺流程的高要求。

技术实现要素：

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：目前主要利用火法工艺处置危险废物，其烟气处理是危废处置的核心工艺之一，现有烟气处理方案为鼓风炉烟气采用直接表冷 活性炭喷射 脉冲布袋除尘器 湿法脱硫 脱硝除白 电除雾 烟囱的方式，鼓风炉烟气温度为400℃，经过表面冷却器将烟气温度降至150℃～200℃，在进入布袋收尘器前在烟气管道上喷射活性炭，烟气再进入布袋收尘器进行收尘净化，净化后的烟气含尘浓度<0.065g/nm³,烟气经布袋收尘器后由排烟机送入烟气脱硫系统，经过脱硫后的烟气再经过脱硝、电除雾后外排。该处理方法中，鼓风炉出口烟气温度约400℃，二噁英不能完全破坏和分解，增加了后续活性炭的消耗，造成处理成本提高，而且处理高含水的烟气时会造成布袋堵塞，烟气经表面冷却器冷却后会达到烟气露点温度，造成烟气结露，进而堵塞管道和布袋，另外对于烟气中含有的f、cl、br等元素也无法处理，还存在脱硝效率低的问题。

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种工业废弃物的处理方法，能够处理各种复杂成分的工业废弃物，尤其是烟气中含s高、含nox高、含水高的废弃物，能够有效去除二噁英、f、cl、br、s等有害物质，并且可以防止管道堵塞，具有较高的脱硫脱硝效率。

根据本发明实施例的一种工业废弃物的处理方法，其包括如下步骤：

a、将工业废弃物送入富氧侧吹熔炼炉进行还原熔炼，产生的烟气在所述富氧侧吹熔炼炉的上升烟道内进行二次燃烧；

b、将离开所述富氧侧吹熔炼炉的烟气送入第一脱硝装置，进行sncr脱硝处理；

c、将步骤b处理后的烟气进行骤冷处理，之后进行除尘；

d、将步骤c处理后的烟气送入预脱酸塔，进行预脱酸处理，之后进行除尘，再送入脱硫装置，进行湿法脱硫；

e、将湿法脱硫后的烟气送入第二脱销装置，进行scr低温脱硝处理。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法带来的优点和技术效果，1、本发明实施例的方法中，采用富氧侧吹熔炼炉对工业废弃物进行还原熔炼，产生的烟气可以在富氧侧吹熔炼炉的上升烟道内进行二次燃烧，能够使二噁英充分分解，有效去除了工业废弃物中含有的二噁英以及熔炼反应过程中生产的二噁英；2、本发明实施例的方法中，对预脱销后的烟气进行骤冷处理，能够收集烟气中的as，还可以避免二噁英的二次合成；3、本发明实施例的方法中，采用钙基脱酸剂进行预脱酸处理，能够脱除烟气中的大部分f、cl、br、s，降低了烟气的含硫率以及酸露点，避免了堵塞管道和除尘装置；4、本发明实施例的方法中，采用预脱酸处理和湿法脱硫处理，以及sncr高温脱销和scr低温脱销两级脱销处理，能够有效处理烟气中含s高、含nox高、含水高的工业废弃物，脱销效率可以达到90%以上。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤a中，所述工业废弃物的含水量低于40%，和/或，所述烟气二次燃烧后的温度为1200~1300℃，烟气中二噁英分解反应时间为2-5s。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤b中，所述第一脱销装置采用余热锅炉，在所述余热锅炉的高温段喷入氨水或尿素进行初步脱硝。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤b中，所述烟气经过sncr脱硝处理后，进行换热降温至500℃以下。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤c中，所述烟气在骤冷塔中急冷至220℃以下，急冷时间小于1s。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤c中，所述除尘采用电收尘器。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤d中，所述预脱酸塔中采用钙基脱酸剂进行预脱酸处理，所述除尘为布袋除尘。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤d中，所述预脱酸塔中喷入活性炭，对所述烟气进行吸附处理，之后进行除尘处理。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤d中，所述烟气经过除尘处理后进入洗涤塔洗涤，之后送入脱硫装置进行湿法脱硫。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤e中，将所述湿法脱硫后的烟气进行除雾处理，之后进行冷凝处理，再将烟气升温至170-350℃，升温后的烟气进入第二脱销装置，进行scr低温脱硝处理。

本发明实施例还提供了一种工业废弃物的处理装置，其包括依次连接的富氧侧吹熔炼炉、第一脱销装置、骤冷塔、电收尘器、预脱酸塔、布袋除尘器、脱硫装置、除雾器和第二脱销装置，其中，所述富氧侧吹熔炼炉的烟气出口与所述第一脱销装置的烟气进口连接，所述第一脱销装置的烟气出口与所述骤冷塔的烟气进口连接，所述骤冷塔的烟气出口与所述电收尘器的烟气进口连接，所述电收尘器的烟气出口与所述预脱酸塔的烟气进口连接，所述预脱酸塔的烟气出口与所述布袋除尘器的烟气进口连接，所述布袋除尘器的烟气出口与所述脱硫装置的烟气进口连接，所述脱硫装置的烟气出口与所述除雾器的烟气进口连接，所述除雾器的烟气出口与所述第二脱销装置的烟气进口连接。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理装置的优点和技术效果，均可参照本发明实施例的工业废弃物的处理方法的优点和技术效果，这里不再赘述。

附图说明

图1是本发明实施例的工业废弃物处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明实施例提供了一种工业废弃物的处理方法，其包括如下步骤：

a、将工业废弃物送入富氧侧吹熔炼炉进行还原熔炼，得到金属产品、熔炼渣和烟气，烟气在所述富氧侧吹熔炼炉的上升烟道内进行二次燃烧，其中，工业废弃物包括含铜污泥，含镍、铬等重金属污泥，金属冶炼废物、表面处理废物、蒸馏残渣、废催化剂、废旧线路板、废有机树脂、废矿物油、废活性炭等；

b、将离开所述富氧侧吹熔炼炉的烟气送入第一脱硝装置，进行sncr脱硝处理；

c、将步骤b处理后的烟气进行骤冷处理，之后进行除尘；

d、将步骤c处理后的烟气送入预脱酸塔，进行预脱酸处理，之后进行除尘，再送入脱硫装置，进行湿法脱硫；

e、将湿法脱硫后的烟气送入第二脱销装置，进行scr低温脱硝处理。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，采用富氧侧吹熔炼炉对工业废弃物进行还原熔炼，产生的烟气可以在富氧侧吹熔炼炉的上升烟道内进行二次燃烧，能够使二噁英充分分解，有效去除了工业废弃物中含有的二噁英以及熔炼反应过程中生产的二噁英，二噁英浓度<0.5teqng/m³；本发明实施例的方法中，对预脱销后的烟气进行骤冷处理，能够收集烟气中的as，还可以避免二噁英的二次合成；本发明实施例的方法中，采用钙基脱酸剂进行预脱酸处理，能够脱除烟气中的大部分f、cl、br、s，降低了烟气的含硫率以及酸露点，避免了堵塞管道和除尘装置；本发明实施例的方法中，采用预脱酸处理和湿法脱硫处理，以及sncr高温脱销和scr低温脱销两级脱销处理，能够有效处理烟气中含s高、含nox高、含水高的工业废弃物，脱销效率可以达到90%以上。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤a中，所述工业废弃物的含水量低于40%，和/或，所述烟气二次燃烧后的温度为1200~1300℃，烟气中二噁英分解反应时间为2-5s。本发明实施例的方法中，将含水较高的工业废弃物如污泥采用干燥机进行干燥处理，使废弃物中的水分降至40%以下，之后在富氧侧吹熔炼炉中进行还原熔炼，产出金属产品和熔炼渣，烟气进入上升烟道内进行二次燃烧，经过二次燃烧后烟气的温度可以达到1200-1300℃，二噁英分解反应时间≥2s,能够充分分解，可以除掉废弃物中含有的二噁英以及熔炼反应催化生成的二噁英。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤b中，所述第一脱销装置采用余热锅炉，在所述余热锅炉的高温段喷入氨水或尿素进行初步脱硝；所述烟气经过sncr脱硝处理后，进行换热降温至500℃以下。本发明实施例的方法中，将经过二次燃烧处理后的烟气进行初步脱销处理，脱销装置可以采用余热锅炉，在余热锅炉的高温段喷入氨水或尿素进行初步脱硝，1200-1300℃高温烟气经过余热锅炉初步脱销处理后，sncr脱销效率为40%左右，之后烟气通过换热温度降至500℃。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤c中，所述烟气在骤冷塔中急冷至220℃以下，急冷时间小于1s，烟气在骤冷塔处理后采用电收尘器进行除尘处理。本发明实施例的方法中，烟气在骤冷塔中于1s内急冷至220℃，避免了二噁英在250-450℃内二次合成，同时能够将烟气中的气态三氧化二砷转化成固态，经过骤冷处理后的烟气采用电收尘器回收较高纯度的有价烟尘，同时转化成固态的三氧化二砷也被收集下来。本发明实施例的方法中，通过采用骤冷处理有效去除了烟气中的as，并避免了二噁英的再次合成。本发明实施例方法中采用电收尘器回收的有价烟尘由于金属成分较高，可以返回进行再次冶炼，同时经过电收尘器处理后，as回收率可以达到80%以上。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤d中，所述预脱酸塔中采用钙基脱酸剂进行预脱酸处理，所述除尘为布袋除尘，其中，钙基脱酸剂主要组分为ca(oh)2。本发明实施例的方法中，将步骤c中收尘处理后的烟气采用钙基脱酸剂进行预脱酸处理，含有较多活性ca(oh)2组分的细粉状钙基脱酸剂在加湿混合器内加湿，水均匀分配到颗粒表面，烟气进入预脱酸塔与携带加湿混合良好的钙剂脱酸剂，同方向运动，经脱酸塔内部搅拌器强力扰动破碎、混合后，加湿后的钙基脱酸剂与烟气充分接触混合，烟气中的so2、hf、hcl、hbr与钙基脱酸剂中的ca(oh)2进行系列反应，生成cabr2、cacl2、caf2、caso4等副产物，脱硫后烟气进入布袋除尘器脱除粉尘，脱酸灰（包括脱酸剂、脱酸副产物和烟尘）被布袋除尘器铺集后落入布袋除尘器灰斗内，通过气力输送或机械输送的方式再次进入预脱酸塔内继续参与脱酸反应。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤d中，所述预脱酸塔中喷入活性炭，对所述烟气进行吸附处理，之后进行除尘处理。本发明实施例的方法中，经过在预脱酸塔中喷入活性碳可以进一步吸附烟气中残留的二噁英，之后再通过布袋除尘器收集活性碳，循环利用。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤d中，所述烟气经过除尘处理后进入洗涤塔洗涤，之后送入脱硫装置进行湿法脱硫。本发明实施例中，经预脱酸、除尘处理后的烟气首先进入洗涤塔中部与自上而下喷淋的循环水逆流接触，烟气中的尘及其它杂质大部分进入循环水中而被除去。随后烟气进入脱硫装置中部，与自上而下喷射的含脱硫剂循环浆液逆流接触，使大部分so2被吸收、溶解，大部分烟尘被液膜截留，进入循环浆液中，优选地，脱硫剂可以采用ca(oh)2、caco3、naoh、na2co3等。

根据本发明实施例的工业废弃物的处理方法，其中，所述步骤e中，将所述湿法脱硫后的烟气进行除雾处理,优选地采用电除雾器进行除雾处理，之后进行冷凝处理，再将烟气升温至170-350℃，升温后的烟气进入第二脱销装置，加入氨类还原剂，进行scr低温脱硝处理。本发明实施例的方法中，经过湿法脱硫处理后的烟气经电除雾器除去烟气中的液滴，之后进入冷凝器进行间接换热，将烟气中的水分冷凝下来，使烟气中含水量降至20%以下，再将烟气进行升温处理，优选地采用蒸汽换热器进行升温，升温后烟气温度可达到170℃~350℃。升温后烟气进入第二脱销装置进行scr低温脱硝处理，在第二脱销装置中喷入氨类还原剂，在催化剂的作用下与烟气中的nox发生选择性催化反应生成n2和h2o。采用本发明实施例的方法，scr脱硝效率可达到90%以上，nox的排放浓度可以降至50mg/m³。

如图1所示，本发明实施例的工业废弃物的处理装置，包括依次连接的富氧侧吹熔炼炉1、第一脱销装置2、骤冷塔3、电收尘器4、预脱酸塔5、布袋除尘器6、脱硫装置7、除雾器8和第二脱销装置9，其中，富氧侧吹熔炼炉1的烟气出口与第一脱销装置2的烟气进口连接，第一脱销装置2的烟气出口与骤冷塔3的烟气进口连接，骤冷塔3的烟气出口与电收尘器4的烟气进口连接，电收尘器4的烟气出口与预脱酸塔5的烟气进口连接，预脱酸塔5的烟气出口与布袋除尘器6的烟气进口连接，布袋除尘器6的烟气出口与脱硫装置7的烟气进口连接，脱硫装置7的烟气出口与除雾器8的烟气进口连接，除雾器8的烟气出口与第二脱销装置9的烟气进口连接。

下面结合图1和实施例详细描述本发明。

实施例

如图1所述，采用本发明实施例的方法对含水70%的污泥20万t/a、含铜固废4万t/a和废活性炭5000t/a的危废进行处理。

将含水70%的污泥进行干燥处理，干燥后含水为40%。将干燥后的污泥、含铜固废、废活性炭混合后加入富氧侧吹熔炼炉1内，在熔池内进行还原熔炼，产出金属产品、熔炼渣和烟气，烟气成分为：二噁英1.0teqng/m³、so25000-15000mg/nm³、nox1000-1500mg/nm³、f200mg/nm³、cl500mg/nm³、br200mg/nm³、as100mg/nm³。还原熔炼产生的烟气在上升烟道内进行充分燃烧，燃烧后烟气温度可以达到1200~1300℃，燃烧时间≥2s，使二噁英充分分解。

约35000nm³/h的烟气进入第一脱销装置2，第一脱销装置优选采用余热锅炉，烟气进入余热锅炉的高温段，在此区域喷入氨水或尿素进行初步脱硝-sncr脱硝处理，脱硝效率可达40%，初步脱硝后烟气进行换热降温至500℃。之后进入骤冷阶段，在骤冷塔3内烟气在1s内由500℃降至220℃，不仅防止了二噁英再次生成，使气态as转化成固态as。之后烟气进入电收尘器4中，将烟气中的有价烟尘收集下来，可以作为副产品外售，同时还收集了烟气中的as，as回收率达到80%以上。

收尘后的烟气进入预脱酸塔5进行预脱酸处理，预脱酸塔5的脱硫效率可达90%以上，能够脱除烟气中大部分f、cl、br、s，降低烟气的含硫率及酸露点。在预脱酸塔5中采用钙基脱酸剂进行脱酸处理，将含有较多活性ca(oh)2组分的细粉状钙基脱酸剂在加湿混合器内加湿，水均匀分配到颗粒表面，加湿后的钙基脱酸剂与烟气充分接触混合，烟气中的so2、hf、hcl、hbr与钙基脱酸剂中的ca(oh)2进行系列反应，生成cabr2、cacl2、caf2、caso4等副产物，脱硫后烟气进入一体化布袋除尘器6脱除粉尘，布袋除尘器6捕捉的粉尘大部分返回预脱酸塔5内继续参与反应，少部分落入灰斗后外排。

预脱酸塔5中喷入活性碳吸附烟气中少量残留的二噁英，进一步降低二噁英浓度<0.5teqng/m³，并通过布袋除尘器收集活性碳，循环利用。

烟气经风机10送入洗涤塔（图中未示出）进行湿式洗涤，烟气中的尘及其它杂质大部分进入循环水中而被除去，洗涤塔出塔烟气温度降至70度左右，随后烟气进入脱硫装置7进行湿法脱硫处理，烟气与自上而下喷射的含脱硫剂循环浆液逆流接触，使大部分so2被吸收、溶解，大部分烟尘被液膜截留，进入循环浆液中，脱硫剂采用ca(oh)2，湿法脱硫效率可达99%以上，经湿法脱硫后烟气含so2浓度小于10mg/nm³。

由于湿法脱硫后尾气含水率高、温度降低，为防止酸性气体腐蚀管道，将烟气送入除雾器8以去除部分水雾。之后经过冷凝器11将烟气温度降至60℃，烟气含水量降至20%以下，进入低温脱硝工序。烟气首先经过蒸汽换热器12将烟气温度升温至170℃~350℃，采用氨水或尿素产生的还原剂nh3，在催化剂的作用下在第二脱销装置9内将nox还原为氮气和水，使烟气达标排放。

其主要原理为：

co(nh2)2 h2o→2nh3 co2

6no 4nh3→5n2 6h2o

6no2 8nh3→7n2 12h2o

脱硝后的烟气经接力风机增压后进入尾气烟囱13达标排放，经过低温脱硝后烟气含nox的浓度小于50mg/nm³。

经过本实施例处理后，排放的烟气中so2浓度为6mg/nm³，nox的浓度为22mg/nm³，二噁英浓度为0.3teqng/m³，f＜52mg/nm³、cl＜57mg/nm³、br＜60mg/nm³、as＜48mg/nm³。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。