一種漆包線熱解回收尾氣處理方法及系統與流程
本發明涉及尾氣排放處理技術領域，特別是涉及一種漆包線熱解回收尾氣處理方法。
背景技術：
漆包線回收生產再生銅占我國銅生產的比重日益增加，回收過程中對污染物排放的處理也越來越受到人們的重視。漆包線漆的品種主要有縮醛、聚氨酯、聚酯、聚酯亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺等，生產時還要用到甲苯酚、二甲苯等一級或二級毒性溶劑。目前國內漆包線回收廣泛采用的是直接焚燒法，對漆包線進行焚燒熱解回收過程中，將產生大量燃燒不完全的炭黑等煙塵顆粒物、焦油以及苯、甲苯、二甲苯、氯化氫等有害氣體，以及二噁英類劇毒物，對環境造成嚴重污染。國家標準《危險廢物焚燒污染控制標準》(GB 18484-2001)規定二噁英的大氣排放標準是≤0.5ng TEQ/m3；2015年頒布了國家標準《再生銅、鋁、鉛、鋅工業污染物排放標準》(GB 31574-2015)發布稿，對有害氣體和二噁英的排放提出了更高的要求，發展節能環保的漆包線回收尾氣處理技術已成為大勢所趨。
漆包線可通過熱解完成脫漆，再通過冷卻區進行回收，所產生的廢氣一般選用直接氧化燃燒法，即通過點燃處理后直接排放。這樣的處理方式可將煙氣中的有機物氧化分解為CO2、H2O，但處理過于簡單，其中大部分的煙塵顆粒物、焦油、有害氣體和揮發物難以完全燃燒，顆粒物未經過過濾、收集處理，依然排放到空氣中。另外，二噁英類劇毒物也未經過反應吸收或防止二次產生處理，對環境同樣造成影響。
在最近的方案中，公開了一種廢銅漆包線熱解回收的尾氣處理技術，包括尾氣燃燒、洗滌、中和和吸附等步驟，處理效果好，安全性 高，解決了直接氧化燃燒法的一系列問題。但針對連續式漆包線的熱解回收技術，尾氣需進行長時間連續排放，排放量大，排放效果容易累積放大，特別是對排放量要求較高的二噁英類物質，需要在尾氣處理流程中進行連續徹底的清理，因此有必要開發滿足該類技術的工藝和設備需求的尾氣處理方法，使尾氣排放達到國家規定的環保標準。
技術實現要素：
(一)要解決的技術問題
本發明的目的是提供一種漆包線熱解回收尾氣處理方法及系統，以解決連續式漆包線熱解過程中尾氣排放量大、排放效果易累積放大的問題。
(二)技術方案
為了解決上述技術問題，本發明提供一種漆包線熱解回收尾氣處理方法，將漆包線熱解回收的尾氣依次經過燃燒處理、急冷處理、吸附處理、除塵處理、噴淋洗滌處理；
所述燃燒處理對回收的尾氣進行充分燃燒，
所述急冷處理對燃燒處理后形成的煙氣進行急速冷卻，
所述吸附處理對急速冷卻后的煙氣中的殘余二噁英進行吸附，
所述除塵處理將對尾氣中滯留的細微粉塵進行過濾，
所述噴淋洗滌處理用于吸收經除塵處理后煙氣中殘余的可溶性氣體。
進一步地，所述燃燒處理具體為，將漆包線熱解回收的尾氣通過集風機連續吸入燃燒室內，并向燃燒室內持續通入可燃性氣體和用于補充氧氣的補氧空氣。
進一步地，所述急冷處理是采用霧化的堿液對燃燒后的形成煙氣進行急速冷卻。
進一步地，所述吸附處理具體是采用活性炭和消石灰的混合物對急速冷卻后的煙氣中的殘余二噁英進行吸附，并同時對煙氣中殘余的 酸性成分進行中和。
進一步地，所述燃燒處理時的溫度為600～1200℃，所述補氧空氣預先采用燃燒處理后冷卻處理前的煙氣預熱，所述補氧空氣預熱后的溫度不低于100℃；
所述漆包線熱解回收的尾氣的吸入流速為50～500m3/h，所述集風機的風壓為500～5000Pa，所述可燃性氣體的通入流速為2～20m3/h，所述補氧空氣的通入流速為40～400m3/h，所述漆包線熱解回收的尾氣在所述燃燒室內的停留時間不小于2s。
進一步地，所述急冷處理的堿液為氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液，所述堿液的濃度為0.1～10wt.％；
所述急冷處理后煙氣的溫度不大于200℃。
進一步地，所述吸附處理具體為，將活性炭和消石灰的干式粉塵混合物通過高壓風機噴入帶式除塵器的文丘里干式反應器內，急冷后的煙氣經過文丘里干式反應器，并與文丘里干式反應器內的活性炭和消石灰混合；
所述活性炭和消石灰的噴入量均為0.4～8kg/h，所述高壓風機的送風量為5～100m3/h。
進一步地，所述除塵處理具體為，進行吸附處理后的煙氣進入脈沖式布袋除塵器，經所述脈沖式布袋除塵器捕集顆粒尺寸≥1μm的微塵顆粒，其中，所述脈沖式布袋除塵器內設置有震打布袋的震打裝置，所述震打裝置的震打頻率為5～60min/次。
進一步地，所述噴淋洗滌處理的消耗水量為20～240kg/h；
所述噴淋洗滌處理后的煙氣溫度不大于100℃。
為解決上述技術問題，本發明的另一方面提供一種漆包線熱解回收尾氣處理系統，包括依次沿尾氣流向設置的燃燒室、急冷塔、布袋除塵裝置、噴淋洗滌塔，其中，所述燃燒室包括與尾氣收集管道連接的尾氣進口、用于助燃空氣進入的空氣進口、用于提供燃氣的燃氣進 口、以及燃燒后的煙氣出口，所述煙氣出口通過第一煙氣通道與所述急冷塔連通，所述急冷塔上設置有向所述急冷塔內噴入堿液的噴霧組件，所述急冷塔與所述布袋除塵裝置通過第二煙氣通道連通，所述第二煙氣通道上設置有用于向所述第二煙氣通道內噴射活性炭和消石灰的炭石灰吸附裝置；
所述空氣進口連接有熱空氣管道，所述第一煙氣通道內設置有空氣預熱器，所述熱空氣管道與所述空氣預熱器的空氣出口連接，所述空氣預熱器的空氣入口設置有將外界空氣引入空氣管道的鼓風機；
所述炭石灰吸附裝置包括高壓風機、炭石灰粉儲槽、和文丘里干式反應器，所述文丘里干式反應器設置在所述第二煙氣通道上，所述高壓風機用于將炭石灰粉儲槽內的活性炭和消石灰引入所述文丘里干式反應器內，所述炭石灰粉儲槽設有防止物料結晶的震動裝置，所述震動裝置的震打一次間隔的時間為5～30min；
所述燃燒室的側壁上設置有熱電偶，所述燃燒機與所述熱電偶信號連接。
(三)有益效果
本發明提供的一種漆包線熱解回收尾氣處理方法，將漆包線熱解回收的尾氣依次經過燃燒處理、急冷處理、吸附處理、除塵處理、噴淋洗滌處理后再進行排放；尾氣中的二噁英通過快速地充分燃燒、急冷的處理過程，得到徹底地分解，并抑制了其二次生成，不會在連續尾氣產生和排放過程中因處理不徹底，導致二噁英在尾氣處理過程中不斷積累，導致排放超標；急冷后的煙氣經吸附處理，進一步將殘留在煙氣中的二噁英以及酸性物質進行吸附，經吸附處理后的煙氣先除塵后再噴淋洗滌處理過程，避免了先噴淋洗滌再除塵帶來的洗滌液可能隨煙氣帶入除塵器，易堵塞粉塵過濾孔的問題。
本發明提供的漆包線熱解回收尾氣處理方法合理可靠，適應漆包線的連續熱解脫漆量產過程，處理后的尾氣完全能夠達到國家規定的 環保標準。
附圖說明
圖1為本發明實施例漆包線熱解回收尾氣處理方法的流程圖；
圖2為本發明實施例漆包線熱解回收尾氣處理方法所采用的處理系統的示意圖。
圖中，1、尾氣收集管道；2、燃燒室；3、燃燒機；4、空氣-煙氣換熱器；5、外界進風管；6、鼓風機；7、急冷塔；8、急冷泵；9、雙流體霧化噴槍；10、炭石灰粉儲槽；11、高壓風機；12、文丘里干式反應器；13、布袋除塵裝置；14、噴淋洗滌塔；15、輔助裝置；16、第一煙氣通道；17、第二煙氣通道；18.熱空氣管道。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
如圖2所示，本實施例一種漆包線熱解回收尾氣處理系統，包括沿煙氣的流動方向依次設置的燃燒室2、急冷塔7、布袋除塵裝置13、噴淋洗滌塔14，其中，所述燃燒室2包括尾氣進口、用于助燃空氣進入的空氣進口、用于提供燃氣的燃氣進口以及燃燒后的煙氣出口，所述尾氣進口與通過尾氣收集管道1連接，空氣進口與熱空氣管道18連接，燃氣進口上設置有提供燃氣的燃燒機3，所述煙氣出口通過第一煙氣通道與所述急冷塔7連通，所述急冷塔7上設置有向所述急冷塔7內噴入堿液的噴霧組件，所述急冷塔7與所述布袋除塵裝置 13通過第二煙氣通道17連通，所述第二煙氣通道17上設置有用于向所述第二煙氣通道17內噴射活性炭和消石灰的炭石灰吸附裝置。在所述第一煙氣通道16內設置有空氣預熱器4，所述熱空氣管道18與所述空氣預熱器4的空氣出口連接，所述空氣預熱器4的空氣進口連接有外界進風管5，且外界進風管管連接有鼓風機6，外界空氣通過鼓風機6引入所述空氣預熱器4中。
在第一煙氣通道16內設置空氣預熱器4，既可以預熱進入燃燒室2的補氧空氣，減少燃燒室2燃料的消耗，同時空氣預熱器4也相當于一個換熱器，可以起到對燃燒后的煙氣降溫的作用。一般在實際應用中，空氣預熱器4的換熱面積為50～50m2，殼層材質為Q235+耐火澆注料，第一煙氣通道的材質為2520耐熱鋼。
燃燒室2的最內側為耐火材料層，根據一般尾氣的燃燒溫度，耐火材料的厚度可為100～500mm，對于一般熱解尾氣回收，采用的燃燒室有效容積可為0.3～5m3，熱空氣采用環形切向形式向燃燒室內補風，保證尾氣燃燒過程中有充足的氧氣，使二噁英等有機成分得到完全燃燒破壞。本發明優選的可以在燃燒室2的側壁上設置熱電偶，并將熱電偶與燃燒機3通過溫度信號連鎖，自動調節天然氣大小，長時間維持燃燒室2內溫度，保證連續地大批量尾氣燃燒處理。
所述噴霧組件為雙流體霧化噴槍9，所述雙流體霧化噴槍9包括雙層夾管和設置在雙層夾管末端的噴嘴頭，所述噴霧組件的進液口通過管道與輸送堿液的加壓急冷泵8連接。急冷塔7采用噴堿液直接冷卻的方式，流經急冷塔7內的煙氣直接與霧化后噴入的液體接觸，傳質和傳熱速度快，噴入的堿液迅速汽化帶走大量的熱量，使布袋進口尾氣溫度迅速降至200℃左右，并保證尾氣急冷時間≤1s，從而避免了二噁英類物質在250～500℃溫度區間再次生成。尾氣溫度可通過急冷塔的堿液噴射量來調節，調節范圍為20～200kg/h。急冷塔外形尺寸為Φ300～1500×1000～5000，可實現連續大規模的尾氣急冷。雙流體霧 化噴槍9靠空氣壓縮完成堿液霧化，其結構為雙層夾套管，堿液走內管，壓縮空氣走外管，漿液與壓縮空氣在噴嘴頭處強烈混合后從噴嘴噴出，從而使漿液霧化為細小顆粒，與尾氣進行接觸冷卻；壓縮空氣耗量為10～100m3/h，急冷塔中所述堿液為氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液，所述堿液的濃度為0.1～10wt.％。
同時為保證噴入急冷塔7內的堿液完全蒸發、防止堿液粘壁以及壁腐蝕，冷卻塔優選地采用雙層結構，與尾氣接觸面也即冷卻塔的內層為防腐耐高溫耐火材料，厚度為100～500mm。
如圖2所示，實施例炭石灰吸附裝置包括高壓風機11、炭石灰粉儲槽10、和文丘里干式反應器12，所述文丘里干式反應器12設置在所述第二煙氣通道17上，所述高壓風機11用于將炭石灰粉儲槽10內的活性炭和消石灰引入所述文丘里干式反應器12內。
炭石灰粉中的活性炭和消石灰分別通過高壓風機11引入的高壓空氣持續地輸送至布袋除塵裝置13之前的文丘里干式反應器12內，在經過反應器喉部時，氣體速度增加，產生高度紊亂，使尾氣與炭石灰粉充分接觸。在低溫下(≤200℃)，二噁英類物質極易被活性炭吸附。通過接觸后，將仍未完全處理的少量殘留的二噁英進行充分吸收，實現二噁英的第二重去除；消石灰則對尾氣中的酸性物質進行中和吸收處理。
為了防止炭石灰粉儲槽10的物料結晶，本實施例炭石灰粉儲槽10設有震動裝置，震打頻率為5～30min震打一次。
作為一種優選方案本實施例漆包線熱解回收尾氣處理系統的布袋除塵器可以選用采用PTFE材質制成的脈沖式布袋除塵器，且脈沖式布袋除塵器內安裝震打裝置，優選的脈沖式布袋除塵器的總過濾面積為4～40m2，脈沖閥數量為2～10個，捕集顆粒尺寸≥1μm(也即布袋的空隙＜1μm)，除塵器阻力≤1.5kPa，布袋總數目為10～100條，布袋通過震打裝置每5～60min震打一次，防止粉塵腹壁結晶和團聚。
本發明實施例一種漆包線熱解回收尾氣處理方法是采用上述漆包線熱解回收尾氣處理系統實現的，如圖1所示，所述方法具體為：將漆包線熱解回收的尾氣依次經過燃燒處理、急冷處理、吸附處理、除塵處理、噴淋洗滌處理；其中，燃燒處理對回收的尾氣進行充分燃燒，所述急冷處理是采用霧化的堿液對燃燒后的煙氣進行急速冷卻，所述吸附處理采用活性炭和消石灰的混合物對急速冷卻后的煙氣中的殘余二噁英以及酸性成分進行吸附處理，所述除塵處理將尾氣中滯留的細微粉塵、消石灰和活性炭進行過濾，所述噴淋洗滌處理用于吸收經吸附處理后煙氣中的可溶性氣體。
本實施例漆包線熱解回收尾氣處理方法，漆包線熱解過程中的尾氣中的二噁英通過快速地充分燃燒、急冷的處理過程，得到徹底地分解，并抑制了其二次生成，不會在連續尾氣產生和排放過程中因處理不徹底，導致二噁英在尾氣處理過程中不斷積累，導致排放超標；急冷后的煙氣經吸附處理，進一步將殘留在煙氣中的二噁英以及酸性物質進行吸附，經吸附處理后的煙氣先除塵后再噴淋洗滌處理過程，避免了先噴淋洗滌再除塵帶來的洗滌液可能隨煙氣帶入除塵器，易堵塞粉塵過濾孔的問題。
本實施例漆包線熱解回收尾氣處理方法可采用如圖1所示的尾氣處理系統，并優選的在尾氣收集管道上設置有集風機，所述尾氣收集的基本流程為：啟動集風機，將排氣口連續排出的尾氣吸入集風罩，再通過連接集風罩的通風管進入燃燒室，避免了尾氣向空氣中排放。其中，所收集的連續式漆包線熱解脫漆過程中產生的尾氣溫度為50-400℃，集風機的尾氣收集量為50-500m3/h，風壓為500-5000Pa。
燃燒室中通過燃燒機3通入可燃性氣體，可燃性氣體的流量為2-20m3/h，同時通過空氣通道向燃燒室內通入補充燃燒所需氧氣的補氧空氣，補氧風流量為40-400m3/h，使尾氣中的可燃物在氧氣充足環 境下充分燃燒，完成尾氣的燃燒處理，其中，燃燒處理過程中，保持燃燒室溫度為600-1200℃，所通入的助燃氣體流量保證尾氣在燃燒室的停留時間≥2s，使二噁英進行充分的分解。
其中所述用補充燃燒氧氣的補氧空氣通過燃燒后的煙氣進行預熱后再通入燃燒室內，具體的過程為外界空氣通過鼓風機引入空氣預熱器，在空氣預熱器內與燃燒后的煙氣進行換熱后進入燃燒室內。
冷卻處理的過程可以通過安裝在冷卻塔上的噴霧組件向所述冷卻塔中噴射霧化的堿液實現，具體的如圖2所示，冷卻塔中的尾氣直接與霧化后噴入的堿液接觸，噴入的堿液迅速汽化帶走熱量，達到快速冷卻的目的。所采用的堿液為氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液，濃度為0.1～10wt.％。堿液通過耐腐蝕耐磨泵進行增壓后噴射，噴射量為30～300kg/h，使尾氣溫度迅速降低至≤200℃，避免二噁英的再生成。
如圖2所示，本實施例漆包線熱解回收尾氣處理方法，所采用的炭石灰為活性炭和消石灰(氫氧化鈣)的干式粉塵混合物，活性炭和消石灰分別通過高壓風機噴入帶式除塵器的文丘里干式反應器內，脫除煙氣中的酸性物質并吸附大部分殘余的二噁英類有害物質。活性炭和消石灰的噴射量均為0.4～8kg/h，高壓風機送風量為5～100m3/h。
噴淋洗滌處理通過噴淋洗滌塔完成，噴淋洗滌塔的塔外形尺寸為Φ0.1～1m×1～6m，消耗的水量為20～240kg/h，通過噴淋洗滌，煙氣出口溫度降低至≤100℃后再將煙氣通過煙囪排放。
下面給出采用本實施例漆包線熱解回收尾氣處理方法和現有技術處理方法的對比實際應用案例。
本實施例漆包線熱解回收尾氣處理方法的實際方案一：
將連續式漆包線熱解回收產生的尾氣采用集風機進行收集，尾氣溫度為105℃，尾氣收集量為200m3/h。將尾氣通過燃燒室(有效容積為1m3)，加熱溫度為800℃，通入天然氣流量為4m3/h，補氧風量為80m3/h，溫度為100℃。經燃燒后尾氣進入冷卻塔(尺寸Φ0.85m ×3m)，冷卻塔的堿液噴射量為100kg/h，尾氣溫度迅速降低，隨后進入布袋除塵器的文丘里干式反應器，過程中由高壓風機噴入活性炭和氫氧化鈣的干式粉塵混合物，活性炭和氫氧化鈣的噴射量均為2kg/h，風機送風量為20m3/h。隨后尾氣通過脈沖式布袋，布袋數目為30條，總面積為15m2，脈沖閥數量為6個，布袋通過震打裝置每20min震打一次，防止粉塵腹壁結晶和團聚。經布袋除塵后的尾氣進入噴淋洗滌塔(尺寸為Φ0.6m×3m)，消耗的水量為100kg/h。通過噴淋洗滌，尾氣通過高25m、直徑0.16m的煙囪排放。將尾氣交由環保相關部門檢測，尾氣中煙塵含量為35.12mg/m3，苯含量為0.14mg/m3，甲苯含量為0.04mg/m3，二甲苯含量為0.05mg/m3，氯化氫含量為2.52mg/m3。經專業檢測部門檢測，尾氣中二噁英含量為0.017ng TEQ/m3。
本實施例漆包線熱解回收尾氣處理方法的實際方案二：
將連續式漆包線熱解回收產生的尾氣采用集風機進行收集，尾氣溫度為141℃，尾氣收集量為300m3/h。將尾氣通過燃燒室(有效容積為1m3)，加熱溫度為1100℃，通入天然氣流量為5m3/h，補氧風量為100m3/h，溫度為100℃。經燃燒后尾氣進入冷卻塔(尺寸Φ0.85m×3m)，冷卻塔的堿液噴射量為120kg/h，尾氣溫度迅速降低，隨后進入布袋除塵器的文丘里干式反應器，過程中由高壓風機噴入活性炭和氫氧化鈣的干式粉塵混合物，活性炭和氫氧化鈣的噴射量均為2.5kg/h，風機送風量為20m3/h。隨后尾氣通過脈沖式布袋，布袋數目為30條，總面積為15m2，脈沖閥數量為6個，布袋通過震打裝置每10min震打一次，防止粉塵腹壁結晶和團聚。經布袋除塵后的尾氣進入噴淋洗滌塔(尺寸為Φ0.6m×3m)，消耗的水量為120kg/h。通過噴淋洗滌，尾氣通過高25m、直徑0.16m的煙囪排放。尾氣由環保相關部門進行檢測，尾氣中煙塵含量為11.24mg/m3，苯含量為0.06mg/m3，甲苯含量為0.06mg/m3，氯化氫含量為0.35mg/m3，未檢測出二 甲苯。經專業檢測部門檢測，尾氣中二噁英含量為0.005ng TEQ/m3。
對比采用現有技術進行漆包線熱解回收尾氣處理：
將連續式漆包線熱解回收產生的尾氣在尾氣出口直接點燃，直接點燃后產生的二次尾氣由環保相關部門進行檢測，尾氣中煙塵含量為31966mg/m3，苯含量為5462mg/m3，甲苯含量為636.6mg/m3，二甲苯含量為20.98mg/m3，氯化氫含量為3.78mg/m3。經專業檢測部門檢測，尾氣中二噁英含量為10.1ng TEQ/m3。
經比較，采用本實施例漆包線熱解回收尾氣處理方法有效控制了尾氣污染物的排放，各項排放標準達到了中華人民共和國環保標準《危險廢物焚燒污染控制標準》(GB 18484-2001)和，而采用直接氧化燃燒法處理的尾氣中由于缺少煙塵捕集、充分燃燒等步驟，使得二次尾氣中的煙塵等污染物嚴重超標。由于缺少高溫熱解—急冷的二噁英處理步驟，二噁英排放也存在超標的情況。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
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