[發明專利]一種冶煉煙氣中砷的干法驟冷脫除及回收的方法

有效

• 申請號: 201711313959.0
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108187436B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 寧平;瞿廣飛;馬懿星;田森林;張秋林;馮權莉;孫鑫
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;C22B7/02;C22B30/04
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本發明公開了一種冶煉煙氣中砷的干法驟冷脫除及回收的方法，對冶煉煙氣進行深度除塵，除塵后煙氣從循環流化床的下部進入，通過循環流化床中的顆粒介質對含砷煙氣進行驟冷降溫，煙氣在1?3秒內溫度降至120℃以下，降溫后煙氣從流化床頂部流出，在流化床底部收集砷，除砷后的煙氣進一步凈化或排放；流化床驟冷過程中顆粒介質溫度升高后輸送到換熱器降溫，降溫后重新輸送到流化床循環使用。該方法工藝簡單，實現全干法除砷，且除砷和收砷裝置一體化，驟冷除砷顆粒介質和循環使用。

技術領域

本發明涉及一種利用固體物質對含砷冶煉煙氣進行降溫，實現干法驟冷除砷和收砷，屬于工業廢氣污染控制技術。

背景技術

我國有色金屬冶煉產能和產量居世界第一，有色金屬是我國國民生產的重要組成部分，其中銅、金、鋅等有色金屬礦物都伴生砷化物，冶煉過程中產生的冶煉煙氣中含有較高的砷，主要以三氧化二砷（白砷）的形式存在。冶煉煙氣中砷的存在一方面對后續制酸、金屬精煉等工序造成不利影響，而且煙氣中砷的存在對于煙氣達標排放、污染控制是嚴峻的難題。冶煉煙氣中砷的去除既關系到冶煉行業的發展，又是大氣污染控制、環境保護的重要方面。

目前冶煉煙氣除砷以濕法為主，濕法除砷技術在傳統的有色金屬冶煉煙氣凈化過程中一般在電除塵器除塵后采用稀酸洗滌的方法進行除塵同時脫砷，在砷露點以下砷和塵同時進入液相從而從煙氣中去除。濕法除砷工藝簡單，但是會產生污酸，污酸的處理投資大、技術復雜。干法除砷成為研究和應用的熱點；公開號為CN104451167 A公開了一種利用噴霧、空氣等冷卻方法，對含砷煙氣進行多級降溫將煙氣中的砷冷凝，再采用袋式除塵器收砷的方法。該方法砷去除效率和回收效率高，需要多級降溫和多級收砷裝置；公開號為CN103961790 B公開了一種利用氣流和液流產生的小霧滴噴入高溫含砷煙氣對煙氣進行降溫，使As₂O₃冷凝成為固體顆粒，再通過收砷系統收砷；公開號為CN 205576244 U公開了一種利用冰漿對含砷煙氣驟冷除砷，該發明中通過驟冷將氣態砷轉化為固態砷，依然需要收砷系統進行收砷。

發明內容

本發明提供了一種冶煉煙氣中砷的干法驟冷脫除及回收的方法，該方法通過耐高溫陶瓷過濾器對煙氣深度除塵后，以循環流化床為驟冷裝置，用固體顆粒介質對高溫含砷煙氣進行驟冷降溫，將氣態砷轉化為固態砷，并通過流化床的過濾攔截作用將其收集，同時利用固體顆粒介質與固態砷的比重差將固態砷與顆粒介質分離，通過本發明實現干法一體式高效去除和回收煙氣中的砷。

本發明通過如下技術方案實現：

利用陶瓷管等耐高溫過濾器對煙氣進行除塵，以減少煙氣中的含塵量，有利于提高回收砷的純度；

除塵后的煙氣從循環流化床的下部進入，通過循環流化床中的顆粒介質對含砷煙氣進行驟冷降溫，煙氣在1-3秒內溫度降至120℃以下，降溫后煙氣從流化床頂部流出，在流化床底部收集砷，除砷后的煙氣進一步凈化或排放，實現煙氣中的砷被高效去除。

其中，循環流化床的顆粒介質為導熱系數大于1.5 W/mK、比熱容大于0.6 kJ/kg·℃的固體顆粒介質，可以選自石英砂、混凝土、三氧化二鋁、鋁等物質，并且顆粒介質的密度小于5.7 g/cm³（白砷的密度）。顆粒介質對煙氣降溫過程中溫度不斷升高，流化床下部的高溫顆粒介質不斷輸送到換熱器中進行降溫，降溫后的顆粒介質重新輸送到循環流化床上部，以保證煙氣連續有效地驟冷。煙氣驟冷過程中氣態砷轉化為固態砷，并且被流化床顆粒介質的阻擋截留；同時控制煙氣流速，由于固態砷比重大于顆粒介質，固態砷最終沉降在循環流化床下端的容器中。

所述循環流化床為常規市售設備，控制煙氣流速至循環流化床中顆粒介質處于流化狀態。

所述流化床驟冷降溫過程中顆粒介質溫度升高后由換熱器降溫后輸送到循環流化床中循環使用。

本發明除砷工藝簡單，實現全干法除砷，且除砷和收砷裝置一體化，驟冷除砷顆粒介質和循環使用。