电镀污泥富氧熔炼系统的制作方法

本发明涉及环保领域，尤其涉及一种电镀污泥富氧熔炼系统。

背景技术

电镀污泥是电镀行业中废水处理后产生的含重金属污泥废弃物，是国家危险废物名录中的第十七类危险废物。(1)电镀污泥对生态环境的破坏力极大，如果对电镀污泥中品位较高的重金属物质不加以回收利用，不仅造成资源的巨大浪费同时对环境造成极大的破坏。

目前，电镀污泥的资源化利用处理方法中，活法冶炼处理方法因会后金属资源，产生无害化炉渣、整体工艺流程短等优点，获得广泛应用。而火法冶炼中由以富氧熔炼最具有发展前景。所谓富氧熔炼是利用工业氧气代替部分或全部空气，优点是：(1)减少了炉内须加热的氮气量，降低了能耗；(2)参加反应气体的分压相应增加，提高了反应速度，强化了熔炼过程；(3)烟尘量减少，有利于烟气的综合利用，减少污染；(4)减少了通过炉子的气体量以及鼓风、排烟的设备负荷。

随着环保要求的收紧，富氧熔炼的烟气处理后需要超低排放实施，①脱硫后烟气一般要求超低排放如实施湿式电除尘系统、消白系统；②脱硫废水要实现零排放系统，一般采用mvr强制蒸发或者三效蒸发工艺，存在运行费用高、投资费用大的问题；③目前市场上脱硫石膏的产量远远大于市场需求量，约30％～50％的脱硫石膏是现场堆放，造成水污染等环境污染问题；④由于烟气中重金属含量较高，造成脱硝催化剂中毒的问题，因此目前尚未有合适的脱硝技术适用于富氧熔炼工艺。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种电镀污泥富氧熔炼系统，解决以往电镀污泥在富氧熔炼过程中烟气处理费用高、处理难度高的缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电镀污泥富氧熔炼系统，包括富氧熔炼炉、余热锅炉和气气换热器，所述富氧熔炼炉烟气出口与余热锅炉进口管道连接，所述余热锅炉出口与气气换热器热气进口管道连接，还包括脱水系统、so2液化系统和co2液化系统，所述气气换热器热气出口与脱水系统进口管道连接，所述脱水系统出口与so2液化系统进口连接，所述so2液化系统出口与co2液化系统管道连接。

进一步的，所述脱水系统包括第一除尘器、第一空气压缩机、第一水气换热器以及活性炭脱水器；

所述第一除尘器进口与气气换热器热气出口管道连接，所述第一除尘器出口连接第一空气压缩机，所述第一空气压缩机出口与第一水气换热器的热气进口连接，所述第一水气换热器的热气出口与活性炭脱水器进气口管道连接，所述活性炭脱水器气体出口连接so2液化系统管道连接。

进一步的，所述so2液化系统包括第二空气压缩机、第二空气干燥器、第二水气换热器以及so2储罐，所述第二空气压缩机气体进口与脱水系统管道连接，所述第二空气压缩机出口与第二空气干燥器管道连接，所述第二空气干燥器出口与第二水气换热器的热气进口管道连接，所述第二水气换热器热气出口与co2液化系统管道连接，所述第二水气换热器的冷凝液出口连接so2储罐。

进一步的，所述co2液化系统包括第三空气压缩机、第三空气干燥机、第三水气换热器以及co2储罐，所述第三空气压缩机气体进口与so2液化系统管道连接，所述第三空气压缩机出口与第三空气干燥器管道连接，所述第三空气干燥器出口与第三水气换热器的热气进口管道连接，所述第三水气换热器的冷凝液出口连接co2储罐。

进一步的，所述第三水气换热器的热气出口连接氮气分离器，所述氮气分离器的进气口与第三水气换热器出口管道连接，所述氮气分离器的氮气出口连接氮气储罐，所述氮气分离器的还原气体出口经管道与气气换热器的换热气体进气口连接。

进一步的，所述富氧熔炼炉的进气口管道连接空气分离装置，所述空气分离装置的氧气出口与富氧熔炼炉的进气口管道连接，所述空气分离装置的氮气出口与氮气储罐连接，所述气气换热器的换热气体出气口与富氧熔炼炉的进气口管道连接。

进一步的，所述气气换热器为板式换热器。

进一步的，水气换热器为列管式换热器。

进一步的，所述余热锅炉出口与气气换热器之间的管道上设置有第二布袋除尘器。

本发明的有益效果是：本发明的电镀污泥富氧熔炼系统，将从富氧熔炼之后的烟气充分有效利用，实现富氧熔炼烟气的100％全循环。而脱水、脱硫、脱碳装置的副产物水、液态so2、液态co2可资源化利用，同时可得到碳减排补贴和节约了污染物减排费用以及可以交易的污染物排放容量。

投资与运行费用均有较大优势，同时产生有价值副产物用于抵减烟气处理的运行费用。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明电镀污泥富氧熔炼系统图；

图2是脱水系统图；

图3是so2液化系统图；

图4是co2液化系统图；

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1至图4所示，一种电镀污泥富氧熔炼系统，包括富氧熔炼炉、余热锅炉和气气换热器，气气换热器选用板式换热器，板式换热器选用bro.05型板式换热器或者bro.10型板式换热器。

富氧熔炼炉烟气出口与余热锅炉进口管道连接，余热锅炉出口与气气换热器热气进口管道连接，余热锅炉出口与气气换热器之间的管道上设置第二除尘器，该第二除尘器选用布袋除尘器。还包括脱水系统、so2液化系统和co2液化系统，气气换热器热气出口与脱水系统进口管道连接，脱水系统出口与so2液化系统进口连接，so2液化系统出口与co2液化系统管道连接。

富氧熔炼炉排出的烟气先经过余热锅炉，通过余热锅炉先利用烟气的热能。

脱水系统包括第一除尘器、第一空气压缩机、第一水气换热器以及活性炭脱水器；

第一除尘器选用布袋除尘器；

第一空气压缩机选用无油压缩机；

第一水气换热器为列管式换热器，具体型号可以参照网上这款；http://www.wxnqhgsb.com/html/product/2018-4-12/1047.html；

活性炭脱水器也称为活性炭吸附器，为现有成熟产品，市场上可以直接购；https://detail.1688.com/offer/530885506546.html？spm＝a261b.2187593.1998088710.1.56134900sd0xyn；中介绍的这款可以直接使用。

第一除尘器进口与气气换热器热气出口管道连接，第一除尘器出口连接第一空气压缩机，第一空气压缩机出口与第一水气换热器的热气进口连接，第一水气换热器的热气出口与活性炭脱水器进气口管道连接，活性炭脱水器气体出口连接so2液化系统管道连接，第一水气换热器具有冷凝水出口，用于排出烟气中冷凝水。

通过脱水系统对富氧熔炼炉排出的烟气进行脱水，排出的冷凝水收集起来可以用来拌料或者冷萃。

so2液化系统包括第二空气压缩机、第二空气干燥器、第二水气换热器以及so2储罐；

第二空气压缩机选用无油压缩机；

第二空气干燥器为压缩空气干燥机，具体参见网上这款；https://detail.1688.com/offer/558828074720.html？spm＝a261b.2187593.1998088710.4.53d27e7fo5xsbh&tracelog＝p4p&clickid＝65f87590fa4942c8a8c4b9c88fcbaff7&sessionid＝b62f57f3451afc3cde7ca2a1799ab41a；

第二水气换热器为列管式换热器，具体型号可以参照网上这款；http://www.wxnqhgsb.com/html/product/2018-4-12/1047.html；

第二空气压缩机气体进口与脱水系统管道连接，第二空气压缩机出口与第二空气干燥器管道连接，第二空气干燥器出口与第二水气换热器的热气进口管道连接，第二水气换热器热气出口与co2液化系统管道连接，第二水气换热器的冷凝液出口连接so2储罐。

经过脱水的烟气再进入so2液化系统，分别通过压缩机加压、干燥以及换热之后，使so2液化装入储罐。

co2液化系统包括第三空气压缩机、第三空气干燥机、第三水气换热器以及co2储罐；

第三空气压缩机为无油压缩机；

第三空气干燥机同样为压缩空气干燥机，具体参见网上这款；https://detail.1688.com/offer/558828074720.html？spm＝a261b.2187593.1998088710.4.53d27e7fo5xsbh&tracelog＝p4p&clickid＝65f87590fa4942c8a8c4b9c88fcbaff7&sessionid＝b62f57f3451afc3cde7ca2a1799ab41a；

第三水气换热器为列管式换热器，具体型号可以参照网上这款；http://www.wxnqhgsb.com/html/product/2018-4-12/1047.html；

第三空气压缩机气体进口与so2液化系统管道连接，第三空气压缩机出口与第三空气干燥器管道连接，第三空气干燥器出口与第三水气换热器的热气进口管道连接，第三水气换热器的冷凝液出口连接co2储罐。

经过脱硫的烟气再进入co2液化系统，分别通过压缩机加压、干燥以及换热之后，使co2液化装入储罐。

第三水气换热器的热气出口连接氮气分离器，氮气分离器为现有成熟产品，其工作原理与空气分离器、氧气分离器结构类似，具体参见这款，https://detail.1688.com/offer/44900716951.html？spm＝a261b.8768596.0.0.556a9effzu0xrm；

氮气分离器的进气口与第三水气换热器出口管道连接，氮气分离器的氮气出口连接氮气储罐，氮气分离器的还原气体出口经管道与气气换热器的换热气体进气口连接，气气换热器的换热气体出气口与富氧熔炼炉的进气口管道连接。原气体出口的主要成份是氧气或者氮氧化物，通过气气换热器预加热之后通入富氧熔炼炉燃烧，实现氮氧化物有害气体零排放。

富氧熔炼炉的进气口管道连接空气分离装置，空气分离装置的氧气出口与富氧熔炼炉的进气口管道连接，空气分离装置的氮气出口与氮气储罐连接。

作业时，电镀污染置于富氧熔炼炉内，进行高温燃烧，富氧熔炼炉排出的高温烟气先进入余热锅炉，由余热锅炉先吸收烟气的热能；经第二除尘器进行粉尘预收集，然后进入气气换热器换热之后进入脱水系统；

进入脱水系统以后，经过第一除尘器再次除尘之后第一空气压缩机进行空气加压，将烟气加压至0.25mpa～0.5mpa，利用净化后烟气膨胀降温，通过第一水气换热器进行水冷却，将烟气冷却至25℃～35℃，烟气中大部分水变为液态，被收集分离。活性炭脱水器采用物理吸附，其出口烟气中水蒸气分压小于50～100pa。

脱水之后的烟气在进入脱硫系统，先进入第二空气压缩机进行加压，将烟气加压至0.6～0.8mpa，然后经过第二空气干燥机和第二水气换热器进行干燥和降温，冷却至30～35℃，烟气中的气态so2迅速液化，装入so2储罐被收集分离。

脱硫之后的烟气进入co2液化系统，通过第三空气压缩机对进入的气体加压，将co2加压至7.5mpa～8.5mpa，然后经第三水气换热器换热降温，并冷却至25～35℃，烟气中的co2迅速液化，装入co2储罐被收集分离。

从活性炭脱水器排出的烟气主要包括氮气、氧气以及氮氧化物等混合烟气，这部分混合烟气进入氮气分离器，分离出氮气装入氮气储罐；然后氧气以及氮氧化物等混合烟气进入空气换热器预热，预热之后在通入富氧熔炼炉再次高温燃烧。

本发明的富氧熔炼系统，对排出的烟气充分利用了其热能、液化水、液化so2以及液化co2；整个系统烟气100％利用，没有有害气体排出，脱水、脱硫、脱碳装置的副产物水、液态so2、液态co2可资源化利用，同时得到了碳减排补贴和节约了污染物减排费用以及可以交易的污染物排放容量。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。