澳炉炼铜协同处置溴代二恶英排放控制方法及装置与流程

本发明涉及澳炉炼铜协同处置含溴危废过程中溴代二恶英等污染物的排放，尤其是一种澳炉炼铜协同处置溴代二恶英排放控制方法及装置。

背景技术：

1、由于含溴危废中有大量溴化阻燃剂和重金属等有害物质的存在，含溴危废的处理已成为一个日益严重的环境问题。目前常见处置含溴废弃电路板的方法是在澳炉炼铜过程中进行协同处置。目前在澳炉协同处置废弃电路板时，为控制二恶英生成，主要采取如下3种方式：优化高温燃烧过程、添加抑制剂、烟气急冷。但由于含溴危废溴素含量高，澳炉协同处置时会导致溴代二恶英（pbdd/fs）的大量生成，而pbdd/fs的控制受到相关行业与研究者的关注相对较低。与pcdd/fs相比，溴代二恶英的毒性相近但具有更大分子量、更高的熔点，以及较低的蒸汽压力和水溶解度，且在常温下与颗粒物结合在一起。由于这些区别的存在，使得常规对pcdd/fs的控制技术并不一定能在对pbdd/fs的控制中取得相同效果。

2、cn111826526a专利方案中提出废电路板、铜精矿、脱硫石膏联合冶炼环保回收废电路板中贵金属的方法，通过将废电路板拆解破碎，将其与铜精矿、辅料、脱硫石膏进行混合制粒，再加入澳炉进行熔炼，利用脱硫石膏中的钙、硫元素的化学反应自生成二恶英抑制剂，控制二恶英的排放。该工艺能有效抑制pcdd/fs的生成，但忽略了对pbdd/fs生成的影响。根据文献表明，钙与溴的比率在pbdd/fs的生成中起着至关重要的作用。当ca/br比高时，由于高浓度的钙可与溴反应并形成溴化钙，溴化钙的反应性较低，参与pbdd/fs形成程度较低，致使pbdd/fs的生成减少。另一方面，当钙溴比低时，由于钙含量低，使得更多的溴用于参与pbdd/fs的形成，致使pbdd/fs的生成增加。

3、cn110975574b提出一种含二恶英的有色冶炼烟气净化处理系统，冶炼炉高温烟气依次通过脱硝、余热回用、电收尘、急冷、水洗、多级脱硫，最后送入填料塔对二恶英进行深度去除并排入大气。此发明工艺中，严格控制了各个阶段的烟气温度，避开了二恶英炉外再合成的适宜温度区间200～500 ℃，然后通过填料塔实现对二恶英的去除，使烟气达到排放标准。该工艺能较高程度实现对pcdd/fs的去除，但烟气净化系统所用设备较多，工艺复杂，整体效率较低。

4、目前澳炉炼铜协同处置含溴危废存在的问题主要包括：

5、1、在澳炉铜冶炼过程中，由于含溴危废中存在大量溴素，会在冶炼过程中反应生成pbdd/fs。pbdd/fs属于持久性有机污染物，具有与pcdd/fs相似甚至更高的生物毒性，且难以控制；

6、2、参照pcdd/fs的控制方法实现对pbdd/fs的控制不能确保有效，依靠物料中钙元素的化学反应自生成钙基抑制剂控制pbdd/fs生成的方法取决于合适的ca/br比；

7、3、目前澳炉的烟气净化系统存在着两个主要问题：首先，工艺复杂。烟气净化系统涉及到的技术、过程和设备都非常复杂，其涉及到的过程和步骤非常多。同时，由于工艺的复杂性，系统的运行成本也非常高，经济性也相对较低。其次，系统热效率不高。目前的烟气净化系统效率为避开二恶英生成的适宜温度区间，需要对部分阶段进行保温、加热、骤冷等步骤，导致整体热效率较低；

8、4、烟气中未转化为pbdd/fs的其余溴素仍存在潜在的危害性，它可以参与各种化学反应，从而形成有害物质，包括溴化二恶英和多溴二苯醚。

技术实现思路

1、本发明的目的就是针对上述情况，提供澳炉炼铜协同处置溴代二恶英排放控制方法及装置。

2、本发明的具体方案是：澳炉炼铜协同处置溴代二恶英排放控制方法，包括：将铜精矿、含溴危废、辅料按照150～180：5～10：10～20的比例智能配比后送入物料预存室搅拌待用；将澳炉出口、转炉出口烟气进行余热回收后混合；将混合后烟气通向物料预存室再次进行余热利用，同时对物料预存室内已完成配比的物料进行干燥，控制物料中水分低于10%；换热后的烟气经过环形烟道后进入电收尘装置；净化后的烟气送入吸附塔，对烟气中的溴素进行选择性吸附；对电收尘装置收集到的混合烟尘送入清洗装置进行脱卤、脱砷处理，处理后的烟尘送回至澳炉进行回烧。

3、进一步的，本发明中所述辅料由碳酸钙和焦炭组成，确保配比好后混合物料中钙与溴的比值控制在1.5～1.6。

4、进一步的，本发明中所述物料预存室带有智能配比系统，预先输入铜精矿的铜含量、含溴危废的铜及溴含量后，可智能控制进入物料预存室内的铜精矿料斗、危废料斗、辅料料斗的进样量。

5、进一步的，本发明中所述澳炉、转炉出口烟气经过余热回用后温度为350～400℃，将烟气混合后通过物料预存室的外部管路进行二次换热，对物料进行预干燥，干燥后物料水分控制在8～10%，二次换热后烟气温度为80～120℃。

6、进一步的，本发明中所述电收尘装置捕集到的烟尘收集后送至清洗装置进行碱浸法脱卤、脱砷处理，所用添加剂为碳酸钙、氢氧化钠、活性炭，清洗后的烟尘送回至澳炉再次熔炼。

7、进一步的，本发明中所述吸附塔可对电收尘装置出口烟气中的br2进行选择性吸附，所用吸附剂为改性氧化石墨烯，吸附剂由溴乙醛对胺官能化的氧化石墨烯进行改性后得到，改性温度50～80℃、反应时长1～3小时、溴乙醛和氧化石墨烯的配比为1:2。

8、一种装置，该装置用于实现上述的控制方法，所述装置包括：设置在物料预存室中的智能配比系统；设置合并烟道将余热回用后的澳炉出口与转炉出口烟气进行混合，并设置旁路烟道，将出口烟气通向物料预存室外壁进行换热；设置环形烟道，延长烟气在低温段的停留时间；在电收尘装置后设置清洗装置，对混合烟气进行深度处置后回烧。

9、进一步的，本发明中所述环形烟道底部设置可拆卸的挡板。

10、进一步的，本发明中所述清洗装置由填充碳酸钙、氢氧化钠的双碱喷淋吸附塔和活性炭吸附仓组成。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、1、澳炉炼铜协同处置含溴危废过程中，从多方面对溴代二恶英的排放进行控制。首先，是对物料的调控，根据实验室得到的数据，得出抑制溴代二恶英生成的合适ca/br比区间，并通过智能配比室进行调控；其次，优化炉内熔炼条件与烟气净化工艺，重点避开溴代二恶英低温再合成温度区间，并使用高效除尘器对烟气颗粒物进行控制；最后，在烟气净化系统中使用高效吸附剂对烟气中的溴气进行吸附，既杜绝溴素再次转化为污染物的可能，又对溴素进行回收提高经济性。

13、2、在高温段，较长的烟气停留时间使得绝大部分的溴代二恶英能够分解。低温区对余热回用的烟气二次换热，实现快速降温，避开二恶英大量生成的适宜温区，同时将这部分热量用于对物料预存室的加热预干燥。

14、3、使用溴乙醛对胺官能化的氧化石墨烯进行改性后可以对烟气中的br2起到良好的吸附效果，在降低烟气中溴素的潜在环境毒性的同时，实现对br的有价值回收。

15、4、转炉、澳炉烟尘的统一处理。统一处理有助于统一管理污染源，可以有效减少污染物的排放，统一处理还可以提高设备的使用效率，减少设备投资和运营成本。

16、5、装置系统完整、布置合理、适用于澳炉改造协同处置部分危废，能提供一种澳炉炼铜协同处置含溴危废过程溴代二恶英排放控制的有力方式。