一种锂冶炼废气除氟脱硫脱酸脱硝的工艺装置的制作方法

1.本技术涉及大气污染物治理技术领域，具体涉及一种锂冶炼废气除氟脱硫脱酸脱硝的工艺装置。


背景技术：

2.在工业冶炼上，锂冶炼的废气成分复杂，不仅含有常规的硫、氮污染物，还含有高浓度的氟化氢、油酸和氧化砷等挥发性物质。
3.根据环保超低排放要求，现有工艺技术依次采用布袋除尘、烟气换热、湿法脱硫脱酸、湿式电除尘、烟气板式换热、天然气补燃和中高温脱硝的工艺组合。
4.上述工艺技术中，采用中高温脱硝工艺，需利用加热装置将废气升温至脱硝所需催化剂适宜的温度，这就使得整个废气处理工艺所需的设备更为复杂，能耗较大。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种锂冶炼废气除氟脱硫脱酸脱硝的工艺装置，能够解决现有技术中锂冶炼废气除氟脱硫脱酸脱硝的设备复杂且能耗大的问题。
6.一种锂冶炼废气除氟脱硫脱酸脱硝的工艺装置，所述锂冶炼工艺中的固有装置包括陶瓷多管除尘器和工业烟囱，所述陶瓷多管除尘器的入口端与锂冶炼废气烟道出口端连通，所述工业烟囱的出口端与外部环境连通，所述工艺装置由除氟脱硫脱酸处理模块和脱硝处理模块组成；
7.所述除氟脱硫脱酸处理模块的入口端与所述陶瓷多管除尘器的出口端连通，所述除氟脱硫脱酸处理模块的出口端与脱硝处理模块的入口端连通，所述脱硝处理模块的出口端与所述工业烟囱连通，所述锂冶炼工艺排出的废气依次经过所述陶瓷多管除尘器、所述除氟脱硫脱酸处理模块、所述脱硝处理模块及所述工业烟囱排出至外部环境，其中，所述脱硝处理模块中所用的催化剂的活性温度处于所述脱硝处理模块中的废气温度范围内。
8.可选地，所述脱硝处理模块包括还原剂储存输送装置和脱硝反应装置；
9.所述还原剂储存输送装置的出口端和所述除氟脱硫脱酸处理模块的出口端均与所述脱硝反应装置的入口端连通，所述脱硝反应装置的出口端与所述工业烟囱连通。
10.可选地，所述固有装置还包括脱硝反应器，所述脱硝反应器的入口端与所述除氟脱硫脱酸处理模块的出口端连通，所述脱硝反应器的出口端与所述工业烟囱连通，所述脱硝反应装置被配置为脱硝反应器。
11.可选地，所述脱硝反应器中设置烟风阻力单元和烟气吹灰单元；
12.所述烟风阻力单元和烟气吹灰单元用于烟道防堵塞和烟道除尘。
13.可选地，所述还原剂储存输送装置包括存储单元、输送单元、计量单元、蒸发单元、稀释单元及混合单元；所述存储单元、所述输送单元、所述计量单元、蒸发单元、稀释单元及混合单元均置于所述脱硝反应器的入口端与所述除氟脱硫脱酸处理模块的出口端之间的烟道上；
14.所述存储单元用于存储脱硝用还原剂；所述输送单元用于将所述脱硝用还原剂输送至所述脱硝反应器中；所述计量单元、蒸发单元、稀释单元及混合单元用于对所述脱硝用还原剂进行称重、蒸发以及稀释。
15.可选地，所述固有装置还包括空气换热器和旋风分离器，所述除氟脱硫脱酸处理模块包括小苏打储存输送装置、脱硫脱酸反应剂输送装置、所述空气换热器和所述旋风分离器；
16.所述陶瓷多管除尘器的出口端与所述空气换热器的入口端连通，所述小苏打储存输送装置的出口端连通在所述陶瓷多管除尘器与空气换热器之间的烟道上；所述空气换热器的出口端与所述旋风分离器的入口端连通，所述脱硫脱酸反应剂输送装置的出口端连通在所述空气换热器与所述旋风分离器之间的烟道上。
17.可选地，所述脱硫脱酸反应剂输送装置包括消石灰储存输送装置和活性炭储存输送装置；
18.所述消石灰储存输送模块装置和活性炭储存输送模块装置的出口端依次连通在所述空气换热器和所述旋风分离器之间的烟道上。
19.可选地，所述小苏打储存输送装置包括喷射装置和研磨单元；
20.所述喷射装置的出口端连通在所述陶瓷多管除尘器与空气换热器之间的烟道上，所述喷射装置用于存储并向所述陶瓷多管除尘器与空气换热器之间的烟道中投入小苏打；所述研磨单元位于所述喷射装置内，所述研磨单元用于所述小苏打的研磨。
21.可选地，所述除氟脱硫脱酸处理模块还包括所述固有装置中的布袋除尘器，所述布袋除尘器的入口端与所述旋风分离器的出口端连通，所述布袋除尘器的出口端与所述脱硝反应模块的脱硝反应器入口端连通。
22.本技术实施例提供一种锂冶炼废气除氟脱硫脱酸脱硝的工艺装置，此工艺装置在原有的工艺装置中增加了除氟脱硫脱酸处理模块和脱硝处理模块，利用主体工艺本身的能量梯度，根据烟气条件设置对应的工艺进行除氟脱硫脱酸脱硝工作，不产生二次废物，减少了碳排放和能源消耗，简单可靠，降低了投资运行成本。
附图说明
23.图1是本技术一实施例示出的一种锂冶炼废气除氟脱硫脱酸脱硝的工艺装置示意图；
24.附图标记：
25.1-焙烧窑系统；2-陶瓷多管除尘器；3-工业烟囱；100-除氟脱硫脱酸处理模块；200-脱硝处理模块；
26.21-灰尘回收料仓；110-小苏打储存输送装置；120-脱硫脱酸反应剂输送装置；4、130-空气换热器；5、140-旋风分离器；6、150-布袋除尘器；7-脱硝反应器；210-脱硝反应装置；220-还原剂储存输送装置；
27.121-消石灰储存输送装置；122-活性炭储存输送装置；141-废渣处理装置；151-焙烧窑料仓。
具体实施方式
28.在锂冶炼行业标准上，结合主体工艺本身，根据环保超低排放要求，传统的工艺技术多采用布袋除尘、烟气换热、湿法脱硫脱酸、湿式电除尘、烟气板式换热、天然气补燃和中高温脱硝的工艺组合。在该工艺组合方案中，采用湿法脱硫脱酸消耗了烟气本身热量，降低了废气的温度并且增加了废水量和二次固废。为了进行中高温脱硝工艺，需采用天然气补燃，再次提高废气的温度，既增加了能源消耗，又增加了碳排放。该种除氟脱硫脱酸脱硝的方式没有充分利用主体工艺，造成设备复杂，能耗大，投资成本高。
29.本技术实施例提供一种锂冶炼废气除氟脱硫脱酸脱硝的工艺装置，充分利用冶炼废气的能量梯度和固有的处理设备，根据烟气条件设置对应的工艺进行脱硫脱酸脱硝除尘，无需再次对废气升温，不会产生二次废物、增加碳排放以及能源消耗。
30.下面结合附图来具体阐述一下本技术实施例提供的锂冶炼废气除氟脱硫脱酸脱硝的工艺装置的方案：
31.图1是本技术一实施例示出的一种锂冶炼废气除氟脱硫脱酸脱硝的工艺装置示意图。
32.参考图1所示，锂冶炼工艺中的固有装置是指在现有的锂冶炼过程中所使用到的装置，包括工业烟囱3、脱硝反应器7、布袋除尘器6、旋风分离器5、空气换热器4和陶瓷多管除尘器2，用以处理锂冶炼过程中产生的废气和灰尘。
33.继续参考图一所示，本技术实施例提供一种锂冶炼废气除氟脱硫脱酸脱硝的工艺装置，包括固有装置中的陶瓷多管除尘器2和工业烟囱3，陶瓷多管除尘器2用于对锂冶炼过程中产生的灰尘进行分离处理，并将灰尘回收至灰尘回收料仓21；工业烟囱3则用于将锂冶炼过程中产生的废气处理后排出至环境。陶瓷多管除尘器2的入口端与锂冶炼焙烧窑系统1废气烟道的出口端通过管路连通，即锂冶炼产生的废气首先进入陶瓷多管除尘器2中进行除尘。
34.继续参考图1所示，锂冶炼废气除氟脱硫脱酸脱硝的工艺装置是由除氟脱硫脱酸处理模块100和脱硝处理模块200组成的，除氟脱硫脱酸处理模块100的入口端与陶瓷多管除尘器2的出口端通过管路连通，除氟脱硫脱酸处理模块100的出口端与脱硝处理模块200的入口端通过管路连通，脱硝处理模块200的出口端与工业烟囱3通过管路连通，也即是说，锂冶炼产生的废气进入陶瓷多管除尘器2中进行除尘后，再依次经过除氟脱硫脱酸处理模块100进行除氟脱硫脱酸处理，再经过脱硝处理模块200进行脱硝处理。
35.锂冶炼工艺排出的废气依次经过陶瓷多管除尘器2、除氟脱硫脱酸处理模块100和脱硝处理模块200处理后，达到排放标准，最后经工业烟囱排出至外部环境。其中，脱硝处理模块200中所用的催化剂的活性温度处于脱硝处理模块200中的废气温度范围内，即当废气到达脱硝处理模块时的温度，满足脱硝处理模块200中所用的催化剂的活性温度，无需利用其他加热装置进行再次升温处理。
36.该装置充分利用冶炼废气的能量梯度和固有的处理设备，根据烟气条件设置对应的工艺进行脱硫脱酸脱硝除尘，无需再次对废气升温，不会产生二次废物、增加碳排放以及增加能源消耗。
37.继续参考图1所示，脱硝处理模块200包括还原剂储存输送装置220和脱硝反应装置210，还原剂储存输送装置220具有储存、输送、计量、蒸发、稀释以及混合等功能，脱硝反
应装置210则为对废气进行脱硝处理的装置。还原剂储存输送装置220的出口端和除氟脱硫脱酸处理模块100的出口端均与脱硝反应装置210的入口端通过管路相连通，脱硝反应装置210的出口端与工业烟囱3通过管路相连通。
38.锂冶炼产生的废气经陶瓷多管除尘器2和除氟脱硫脱酸处理模块100的处理后经管路到达脱硝反应装置210中，还原剂储存输送装置220同时将一定量的还原剂输送至脱硝反应装置210中，还原剂与烟气充分混合，在脱硝反应装置210中完成充分反应。待废气脱硝完成并达到排放标准后，废气经工业烟囱排至外部环境中。
39.在本技术一实施例中，锂冶炼工艺中的固有装置还包括脱硝反应器7，在该实施例中，脱硝反应装置210被配置为脱硝反应器7，用以容纳还原剂与废气发生反应，完成脱硝处理。脱硝反应器7的入口端与除氟脱硫脱酸处理模块100的出口端通过管路相连通，脱硝反应器7的出口端与工业烟囱3通过管路相连通。可以理解的是，脱硝反应器7利用的低温scr(选择性催化还原)脱硝技术，利用具有低温活性和硫酸氢铵分解能力的催化剂把混合烟气的nox(氮化物)进一步分解为n2(氮气)和h2o(水)，具体的催化剂设置为2或者3层，预留1层，保证污染物反应完全，脱硝效率不低于性能保证值，出口温度降至不大于10℃，氨逃逸小于3ppm。
40.具体的，脱硝反应器7中设置有烟风阻力单元和烟气吹灰单元，烟风阻力单元和烟气吹灰单元用于烟道防堵塞和烟道除尘，保证脱硝的效率和脱硝反应器的性能。其中烟风阻力单元和烟气吹灰单元均为现有技术，应用于该脱硝反应器，故不再赘述。
41.具体的，还原剂储存输送装置220包括储存单元、输送单元、计量单元、蒸发单元、稀释单元和混合装置，用于储存、输送以及称重、稀释一定量的还原剂与烟气混合。可以理解的是，储存单元、输送单元、计量单元、蒸发单元、稀释单元和混合装置均为本领域现有技术，此处不再赘述。
42.存储单元、输送单元、计量单元、蒸发单元、稀释单元及混合单元均置于所述脱硝反应器7入口端与除氟脱硫脱酸处理模块100的出口端之间的烟道上，从而使进入脱硝反应器7内的还原剂与废气充分混合，并可保证还原剂和烟气混合偏差不大于
±
3％的要求，提高脱硝效率，具体的，该实施例中的还原剂为氨气。
43.在本技术一实施例中，锂冶炼工艺中的固有装置还包括空气换热器4和旋风分离器5。除氟脱硫脱酸处理模块100包括小苏打储存输送装置110、脱硫脱酸反应剂输送装置120、空气换热器130和旋风分离器140，其中空气换热器130为固有装置中的空气换热器4，旋风分离器140为固有装置中的旋风分离器5，即，该实施例在锂冶炼工艺固有装置的空气换热器4和旋风分离器5的基础上，增设了小苏打储存输送装置110和脱硫脱酸反应剂输送装置120，来进行除氟脱硫脱酸处理。
44.继续参考图1所示，陶瓷多管除尘器2的出口端与空气换热器130的入口端通过管路相连通，小苏打储存输送装置110的出口端通过管路连通在陶瓷多管除尘器2与空气换热器130之间的烟道上；从而将储存在小苏打储存输送装置110中的小苏打(nahco3)输送至管路中，小苏打(nahco3)与烟气进一步混合反应后，可去除不低于90％的so2(二氧化硫)和hf(氟化氢)。
45.空气换热器130的出口端与旋风分离器140的入口端通过管路相连通，脱硫脱酸反应剂输送装置120的出口端通过管路相连通在所述空气换热器130与所述旋风分离器140之
间的烟道上，从而通过脱硫脱酸反应剂输送装置120将脱硫脱酸反应剂输送至管路中，对废气进行除氟脱硫脱酸处理。经小苏打(nahco3)处理过的废气经过空气换热器130后进一步降温至200℃后，再通过脱硫脱酸反应剂输送装置120输送的脱硫脱酸反应剂进行进一步处理。
46.具体的，在本技术一实施例中，脱硫脱酸反应剂输送装置120包括消石灰储存输送装置121和活性炭储存输送装置122，其中消石灰储存输送装置121中储存有消石灰，活性炭储存输送装置122储存有活性炭。消石灰储存输送装置121和活性炭储存输送装置122的出口端依次连通在空气换热器130和旋风分离器140之间的烟道上，即消石灰储存输送装置121和活性炭储存输送装置122可将消石灰和活性炭输送至烟道中与so2(二氧化硫)、hf(氟化氢)、voc(有机挥发物)和vmo(挥发性金属氧化物)进行反应，并确保经过旋风分离器140的废气以去除80％～90％的污染物。反应后的物质进入旋风分离器140中进行分离处理，处理后的固体进入至废渣处理装置141，处理后的废气由后工序的设备继续进行处理。
47.具体的，在本技术一实施例中，小苏打储存输送装置110包括喷射装置和研磨单元，研磨单元用于将对小苏打(nahco3)进行研磨，使其变成较小的微粒，便于与废气发生反应；喷射装置用于存储小苏打(nahco3)并向陶瓷多管除尘器2与空气换热器130之间的烟道内喷射小苏打微粒，可使小苏打微粒更好的与废气混合、接触进行反应。其中，研磨单元位于喷射装置中对小苏打(nahco3)进行研磨，即喷射装置将研磨单元研磨后的小苏打(nahco3)喷射进烟道，喷射出的小苏打(nahco3)小颗粒以及少量的na2co3(碳酸钠)颗粒与烟气中的so2(二氧化硫)和hf(氟化氢)发生强烈反应，脱硫效率不低于90％，主要产物为naso4(硫酸钠)和naf(氟化氢)。
48.继续参考图1所示，在本技术一实施例中，锂冶炼工艺中的固有装置还包括布袋除尘器6，除氟脱硫脱酸处理模块100还包括布袋除尘器150，布袋除尘器150为固有装置中的布袋除尘器6，布袋除尘器，150的入口端和旋风分离器140的出口端通过管路连通，带有小苏打、消石灰和活性炭的烟气进入布袋除尘器150进一步混合反应后，使得so2((二氧化硫)、hf(氟化氢)、voc(有机挥发物)和vmo(挥发性金属氧化物)的含量满足排放废气标准，布袋除尘器150收集的灰尘则被输送至焙烧窑料仓151。布袋除尘器150的出口端和脱硝反应器7的入口段通过管路相连通，具体为，布袋除尘器150的出口端和脱硝反应器7的入口段通过管路相连通，废气经布袋除尘器150处理后进入脱硝反应器7中再进行脱硝处理。
49.容易理解的是，本领域技术人员在本技术提供的几个实施例的基础上，可以对本技术的实施例进行结合、拆分、重组等得到其他实施例，这些实施例均没有超出本技术的保护范围。
50.以上的具体实施方式，对本技术实施例的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本技术实施例的具体实施方式而已，并不用于限定本技术实施例的保护范围，凡在本技术实施例的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本技术实施例的保护范围之内。