[发明专利]一种烟气中重金属的捕集方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废物处理方法，尤其是一种烟气中重金属的捕集方法，属于危险废物处理处置技术领域。

背景技术

随着焚烧处理在城市垃圾、医疗废物、危险废物等固体废物处理领域的推广应用，垃圾焚烧飞灰产生量日益增加，据估算到2007年底我国的垃圾焚烧飞灰年产量超过50万吨。实践证明，垃圾焚烧过程中，挥发态的重金属(包括Hg、Cd、Pb等)及二恶英类污染物等容易富集在飞灰等亚微米颗粒上。这导致焚烧飞灰含有高浸出毒性的重金属和较高毒性当量的二恶英类污染物，所以通常焚烧飞灰被视为属于危险废物而必须特殊处理方可进入生态环境。

焚烧飞灰中重金属污染物的固化控制技术主要有熔融固化、水泥固化、药剂稳定化及酸或其他溶剂提取法。高温熔融处理法是目前重要的一种垃圾焚烧飞灰处理方法，即在高温状况下使飞灰熔融，冷却后成为稳定的玻璃态熔渣，并破坏二恶英等有机成分，将大部分重金属固化在玻璃态熔渣中使其不会溶出，但是易挥发的重金属(Hg、Pb、Cd和Cu等)在高温下也极易挥发进入熔融烟气中。怎样将熔融烟气中的易挥发重金属捕集到不使其进入大气中污染环境也是熔融处理技术的一个关键问题。

目前，焚烧飞灰熔融处理烟气中的重金属一般采用布袋除尘器捕集，此方法对易挥发重金属捕集效率不高，且对焚烧飞灰熔融处理中二噁英的控制效果一般。所以开发高效的焚烧烟气中重金属的捕集方法有显著地实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于焚烧飞灰熔融烟气中重金属捕集的方法。这种方法可以明显提高焚烧飞灰烟气中易挥发重金属的捕集效率，同时有利于焚烧飞灰熔融过程的二噁英控制。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种烟气中重金属的捕集方法，烟气首先进入连续四个液体吸收瓶，吸收剂分别是1mol/L的HNO₃溶液，10％的H₂O₂溶液，1mol/L的HNO₃溶液，10％的H₂O₂溶液，液体吸收瓶吸收烟气中重金属，同时可以使烟气快速降温，减少二噁英的二次合成；然后通过烟气干燥瓶，干燥剂为硅胶，干燥剂吸收烟气中的水分及挥发的液体吸收剂，避免其对固体吸附剂的破坏；最后通过固体吸附瓶，内装的吸附剂是活性炭，由活性炭吸附烟气中剩余的挥发重金属。

本发明具有以下优点：

1.重金属总体捕集效率高，特别是对易挥发重金属的捕集；

2.烟气快速冷却，有利于熔融过程二噁英的控制；

3.工艺流程简单可靠，易操作。

附图说明：

图1为本发明所用的吸收装置的连接示意图。

图中标志为：1-气瓶；2-流量计；3-箱式电炉；4-石英反应器；5-刚玉坩埚；6-水箱；7-液体吸收瓶；8-烟气干燥瓶；9-固体吸附瓶。

具体实施方式：

参阅图1，本发明以立式箱型高温管式电阻炉3熔融焚烧飞灰烟气为例。熔融气氛为氮气，由氮气瓶1提供，由流量计2控制气氛流量，焚烧飞灰由刚玉坩埚5盛放，在石英反应器4中高温熔融，熔融烟气通入重金属捕集装置中捕集回收。熔融烟气依次通过四个液体吸收瓶7、烟气干燥瓶8及固体吸附瓶9，通过捕集系统的烟气可以排放。四个液体吸收瓶7和烟气干燥瓶8放在水槽6中，由冷水降温。

实施例1

取焚烧飞灰5g放入刚玉坩埚4中，气氛流量设为0.5L/min，电阻炉5温度设为1000℃，对焚烧飞灰进行30min的熔融处理，烟气通入重金属捕集系统。实验结束后，采用3％的稀HNO₃溶液对石英反应器进行清洗，取出少量洗液、焚烧飞灰、飞灰熔渣以及各个吸附剂进行重金属含量的分析，计算重金属捕集系统的重金属捕集效率。结果发现：易挥发重金属Pb和Cd的捕集效率分别为88％和93％，中等挥发重金属Cu和Zn的捕集效率更是高达93％和94％。

实施例2

取焚烧飞灰5g放入刚玉坩埚4中，气氛流量设为0.5L/min，电阻炉5温度设为1100℃，对焚烧飞灰进行1h的熔融处理，烟气通入重金属捕集系统。实验结束后，采用3％的稀HNO₃溶液对石英反应器进行清洗，取出少量洗液、焚烧飞灰、飞灰熔渣以及各个吸附剂进行重金属含量的分析，计算重金属捕集系统的重金属捕集效率。结果发现：易挥发重金属Pb和Cd的捕集效率分别为76％和83％，中等挥发重金属Cu和Zn的捕集效率分别83％和84％。

实施例3

取焚烧飞灰5g放入刚玉坩埚4中，气氛流量设为0.5L/min，电阻炉5温度设为900℃，对焚烧飞灰进行30min熔融处理，烟气通入重金属捕集系统。实验结束后，采用3％的稀HNO₃溶液对石英反应器进行清洗，取出少量洗液、焚烧飞灰、飞灰熔渣以及各个吸附剂进行重金属含量的分析，计算重金属捕集系统的重金属捕集效率。结果发现：易挥发重金属Pb和Cd的捕集效率分别为90％和97％，中等挥发重金属Cu和Zn的捕集效率分别为92％和91％。