[发明专利]一种焚烧含砷烟气的处理方法及装置

说明书

本发明公开一种焚烧含砷烟气的处理方法及装置，方法是将温度高于313℃的焚烧含砷烟气通入陶瓷管除尘器中除尘，除尘后烟气进入混合室，同时在混合室中通入液氮，液氮与烟气逆向接触使烟气温度降至30℃，降温析出的部分三氧化二砷颗粒沉降到混合室底部排出，另一部分三氧化二砷颗粒随烟气进入电除尘器完成捕收，除砷后烟气直接排放；本发明利用液氮汽化吸收大量的热，快速渡过非晶系三氧化二砷的固化范围，从而最大限度得到晶型三氧化二砷；进入烟气的液氮不与气体组分发生反应，不会改变气体组分的化学性质；利用电捕收砷，只进行了砷的脱除；整个过程没有水的使用，大大减少了用水量及后续水处理成本，还有工业级的三氧化二砷产品产生，提高了环境效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种焚烧含砷烟气的处理方法及装置，属于环境工程技术领域。

背景技术

为贯彻落实党中央提出的《关于加快推进生态文明的意见》，广西环江毛南族自治县农业局引进了蜈蚣草种植技术，蜈蚣草在生长过程中快速萃取、浓缩和富集土壤中的砷，通过定期收割蜈蚣草去除土壤中的砷，来实现修复土壤的目的。经农业局的介绍，蜈蚣草会进行焚烧处理，烟气采用“急冷+湿法除尘+布袋除尘”装置处理；灰渣中含有高浓度的砷，按照危险废物进行填埋处理。

焚烧温度不高是造成灰渣中含有高浓度的砷的重要原因。通常焚烧后的砷以三氧化二砷形式存在，而三氧化二砷的升华温度为313℃，故蜈蚣草在高于313℃的燃烧氛围中会大大降低灰渣中砷含量。同时，焚烧烟气中的砷含量会增加。

关于含砷烟气的处理，国内外一直在进行研究。德国Lurgi提出了湿法除砷工艺，将专利DE19823227063和DE3514471应用在了处理铜冶炼烟气湿法除砷中；山东恒邦冶炼股份有限公司提出了骤冷除砷工艺，将CN105536475A和CN205360870U应用在了处理冶金行业高砷矿高温烟气；中国恩菲工程技术有限公司提出了骤冷变相除砷工艺，将专利ZL.201310204680.4和ZL.201420831059.0应用在了处理有色金属行业含砷烟气；昆明理工大学提出了水闪蒸干法除砷工艺，将CN106377922A应用在了处理云铜冶炼烟气。上述各种方法均可使含砷烟气达标排放，但是通过降温方式改变了烟气成分，尤其是水的大量使用，使得后续水处理负荷量加重；收砷方式均采用布袋收砷。

布袋收砷就是将含三氧化二砷颗粒气体从下部孔板进入圆筒形滤袋内，气流通过滤布的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排出口排出，沉积于滤布上的三氧化二砷，在机械震荡的作用下从滤布表面脱落下来，落入灰斗中，完成收砷工作。该收砷方式的缺点是：（1）三氧化二砷容易黏附在布袋上，造成清理困难；（2）检查和更换滤袋时，需要进入箱体，含砷气氛对工作人员健康不利；（3）布袋除砷装置占地面积较大。

相比于上述所处理的冶炼含砷烟气，本次所处理的烟气有如下特征：（1）焚烧原料为广西环江县的蜈蚣草；（2）工业分析中，灰分含量为15.5%，相比于一般冶炼烟气的43.0%，灰分少；（3）蜈蚣草中的主要痕量元素的含量为318.39mg/Kg，而矿石中的砷含量一般为192mg/Kg，相比于冶炼原材料，砷含量高；（4）在XRD测试中，并没有发现S元素和Cl元素，相比于冶炼烟气，不需要考虑烟气酸露点温度；（5）蜈蚣草中在有N₂、CO₂气氛下，在600℃时As的迁移率达到最高，而冶炼烟气的温度一般在800℃以上，相比于冶炼烟气，蜈蚣草焚烧烟气温度较低；目前关于电捕收砷的文献及报道未见过。

发明内容

本发明的目的提供一种焚烧含砷烟气的处理方法，解决了诸如湿法除砷工艺带来的污水的产生量大和泥砷产生带来的二次污染的问题，其是将温度高于313℃的焚烧含砷烟气通入陶瓷管除尘器中除尘，除尘后烟气进入混合室，同时在混合室中通入液氮，液氮与烟气逆向接触使烟气温度降至30℃以下，降温析出的部分三氧化二砷颗粒沉降到混合室底部排出，另一部分三氧化二砷颗粒随着烟气进入电除尘器完成捕收，除砷后烟气排放。