废弃物焚烧过程中重金属元素的回收方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种废弃物焚烧过程中重金属元素的回收方法和装置，１．确定待回收重金属的参考回收温度，并据此由高至低记为Ｒ↓［ｉ］；２．对焚烧炉中排出的烟气用冷却水进行冷却处理，将烟气温度降为Ｒ↓［１］，使该重金属元素主要化合物转变为固态，使用除尘器回收对应的重金属元素Ｍ↓［１］；３．重复以上过程。装置包括若干级回收器，烟道的出口通过连接管头与除尘器的进口相接，除尘器的入口处设置测温装置；烟道外套有冷却水管，其外套有保温层；冷却水管的进水口设有带阀门控制装置的阀门。本发明专利技术可有选择的回收重金属，并减少重金属元素的排放，既可带来经济效益又可减少污染物排放。特别适合于含有重金属浓度比较高的医疗废物、污泥，工业废弃物焚烧时重金属的回收。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于焚烧烟气处理
，涉及垃圾焚烧炉焚烧后尾部烟道中重金属元素的回收方法和装置，尤其适用于重金属含量较高的医疗废物、工业废弃物焚烧时使用。
技术介绍
处置废弃物的方法主要有填海、填埋、焚烧及热解等。这些方法都有自己的一些优缺点，如填海受到某些国际法规的限制填埋须慎重选址，且占地多、费用高；近年来焚烧法得到推广。和其他各法相比，焚烧法有以下几个优点(1)大大地减少了废弃物的体积和重量，焚烧后的灰渣还可制成有用的建材产品；(2)废弃物的处理速度快，不需长期储存；(3)可以回收能量用于发电和供热。但是，焚烧法也存在一些不足之处，如废弃物焚烧过程中会产生二次污染物，包括有害气体、有害废渣，重金属元素等，处理这些二次污染物的代价非常高，同时由于很多重金属元素富集在亚微米颗粒上，目前的污染物控制设备对于重金属的捕获效率不高，如何控制重金属元素的排放，至今还没有很好的办法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种废弃物焚烧过程中重金属元素的回收方法和装置，它不但可以有效的控制重金属的排放，同时可以回收烟气中的重金属，变废为宝。本专利技术提供的一种废弃物焚烧过程中重金属元素的回收方法，其步骤为(1)确定待回收重金属的参考回收温度，按照参考回收温度由高至低记为Ri，i＝1，…，N，其中N为待回收重金属元素的个数； 设烟气中所含重金属Mi的主要化合物的熔沸点，其中i＝1，…，N，其最小值记为Tbi，则该重金属Mi的回收参考温度Ri＝Tbi-S，S＝30℃-80℃；(2)对从焚烧炉中排出的烟气用冷却水进行冷却处理，将烟气温度降为R1，使该重金属元素主要化合物转变为固态，使用除尘器回收对应的重金属元素M1；(3)对从上述除尘器排出来的烟气，重复循环以上过程，使温度依次降为R2，R3，…，RN，依次回收重金属元素M2，M3，…，MN。实现上述方法的装置，包括若干级回收器，每级回收器的结构为烟道的出口通过连接管头与除尘器的进口相接，除尘器的入口处设置测温装置；烟道外套有冷却水管，冷却水管外套有保温层；烟道的进口与焚烧炉排气出口或上一级回收器的除尘器的出口相接；冷却水管的进水口设有带阀门控制装置的阀门。重金属由烟气携带进入尾部烟道，对烟气进行冷却处理，并控制和调节烟气温度，使得烟气温度在到达除尘器前冷却到需要回收的重金属熔沸点以下，由于环境温度低于重金属化合物的熔沸点，使得需要回收的重金属在达到除尘器前就转化为固态，随后被除尘器捕获，使得这个除尘器捕获的飞灰中这种重金属浓度非常高，而其他的重金属浓度相对较低，这样可以达到分离重金属，回收重金属的目的。经过除尘器后烟气进入下一级的烟道，又重复上面的步骤，可以捕获其他一些熔沸点相对较低一些的重金属，随后进入最后一级的烟道和除尘器，又可以捕获熔沸点再低的重金属，最后烟气进入烟囱，排如大气。总之，本专利技术可以有选择的回收重金属，同时可以减少重金属元素的排放，既可以带来经济效益又可以减少污染物排放。附图说明图1为本专利技术装置的一种具体实施方式的结构示意图。具体实施例方式本专利技术方法的步骤如下 (1)设立待回收重金属的参考回收温度，按照参考回收温度由高至低记为Ri，i＝1，…，N，其中N为待回收重金属元素的个数，N的优选值范围为3-8。每种重金属元素的化合物都有自己的熔沸点，建立这些重金属元素化合物的熔沸点的数据库。由于烟气是运动的，重金属的气固转化过程需要一段时间，参考回收温度Ri应该比重金属化合物熔沸点温度低。在数据库中查找烟气中所含重金属Mi的主要化合物的熔沸点，其最小值记为Tbi，则重金属Mi的回收参考温度Ri＝Tbi-S，S＝30℃-80℃，其中，S的优选值为50℃。(2)对从焚烧炉中排出的烟气用冷却水进行冷却处理，将烟气温度降为R1，从而使得该重金属元素主要化合物转变为固态，使用除尘器回收重金属元素M1。测量通过该级除尘器入口处烟气的温度T1，将重金属M1的回收参考温度R1跟除尘器入口处烟气温度T1相比较，获得偏差信号P，P＝R1-T1。根据P的值来调节冷却水的流量如果P＞0，则减少冷却水的流量，减少烟气的热量损失，使得烟气温度上升，反之，若P＜0，则增大冷却水的流量，增加烟气的热损失，使得烟气温度下降。对从上述除尘器排出来的烟气，重复循环以上过程，使温度依次降为R2，R3，…，RN，依次回收重金属元素M2，M3，…，MN。可以采用下述方法更好的控制冷却水的流量测量通过该级除尘器入口处烟气的烟气速度Vj，以及冷却水进、出口处冷却水的温度Wj、Wj′，j＝1，2，…N，通过下式计算水的流量FF=cpVA(Ri-Tj)cplρ(Wj′-Wj)=cpVj*A*Pcplρ(Wj′-Wj)---(I)]]>上式中cp为烟气的比热，A为烟道横截面积，P为偏差信号，cpl为水的比热，ρ为水的密度。从上式可以推出，阀门开度变化Δα与烟气温度偏差变化ΔP的关系如下ΔαΔP=∂α∂F≈ΔαΔF---(II)]]>图1所示结构为一种实现上述方法的三级回收器的回收装置。每级回收器的结构为烟道9的进口与焚烧炉排气出口相接，烟道9的出口通过连接管头6与除尘器5的进口相接，除尘器5的入口处设置测温装置3(如热电偶)。烟道9外套有冷却水管1，冷却水管外套有保温层2保温。冷却水管的进水口设有阀门7，阀门控制装置8用于控制阀门7的开度，以控制冷却水管中水的流量。为了实现更好的技术效果，本专利技术采取以下措施在除尘器入口处设置烟气速度测试装置4(如激光测速仪)，以测量通过除尘器入口处烟气的烟气速度Vj。在冷却水进、出口处分别设置测温装置(如热电偶)，以测量冷却水进、出口处冷却水的温度Wj、Wj′，j＝1，2，…N，这样阀门控制装置8可以根据待回收的重金属参考回收温度、烟气温度和流速，按照上面(I)式计算水的流量F，以更准确地控制阀门的开度。下面二级回收器的结构与第一级回收器相同，只是其烟道的进气口与上一级除尘器的排气口相接。阀门控制装置8可采用PID控制器，其中PID控制器中的变送器采用流量变送器。PID控制器与测温装置3配合，实现对流量值的定值控制、变送。其原理是将指令和反馈信号比较，经比例、积分、微分放大校正，综合输出标准电压信号，通过功率放大，驱动伺服、比例阀然后控制阀门7的开合的程度。PID控制器显示其温度测量值、温度给定值和流量控制量三个值。各级PID控制器均可与计算机连接，实现对本专利技术装置的进一步控制。本专利技术装置可以包括多级回收器，但3-8级回收器的装置效果较好。权利要求1.一种废弃物焚烧过程中重金属元素的回收方法，其步骤为(1)确定待回收重金属的参考回收温度，按照参考回收温度由高至低记为Ri，i＝1，…，N，其中N为待回收重金属元素的个数；设烟气中所含重金属Mi的主要化合物的熔沸点，其中i＝1，…，N，其最小值记为Tbi，则该重金属Mi的回收参考温度Ri＝Tbi-S，S＝30℃-80℃；(2)对从焚烧炉中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废弃物焚烧过程中重金属元素的回收方法，其步骤为：（１）确定待回收重金属的参考回收温度，按照参考回收温度由高至低记为Ｒ↓［ｉ］，ｉ＝１，…，Ｎ，其中Ｎ为待回收重金属元素的个数；设烟气中所含重金属Ｍ↓［ｉ］的主要化合物的熔沸 点，其中ｉ＝１，…，Ｎ，其最小值记为Ｔｂ↓［ｉ］，则该重金属Ｍ↓［ｉ］的回收参考温度Ｒ↓［ｉ］＝Ｔｂ↓［ｉ］－Ｓ，Ｓ＝３０℃－８０℃；（２）对从焚烧炉中排出的烟气用冷却水进行冷却处理，将烟气温度降为Ｒ↓［１］，使该重金属元素主要化合 物转变为固态，使用除尘器回收对应的重金属元素Ｍ↓［１］；（３）对从上述除尘器排出来的烟气，重复循环以上过程，使温度依次降为Ｒ↓［２］，Ｒ↓［３］，…，Ｒ↓［Ｎ］，依次回收重金属元素Ｍ↓［２］，Ｍ↓［３］，…，Ｍ↓［Ｎ］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐明厚，韩军，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]