廢舊電器電子產品回收處理產生的有害廢氣的防治方法
2023-05-30 16:11:01
專利名稱：廢舊電器電子產品回收處理產生的有害廢氣的防治方法
技術領域：
本發明涉及一種有害廢氣的防治方法，具體地說是一種廢舊電器電子產品回收處 理產生的有害廢氣的防治方法。
背景技術：
在我國電器電子產品的處理屬於環保產業中的新興領域，以往對於電器電子產品 的處理更多的採用焚燒、酸溶等對環境危害極大的方法。近年來，廢棄電器電子產品的處理 受到社會的重視。然而，更多的是把目光集中廢棄電器電子產品的無害化、資源化處理上， 對於處理過程中三廢的治理，則甚少關注。廢棄電器電子產品在拆解處理過程中會產生大量的揮發性有機物包括苯、甲苯、 乙苯、二甲苯等苯系物，以及負載有大量半揮發性有機物如多環芳烴，二惡英，溴代阻燃劑 和重金屬複合汙染的大氣懸浮顆粒物。這些有機物不但具有非常大的毒害作用，而且多是 持久性有機物，具有很高的疏水性和生物富集能力，易於長距離遷移，而且難於生物降解， 對生態環境危害極大，必須嚴格控制。國內外對於廢棄電器電子產品拆解過程中有毒有害廢氣的處理研究甚少，但從廢 氣的成分上分析，拆解過程中所產生的廢氣主要有三類，第一類是重金屬複合汙染的大氣 懸浮顆粒物，第二類是揮發性有機物包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物，第三類是半揮發 性有機物如多環芳烴，二惡英，溴代阻燃劑。雖然國內外對於這三類廢氣的處理都進行了不同程度的研究，但並沒有對這三類 綜合性廢氣進行系統的研究，且對於揮發性半揮發性有機物的處理仍未取得實質性的成 效。
發明內容
要解決的技術問題本發明針對上述不足和缺陷，結合廢氣的產生環節及產生特 性，提出了對廢棄電器電子產品處理過程中產生的有毒有害廢氣通過物理、化學催化、生物 淨化三級處理技術進行無害化和資源化處理方法。本發明的技術方案是這樣實現的廢舊電器電子產品回收處理產生的有害廢氣的 防治方法包括以下步驟(1)對重金屬複合汙染的大氣懸浮顆粒物的處理幹法破碎廢舊電器電子產品， 用排塵罩捕集含塵氣體，以風機將含塵氣體送入重力除塵器，使大顆粒沉降，之後含塵氣體 再沿風道進入布袋除塵器，使金屬顆粒與懸浮顆粒的進一步分離；(2)將步驟(1)收集與處理分離出來的重金屬顆粒送至幹法回收處理設備後續的 混合金屬純化分離設備，回收金屬；(3)將步驟(1)布袋除塵器分離出來的有機廢氣先用風機抽到吸附-催化一體化 設備，然後利用吸附作用將有機廢氣同催化劑充分接觸催化氧化，使有機廢氣轉化為可生物處理的有機物質；(4)將步驟C3)處理後的有機廢氣送入以海藻石為填料的生物滴濾塔，經代謝降 解，轉化為無機物及細胞組成物質。有益效果1、本發明針對廢棄電器電子產品處理過程中廢氣的處理，通過布袋除塵法、重力 除塵法、吸附-催化一體法、生物濾塔三級處理系統，能實現廢氣的汙染控制。2、處理有機廢氣的時間短、效率高，抗衝擊能力強，可處理各種濃度的有機廢氣， 有機廢氣經過生物處理層幾秒鐘即可達到淨化要求，處理效率可達95%以上，處理後的氣 體達到國家規定的排放標準。3、生物滴濾塔選用比表面積大，因掛膜效果好的海藻石作為填料。其屬多孔性物 質，且表面粗糙，表面潤溼性能好，可為微生物附著提供較好的環境，適合微生物的生長、繁 殖；比表面積大，則生物膜附著面積大，能夠提高單位體積的有機汙染物的生化降解量，對 有機廢氣的淨化效率和生化去除量高。此外，它還具有較好的結構強度和防腐蝕能力，掛膜 速度快，價格低廉。且該生物除有機廢氣技術，採用相應的優勢菌種，應用範圍廣，可用於處 理含有多種有機汙染物的廢氣，不僅適用於處理本項目的廢氣，也可用於各類汙水廠、垃圾 場、農藥、化工、食品等行業的廢氣處理。4、本發明的運行費用低，不需要人管理，不需要補充任何化學或者生物劑，除收集 廢氣所需的風機電費外，日處理50萬立方廢氣的系統運行費用每天僅需20-30元左石。
具體實施例方式本發明主要包括第一部分是重金屬複合汙染的大氣懸浮顆粒物的處理，由於現在 的廢棄電器電子產品都是採用幹法破碎的，在破碎時，物料在外力的作用下局部會產生較 高的溫度。在破碎時局部超過250°C高溫時，會有相當量的非金屬開始發生熱解。也就是在 反覆破碎中，一部分脆性材料和重金屬會破碎產生重金屬複合汙染的大氣懸浮顆粒物，為 降低或減少汙染物質的產生和擴散，必須採取措施對其進行處理；第二部分是吸附-催化 一體化工藝技術，主要是針對揮發性及半揮發性的有機汙染物的處理；第三部分是以生物 處理技術為核心，對有毒有害有機廢氣進行深度處理。具體是第一步，對重金屬複合汙染的大氣懸浮顆粒物的處理幹法破碎廢舊電器電子產 品，用排塵罩捕集含塵氣體，以風機將含塵氣體送入重力除塵器，使大顆粒沉降，之後含塵 氣體再沿風道進入布袋除塵器，使金屬顆粒與懸浮顆粒的進一步分離。由於現在的廢棄電器電子產品都是採用幹法破碎的，在破碎時，一部分脆性材料 和重金屬會破碎產生重金屬複合汙染的大氣懸浮顆粒物，為降低或減少汙染物質的產生和 擴散，必須採取措施對其進行處理。系統操作流程如下大砂輪機排塵罩(捕集含塵氣體)一重力除塵器(大顆沉 降)一風道一布袋除塵器(金屬顆粒與懸浮顆粒的進一步分離)。完整除塵方法的工作過程(1)用排塵捕集工藝過程產生的含塵氣體；(2)捕集的 含塵氣體在風機作用下，沿風道輸送至重力式除塵設備，實現大顆粒懸浮氣體的沉降；(3) 輸送至布袋除塵器，實現金屬顆粒與懸浮顆粒的進一步分離。
系統組成排塵罩、風管、風機、重力式除塵設備、布袋式除塵設備、收集輸送粉塵 設備。採用重力除塵技術及布袋除塵技術複合除塵技術對廢棄電器電子產品處理過程 中產生的混合重金屬總懸浮顆粒物，使得除塵淨化率達95%以上，由於前端的重力除塵， 95%重金屬顆粒物經已沉澱，進入布袋除塵的顆粒物粒徑大小相仿，粉塵在濾袋錶層顆粒 排列有序，縫隙率高，濾袋形成的粉塵層對氣流的阻力小，易於清灰，在運行過程除塵器可 以保持較低運行阻力。此外，由於懸浮顆粒物的重金屬與粉塵得到有效分離，為下一步總懸 浮顆粒物中重金屬的回收創造了條件。第二步，收集與處理分離出來的重金屬顆粒送至幹法回收處理設備後續的混合金 屬純化分離設備，回收金屬。第三步，布袋除塵器分離出來的有機廢氣先用風機抽到吸附-催化一體化設備， 然後利用吸附作用將有機廢氣同催化劑充分接觸催化氧化，使有機廢氣轉化為可生物處理 的有機物質。在電子垃圾拆解破碎過程中產生的大量揮發性有機物包括苯、甲苯、二甲苯等苯 系物，以及負載有大量半揮發性有機物如多環芳烴、二惡英及溴代阻燃劑等，這些有機物不 但具有非常大的毒害作用，本發明篩選了具有良好吸附性能的催化載體及先進的氧化型催 化劑。催化劑是一類能改變化學反應速度而在反應中自身並不消耗的物質，其反應途徑 可分三步一、反應物與催化劑作用，變成吸附態的反應物；二、吸附態的反應物轉變成吸 附態的產物；三、吸附態的產物脫附，變成產物並釋放出催化劑。在催化反應途徑中，各步驟 的活化能均小於非催化反應途徑的活化能，故阻力較小，反應加速。在催化反應途徑中，催 化劑雖然參與反應，但經歷特定的循環後重新被釋放出來，此循環過程稱催化循環。由於二惡英具有高溫分解，低溫複合成的特性，催化法更多的是促進其往分解反 應的方向進行而抑制合成逆反應的進行。本發明針對所要處理的廢氣特性，篩選催化性能 好，且催化時間長的催化劑作為主要吸附-催化反應的主要載體。常用的有氧化鋁載體、矽 膠載體、活性炭載體及某些天然產物如浮石、硅藻土等。載體種類繁多，可分為高比表面積 載體和低比表面積載體。載體的孔隙構造可分為無孔隙型、多孔隙型，後者又有粗孔、細孔 之分。孔徑細小的多孔載體，其孔隙內部有巨大的表面積，有利於製成高活性催化劑，但細 孔不利於反應物與產物分子的擴散，將造成內擴散效應。選用已成型的載體製造催化劑時， 催化劑的形狀由載體的形狀決定，因此，為了滿足反應工程特性的要求，應選用適合造型的 載體。本發明採用的是蜂窩狀的異型載體以增加催化劑的承載量。此外，由於催化劑在使用過程中，因某些物理和化學作用破壞了催化劑原有的組 織和構造，催化劑會降低或喪失活性，這種現象稱為催化劑衰退或催化劑失活。例如反應物 中的某些雜質與催化劑作用或覆蓋於催化劑表面，會使催化劑中毒，導致催化劑衰退。有些 催化劑失活後可以用特定的方法處理，使催化劑再生，重新恢復催化活性；有些催化劑失活 後不能再生。但所有的催化劑都有一定的使用期限，稱催化劑壽命。本發明採用四種方法提高催化劑的壽命1、利用新催化劑的過高活性來延長使用 壽命。新加入的催化劑活性過高不僅對生產不利的，而且浪費了催化劑資源。合理利用其過高的活性的方法是「少量多次填裝」，也就是說，初次填裝時，滿足生產需要的最低量即可。 2、利用廢舊催化劑殘餘活性延長使用壽命。廢舊催化劑的活性儘管很低，但仍有可利用價 值。方法是將廢舊的放在新裝催化劑的上部，一方面可以利用其殘餘活性；另一方面可以作 為保護層，用來過濾有毒物質，還可以防止因壓力、液位波動太大引起催化劑粉碎。3、確保 反應器預熱溫度的穩定，波動不超過預設溫度。4、操作應保持平穩，避免頻繁的開停工。本發明吸附-催化一體化工藝設計經過布袋除塵後，出來的氣體基本上只含有 機廢氣，據此設計有機廢氣吸附-催化系統，其主體設備包括風機、吸附-催化塔、補冷風機 和操作控制櫃等。系統採用雙氣路連續工作，設兩個吸附-催化塔可交替使用，先用風機將 有機廢氣抽到吸附-催化塔設備，並控制一定的速度，然後利用吸附作用將有機廢氣於催 化劑充分接觸催化氧化，吸附-催化塔設備控制在一定的溫度範圍進行催化氧化，使其轉 化為可生物處理的有機物質，當有機廢氣濃度達到2000PRI1以上時，有機廢氣在催化床可 維持自然，不用外加熱，達到節能的目的；在其中一個吸附-催化塔設備進行脫附-催化時 控制系統可自動打開另一個吸附-催化塔設備繼續進行有機廢氣的吸附-催化工作，用兩 臺塔設備切換運行可實現大工作量的連續工作。第四步，將第三步處理後的有機廢氣送入以海藻石為填料的生物滴濾塔，經代謝 降解，轉化為無機物及細胞組成物質。生物滴濾塔針對電子垃圾資源化處理排放有毒有機廢氣的深度淨化技術和設備； 研發特效生物菌劑、生物載體以及新型反應器。現有的生物濾池處理有機廢氣生物具有一定溼度的有機廢氣進入生物濾池，通過 約0. 5 Im厚的生物活性填料層，有機汙染物從氣相轉移到生物層，進而被氧化分解。生 物濾池的填料層是具有吸附性的濾料(如土壤、堆肥、活性炭等)。本發明生物滴濾池與生物濾池的最大區別是填料上方噴淋循環液.設備內除傳 質過程外還存在很強的生物降解作用。與生物濾池相似，生物滴濾池使用的是粗碎石、塑 料、陶瓷等一類填料。生物法處理有機廢氣的原理是微生物以廢氣中的有機組分作為其生 命活動的能源或其它養分，經代謝降解，轉化為簡單的無機物及細胞組成物質。本發明結合 有機廢氣通過吸附-催化這一工藝，將採用生物滴濾塔處理有機廢氣。生物滴濾塔是在填 料上方噴淋循環液，設備內除傳質過程外還存在很強的生物降解作用。生物滴濾塔使用的 是經自主研究篩選的專門填料，填料的表面是微生物區系形成的幾毫米厚的生物膜。生物 滴濾塔單位體積填料層微生物濃度較高，適於處理高負荷有機廢氣。生物法處理有機廢氣，填料(載體)是生物滴濾塔的核心構件，其選用及組合方式 對處理效果有顯著影響。填料是生物膜填料塔的核心，填料塔操作性能的好壞，與所選用的 填料有直接關係，可用如下填料不鏽鋼環、瓷環、陶粒、海藻石、塑料環、煤渣、輕質陶塊。本發明選用比表面積大，因掛膜效果好的海藻石作為填料。其屬多孔性物質，且表 面粗糙，表面潤溼性能好，可為微生物附著提供較好的環境，適合微生物的生長、繁殖。
權利要求
1. 一種廢舊電器電子產品回收處理產生的有害廢氣的防治方法，其特徵在於包括以下 步驟(1)對重金屬複合汙染的大氣懸浮顆粒物的處理幹法破碎廢舊電器電子產品，用排 塵罩捕集含塵氣體，以風機將含塵氣體送入重力除塵器，使大顆粒沉降，之後含塵氣體再沿 風道進入布袋除塵器，使金屬顆粒與懸浮顆粒的進一步分離；(2)將步驟(1)收集與處理分離出來的重金屬顆粒送至幹法回收處理設備後續的混合 金屬純化分離設備，回收金屬；(3)將步驟(1)布袋除塵器分離出來的有機廢氣先用風機抽到吸附-催化一體化設備， 然後利用吸附作用將有機廢氣同催化劑充分接觸催化氧化，使有機廢氣轉化為可生物處理 的有機物質；(4)將步驟C3)處理後的有機廢氣送入以海藻石為填料的生物滴濾塔，經代謝降解，轉 化為無機物及細胞組成物質。
全文摘要
本發明涉及一種廢舊電器電子產品回收處理產生的有害廢氣的防治方法，包括對重金屬複合汙染的大氣懸浮顆粒物的分離處理，對機廢氣進行吸附-催化一體化設備處理，利用吸附作用將有機廢氣同催化劑充分接觸催化氧化，使有機廢氣轉化為可生物處理的有機物質；將處理後的有機廢氣送入以海藻石為填料的生物滴濾塔，經代謝降解，轉化為無機物及細胞組成物質。本發明處理有機廢氣的時間短、效率高，抗衝擊能力強，處理效率可達95％以上，處理後的氣體達到國家規定的排放標準。
文檔編號B01D50/00GK102059043SQ20101052112
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月22日 優先權日2010年10月22日
發明者林春濤 申請人:惠州市鼎晨實業發展有限公司