採用煙塵酸性廢氣治理鋁廠氧化鋁鹼性廢水的方法

2023-05-23 13:19:51

專利名稱：採用煙塵酸性廢氣治理鋁廠氧化鋁鹼性廢水的方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁廠氧化鋁鹼性廢水的方法，特別是涉及一種採用煙塵酸性廢氣 治理氧化鋁鹼性廢水的方法。
背景技術：
目前，推廣應用的減低鋁廠氧化鋁鹼性廢水的方案是，針對氧化鋁鹼性廢水含有 一定絮凝成分以及氧化鋁回用水要求不高的具體情況，進行了氧化鋁鹼性工業廢水和生活 汙水兩種不同性質的廢水相互作用淨化汙水技術方案。根據鹼性廢水的PH值選擇不同的 混合比例，開發了汙水處理方法，處理後的水質達到氧化鋁生產回用的要求。在此方案中， 鹼性工業廢水中的絮凝成分促進了懸浮物的沉降，通過絮凝沉降、分離、稀釋作用，汙染物 得到淨化。汙水的混合比(鹼性工業廢水/生活汙水)與鹼性工業廢水的PH值和鹼度有 較大關係，通過工業化應用試驗，根據鹼性工業廢水PH值的不同，混合比選擇在3 1 1 3範圍內，目前，發現有兩種最佳混合比，當鹼性工業汙水pH值小於10時，混合比選擇 3 1 ；當pH值等於10 11時，混合比選擇1 1 ；當pH值大於11時，生活汙水混合比 可適當提高，最大不宜超過1 3。汙水混合淨化後的水質均能滿足氧化鋁生產回用要求。 運行表明，將生活汙水與鹼性工業廢水混合後，利用現有工業廢水處理站設施進行處理。另 外，某些生產規模較大的企業也制定了氧化鋁廢水「零排放」的治理方案。具體措施是，根 據再生水用戶對水質的不同要求，選擇合理的汙水處理工藝(沉澱一過濾)，對重要設備、 關鍵工藝等用水點採用了雙水源供水，即再生水與工業新水互為備用。我國有眾多土法上馬的小型鋁廠，氧化鋁鹼性廢水的排放超標且難於治理，對水 環境造成極大的危害。且由於鹼是生產氧化鋁的主要材料之一，廢水的排放過程也是物料 和鹼損失的過程。然而，現有的種種處理氧化鋁鹼性廢水的方案成本太高，即需要消耗大量 的水資源，又需要投入大量的資金，妨礙了眾多小型鋁廠的使用。

發明內容
本發明提供一種採用煙塵酸性廢氣治理氧化鋁鹼性廢水的方法，經試驗證明了此 方法具有實際的應用價值，可有效地中和了氧化鋁鹼性廢水，響應了國家的相關環境保護 的法規，節約了大量的資金和能源，投資少，資源利用率高，減少了廢水和廢氣的排放。同時，本發明也可利用氧化鋁鹼性廢水來吸收煙塵廢氣中的硫化物和氮氧化物， 達到了消煙脫硫除塵的技術效果。本發明提供一種採用煙塵酸性廢氣治理鋁廠氧化鋁鹼性廢水的方法，將含有酸性 氧化物、硫化物和氮氧化物的煙塵廢氣通入煙塵廢氣過濾裝置18，氧化鋁鹼性廢水由煙塵 廢氣過濾裝置18中的噴霧系統9噴射，使得酸性廢氣顆粒和鹼性廢水的噴霧顆粒在空中充 分反應。噴霧系統9包括過濾網12，加壓泵13，電磁閥14，噴嘴16以及噴霧管道，加壓泵 13增壓，氧化鋁鹼性廢水沿噴霧管道經由過濾網12，加壓泵13，電磁閥14，從噴嘴16噴出。
優選地，噴霧系統9包括三層噴嘴結構，每層又包括三排噴嘴，每排各有兩個噴嘴 16，多次對下降中的煙塵廢氣進行反覆噴射，使得氧化鋁鹼性廢水的鹼性逐步遞減。煙塵酸性廢氣從煙塵廢氣進口 1進入煙塵過濾裝置18的煙塵廢氣處理室3中，經 過噴霧系統9噴淋，酸性廢氣顆粒和鹼性廢水的噴霧顆粒充分反應，噴淋後的煙塵廢氣沿 煙塵廢氣下降通道4落入循環水池6中，揮發的煙塵廢氣沿煙塵廢氣上升通道5從煙塵廢 氣出口 1排出。優選地，煙塵廢氣進口 10的末端採用上彎管結構，使酸性廢氣側向朝噴嘴16噴射。該方法所使用的設備包括氧化鋁鹼性廢水收集箱11，噴霧系統9，煙塵過濾裝置 18和循環水池6。煙塵廢氣過濾裝置18包括煙塵廢氣處理室3，煙塵廢氣進口 10和煙塵廢氣下降通 道4置於煙塵廢氣處理室3的中央，煙塵廢氣上升通道5置於煙塵廢氣下降通道4的外圍。 煙塵廢氣過濾裝置18下部是氧化鋁鹼性廢水的循環水池6。鹼性廢水收集箱11，過濾網12，噴嘴16均採用耐高溫耐腐蝕的材料製成。


圖1為本發明中採用煙塵酸性廢氣治理氧化鋁鹼性廢水的工作原理示意圖；圖2為煙塵廢氣過濾裝置的示意圖，其中，1、煙塵廢氣出口 ；2、檢修孔；3、煙塵廢氣處理室；4、煙塵廢氣下降通道；5、煙塵廢 氣上升通道；6、循環水池；7、溢流管；8、排渣管，9、噴霧系統；10、煙塵廢氣進口 ；11、氧化鋁 鹼性廢水收集箱；12、過濾網；13、加壓泵；14、電磁閥；16、噴嘴；18、煙塵過濾裝置
具體實施例方式利用煙塵廢氣中酸性氧化物治理氧化鋁鹼性廢水的設備包括氧化鋁鹼性廢水收 集箱11，噴霧系統9，煙塵過濾裝置18。氧化鋁鹼性廢水收集箱11為不鏽鋼材質，體積為15立方米，厚度5毫米。噴霧系統9包括過濾網12，加壓泵13，電磁閥14，噴嘴16以及噴霧管路。噴霧系 統9的工作過程如下，加壓泵13工作後，氧化鋁鹼性廢水經過過濾網12進入加壓泵13，加 壓泵13將壓力加至IMPa左右，由噴霧管路經過電磁閥14，最後由噴嘴16噴出。煙塵廢氣過濾裝置18包括煙塵廢氣進口 10、煙塵廢氣出口 1、和用於檢修的檢修 孔2，由上而下依次設置煙塵廢氣出口 1、檢修孔2，噴嘴16和包括有煙塵廢氣下降通道4和 煙塵廢氣上升通道5的煙塵廢氣處理室3。煙塵廢氣進口 10和煙塵廢氣下降通道4置於 煙塵廢氣處理室3的中央，煙塵廢氣上升通道5置於煙塵廢氣下降通道4的外圍，在煙塵廢 氣過濾裝置18下部是氧化鋁鹼性廢水的循環水池6。採用了這樣的結構後，本過濾裝置18 的煙塵廢氣處理的工作流程為；煙塵廢氣進口 10-煙塵廢氣處理室3—噴霧系統9噴淋一 煙塵廢氣下降通道4-煙 底部的氧化鋁鹼性廢水的循環水池6-煙塵廢氣上升通道5-煙 塵廢氣出口 1。氧化鋁鹼性廢水和煙塵之中的硫化物，氮氧化物發生化學作用，水分仍然是佔主 導的組分，水也起到了很大的作用，這裡的水分指在氧化鋁鹼性廢水中的水分，不用另加水。煙塵廢氣裡含有的二氧化硫、二氧化氮進入煙塵廢氣處理裝置18中，高溫氣體遇到水 形成硫酸，亞硫酸，硝酸，亞硝酸，和水一起落到循環水池6中。煙塵廢氣過濾裝置18，如圖2所示，採用篩網筒結構，過濾網12有15層，在工作過 程中會在篩網上形成一層水膜，水膜起到濾塵和脫硫的作用，構成篩網筒側面和底面的篩 網可分別用任何耐高溫、耐腐蝕的材料(如不鏽鋼)製成。它們的孔徑可以相同或不同，一 般分別為3.6mm。如果孔徑太小，則煙塵廢氣中的塵埃會堵塞網孔，如果孔徑太大，則煙塵 廢氣穿過該篩網筒的速度加快，除硫效果會下降。構成篩網筒側面和底面的篩網可分別用 直徑為0. 5mm和1. Omm的不鏽鋼絲製成。不鏽鋼絲直徑的選擇主要考慮製造成本和耐腐蝕 性因素。由於底部較四周的腐蝕較大所以選用較粗的不鏽鋼絲製成。在煙塵廢氣過濾裝置 18的上部、中部和底部分別設有噴霧系統9，各層噴霧系統均為三排，各排有兩個噴嘴16組 成，如圖1中A-A剖視圖所示。噴嘴16採用不鏽鋼的材質，孔徑1. 5mm。噴霧系統17包括過濾網12，加壓泵13，電磁閥14，噴嘴16，過濾網12以100目 的不鏽鋼網為主要過濾器件，過濾氧化鋁鹼性廢水中的雜質。加壓泵13採用管道加壓泵 BLC70/037臥式耐腐蝕水泵，該泵為臥式增壓泵，封閉式單吸式葉輪結構，流量l-7m3/h，葉 輪數目1，揚程17-10m，軸功率0.37kW。電磁閥14採用北京中西遠大科技有限公司的抗腐 蝕電磁閥M324969。煙塵廢氣進口 10處安裝一臺吸風電機，功率4千瓦，煙塵廢氣進口 10的末端可 採用上彎管結構，如圖2所示，使廢氣側向向噴嘴16噴射，具有較高的風速，使煙塵廢氣和 噴霧撞擊，使得接觸更徹底，即減低氧化鋁鹼性，又使煙塵廢氣處理效果明顯優於直管的結 構。煙塵廢氣中二氧化硫的平均濃度為150mg/m3，由於煙塵中的酸性氧化物的大小僅 為0. 8 μ m 5 μ m，這些顆粒懸浮在煙筒的熱空氣中形成了煙霧，而由噴嘴16噴射的氧化鋁 鹼性廢水的顆粒大小為3 μ m 5 μ m，當煙塵中的酸性氧化物顆粒小於氧化鋁鹼性廢水噴 霧顆粒時，煙塵中的酸性氧化物顆粒包圍在氧化鋁鹼性廢水噴霧顆粒四周，當煙塵中的酸 性氧化物等於氧化鋁鹼性廢水顆粒大小時，煙塵顆粒與氧化鋁鹼性廢水顆粒一對一發生酸 鹼化學作用，當煙塵中的酸性氧化物顆粒大於氧化鋁鹼性廢水顆粒大小時，鹼性廢水噴霧 顆粒包圍在煙塵中的酸性氧化物周圍，從而使附有煙塵中的酸性氧化物顆粒的氧化鋁鹼性 廢水滴而並沒有進行完全地中和反應而同時下沉到循環水池6中去，由於在首次噴射的氧 化鋁鹼性廢水中僅是在每個霧滴的外層發生酸鹼化學作用，煙塵的顆粒而內部沒有發生酸 鹼化學作用現象，從而下降到循環水池中的氧化鋁鹼性廢水仍具有較強鹼化學作用。我們 的設計中就是考慮到這個現象因而進行多次循環噴射，使氧化鋁鹼性廢水中含有的酸性氧 化物顆粒逐次遞減，而鹼性逐次遞減，最終達到煙塵中的酸性氧化物最少，循環噴射五次， 基本能達到氧化鋁鹼性廢水中含有的氧化鋁的成分逐次減少，又去除了煙塵廢氣中煙塵酸 性氧化物，效果見表1。表 權利要求
1.一種採用煙塵酸性廢氣治理鋁廠氧化鋁鹼性廢水的方法，其特徵在於，將含有酸性 氧化物、硫化物和氮氧化物的煙塵廢氣通入煙塵廢氣過濾裝置(18)，氧化鋁鹼性廢水由伸 入煙塵廢氣過濾裝置(18)的噴霧系統(9)噴射，使得酸性廢氣顆粒和鹼性廢水的噴霧顆粒 在空中充分反應。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，噴霧系統(9)包括過濾網(12)，加壓泵 (13)，電磁閥(14)，噴嘴(16)以及噴霧管道，加壓泵(1 增壓，氧化鋁鹼性廢水沿噴霧管道 經由過濾網(12)，加壓泵(13)，電磁閥(14)，從噴嘴(16)噴出。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，煙塵酸性廢氣從煙塵廢氣進口(1)進入煙 塵廢氣過濾裝置(18)的煙塵廢氣處理室(3)中，經過噴霧系統(9)噴淋，酸性廢氣顆粒和 鹼性廢水的噴霧顆粒充分反應，噴淋後的煙塵廢氣沿煙塵廢氣下降通道(4)落入循環水池 (6)中，揮發的煙塵廢氣沿煙塵廢氣上升通道( 從煙塵廢氣出口(1)排出。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，噴霧系統(9)包括三層噴嘴結構，每層又包 括三排噴嘴，每排各有兩個噴嘴(16)，多次對下降中的煙塵廢氣進行反覆噴射，使得氧化鋁 鹼性廢水的鹼性逐步遞減。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，煙塵廢氣進口(10)的末端採用上彎管結構， 使酸性廢氣側向朝噴嘴(16)噴射。
6.如權利要求1-5任一所述的方法，其特徵在於，所使用的設備包括氧化鋁鹼性廢水 收集箱(11)，噴霧系統(9)，煙塵過濾裝置(18)和循環水池(6)。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，煙塵廢氣過濾裝置(18)包括煙塵廢氣處理 室(3)，煙塵廢氣進口(10)和煙塵廢氣下降通道(4)置於煙塵廢氣處理室C3)的中央，煙塵 廢氣上升通道( 置於煙塵廢氣下降通道的外圍。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，煙塵廢氣過濾裝置(18)下部是氧化鋁鹼性 廢水的循環水池(6)。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，煙塵廢氣過濾裝置(18)採用篩網筒結構，具 有15層過濾網。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，鹼性廢水收集箱(11)，過濾網(12)，噴嘴 (16)均採用耐高溫耐腐蝕的材料製成。
全文摘要
本發明涉及一種採用煙塵酸性廢氣治理鋁廠氧化鋁鹼性廢水的方法，將含有酸性的煙塵廢氣通入煙塵廢氣過濾裝置，氧化鋁鹼性廢水由煙塵廢氣過濾裝置中的噴霧系統噴射，使得酸性廢氣顆粒和鹼性廢水的噴霧顆粒在空中充分反應。噴霧系統包括多個噴嘴，多次對下降中的煙塵廢氣進行反覆噴射，使得氧化鋁鹼性廢水的鹼性逐步遞減。本方法經試驗證明了此方法具有實際的應用價值，可有效地中和了氧化鋁鹼性廢水，響應了國家的相關環境保護的法規，節約了大量的資金和能源，投資少，資源利用率高，減少了廢水和廢氣的排放，同時，也可利用氧化鋁鹼性廢水來吸收煙塵廢氣中的硫化物和氮氧化物，達到了消煙脫硫除塵的技術效果。
文檔編號B01D53/56GK102120637SQ201010576480
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月7日 優先權日2010年12月7日
發明者姜宜寬, 陳茂榮 申請人:江蘇紫光吉地達環境科技股份有限公司