專利名稱：一種含汞廢物的回收方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含汞廢物的回收方法及裝置，屬于汞處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汞是燃煤電廠煙氣中主要的重金屬污染物之一，具有劇毒性，積累性和持久性等特點(diǎn)。工業(yè)上高達(dá)98%的汞以單質(zhì)汞，HgO及CH3Hg排放到大氣中，它對人類及其它生物帶來極大的危害。據(jù)報(bào)道，目前全球人為汞源散發(fā)量為4000 t/a，而大氣環(huán)境中約31%的汞來源于燃煤電廠的煤燃燒，因此全球汞污染問題越來越受到廣泛的關(guān)注。截止2010年底，我國電力裝機(jī)容量已達(dá)9.62億千瓦，居世界第二位，其中火電為
7.07億千瓦，發(fā)電量約占全部發(fā)電量的80%以上，消耗燃煤16億噸，因此燃煤發(fā)電廠也是我國汞污染的一大源頭。隨著對汞污染危害的深刻認(rèn)識，汞污染控制的力度也越來越大。美國、歐盟和日本等國都對該國、該地區(qū)的能源和環(huán)境問題的政策與技術(shù)開發(fā)作過相關(guān)的研究，我國也于2011年新修訂的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中明確了對汞排放的限度。吸附脫汞是現(xiàn)今針對燃煤電廠控汞技術(shù)中研究的一個(gè)熱點(diǎn)，主要研究各吸附劑對燃煤電廠煙氣中汞脫除的成效?；钚蕴孔鳛橐环N多孔性的含炭物質(zhì)，它具有高度發(fā)達(dá)的孔隙構(gòu)造，是一種吸附性能優(yōu)良的吸附劑，可同時(shí)物理、化學(xué)吸附有害物質(zhì)汞，且結(jié)合了現(xiàn)有的除塵設(shè)備對燃煤煙氣中汞進(jìn)行控制，是一個(gè)經(jīng)濟(jì)可行的方法。美國各大電廠基于除塵設(shè)備的活性炭噴射法控汞技術(shù)已進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用階段。我國對燃煤電廠脫汞技術(shù)的研發(fā)，起步較晚，采用活性炭噴射技術(shù)除汞的工業(yè)化應(yīng)用要明顯少于基于濕法脫硫裝置除汞的工業(yè)化應(yīng)用，這很大程度上是受限于活性炭噴射技術(shù)的高成本。此外，吸附汞后的廢活性炭存在低熱力學(xué)穩(wěn)定性問題，吸附在活性炭中的汞很不穩(wěn)定，易再次進(jìn)入環(huán)境中對環(huán)境造成二次污染。因此，含汞廢物的綜合利用不但可以降低工業(yè)成本，同時(shí)也解決了汞排放污染的問題，利國利民。微波作為一種高效綠色加熱方法，通過在物料內(nèi)部的能量耗散有選擇性的對物料進(jìn)行加熱，具有加熱均勻、熱效率高、綠色無污染等優(yōu)點(diǎn)。且含汞廢物料吸波性能較好，將微波應(yīng)用于處理含汞廢物料前景廣闊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是解決含汞廢物綜合回收利用的問題，提出了一種含汞廢物的回收方法及裝置，整個(gè)脫汞反應(yīng)系統(tǒng)為“零污染，零排放”，完全可適用于燃煤電廠中活性炭噴射技術(shù)所產(chǎn)生的含汞廢活性炭處理以及某些吸波性能較強(qiáng)需經(jīng)熱處理脫除類似汞一樣的有害物質(zhì)的反應(yīng)。本發(fā)明的技術(shù)方案是:將含汞廢 物料置于密閉的微波反應(yīng)器中，將含汞廢物料置于密閉的微波反應(yīng)器中，調(diào)整微波反應(yīng)器的功率為I 80 kW，再將含汞廢物料以10 IOO0C /min升溫速率從室溫升至200 900°C，然后將反應(yīng)產(chǎn)生的含汞廢氣通入洗液中提汞，最后將提汞后的廢氣通入微波反應(yīng)器中進(jìn)行上述循環(huán)反應(yīng)3 30 min后停止反應(yīng)，取出微波反應(yīng)器中的固體產(chǎn)物(提汞反應(yīng)后的含汞廢物)壓塊后作為燃料使用。所述含汞廢物料為含汞5 15 μ g/m3的煙氣經(jīng)過活性炭噴射技術(shù)處理得到的含萊80 150mg/kg的廢活性炭。所述洗液的成分為高錳酸鉀和硫酸的混合液，其中高錳酸鉀的濃度為I 6wt%，硫酸的濃度為5 30wt%。所述含汞廢物料與洗液的固液比為I 1000:0.1 0.25 g/L。所述反應(yīng)完成后的含汞洗液經(jīng)蒸餾處理得到硫酸汞副產(chǎn)品，進(jìn)行再利用。所述循環(huán)反應(yīng)的產(chǎn)生的廢氣流量保持為200 1000 mL/min。本發(fā)明的含汞廢物的回收裝置的結(jié)構(gòu)為:包括微波反應(yīng)裝置、吸收氣體裝置和循環(huán)裝置，微波反應(yīng)裝置依次連通吸氣裝置和循環(huán)裝置、循環(huán)裝置再與微波反應(yīng)裝置連通形成循環(huán)回路，循環(huán)回路均為密封連接。所述微波反應(yīng)裝置包括反應(yīng)器I和微波反應(yīng)器2，反應(yīng)器I置于微波反應(yīng)器2中，反應(yīng)器I依次連通吸氣裝置和循環(huán)裝置、循環(huán)裝置再與反應(yīng)器I形成循環(huán)回路。反應(yīng)器I由石英材料制備。所述吸收氣體裝置為 多個(gè)帶有吸收液體的吸收瓶3連通組成。所述循環(huán)裝置為蠕動(dòng)泵4。所述循環(huán)回路有開關(guān)。所述循環(huán)回路由導(dǎo)管連接組成，導(dǎo)管的連接方式按照氣體的流動(dòng)方向進(jìn)行連接。本發(fā)明的工藝原理在于載汞廢物料具有良好的吸波特性，在微波場中，升溫速度較快，當(dāng)將其加熱至汞的沸點(diǎn)后，汞可以與活性炭分離，載汞廢氣經(jīng)循環(huán)式閉路管路中的二級或多級洗液吸收，進(jìn)而達(dá)到了微波熱處理分離及脫除廢物料中汞的目的。同時(shí)最終得到副產(chǎn)品(含碳物質(zhì)和飽和含汞洗液)也被綜合利用。本發(fā)明的具有的如下優(yōu)點(diǎn):
(I)微波處理含汞廢物料，具有加熱均勻、熱效率高、綠色無污染等優(yōu)點(diǎn)。而含汞廢物料具有優(yōu)良的吸波性能，可以在較短時(shí)間內(nèi)迅速升溫至預(yù)定溫度，從而實(shí)現(xiàn)微波熱處理脫除汞的目的，是一種新型、高效、經(jīng)濟(jì)可行的除汞技術(shù)。經(jīng)處理后的廢物中汞含量可降低至5%以下。(2)系統(tǒng)采用密封式循環(huán)體系，在循環(huán)體系統(tǒng)中，含汞廢物經(jīng)熱處理產(chǎn)生的載汞廢氣在循環(huán)系統(tǒng)中經(jīng)多次循環(huán)后可被洗滌液充分吸收。最后生成的含碳量較高的物質(zhì)經(jīng)處理(壓塊)后可為一種燃料利用；飽和含汞洗液則可用于提取汞，完全實(shí)現(xiàn)了 “零排放，零污
ο


圖1是本發(fā)明的工藝流程 圖2是本發(fā)明的裝置示意圖。圖中:1-反應(yīng)器，2-微波反應(yīng)器，3-吸收瓶，4-蠕動(dòng)泵。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施方式一:如圖1所示，本實(shí)施方式的含汞廢物的回收方法包括:將含汞廢物料(含汞μ g/m3的煙氣經(jīng)過活性炭噴射技術(shù)處理得到的含汞150mg/kg的廢活性炭)置于密閉的微波反應(yīng)器中，調(diào)整微波反應(yīng)器的功率為lkW，再將含汞廢物料以10°C /min升溫速率從室溫升至500°C，然后將反應(yīng)產(chǎn)生的含汞廢氣(循環(huán)反應(yīng)的產(chǎn)生的廢氣流量保持為600 mL/min)通入洗液(洗液的成分為高錳酸鉀和硫酸的混合液，其中高錳酸鉀的濃度為lwt%，硫酸的濃度為5wt% ;含汞廢物料與洗液的固液比為1:0.1 g/L)中提汞，最后將提汞后的廢氣通入微波反應(yīng)器中進(jìn)行上述循環(huán)反應(yīng)30 min后停止反應(yīng)，取出微波反應(yīng)器中的固體產(chǎn)物壓塊后作為燃料使用。處理后的含汞廢活性炭，其汞含量為0.6 ppm，汞脫除率可達(dá)99.5%。該物質(zhì)經(jīng)壓塊處理后作為燃料燃燒，測的發(fā)熱量為12.56 KJ/g。本實(shí)施方式的含汞廢物的回收的裝置(如圖2所示)為:包括微波反應(yīng)裝置、吸收氣體裝置和蠕動(dòng)泵4，微波反應(yīng)裝置包括反應(yīng)器I和微波反應(yīng)器2，反應(yīng)器I置于微波反應(yīng)器2中，反應(yīng)器I依次連通吸氣裝置和循環(huán)裝置、蠕動(dòng)泵4再與反應(yīng)器I形成循環(huán)回路，循環(huán)回路均為密封連接。吸收氣體裝置為2個(gè)帶有吸收液體的吸收瓶3連通組成。循環(huán)回路由導(dǎo)管連接組成，導(dǎo)管的連接方式按照氣體的流動(dòng)方向進(jìn)行連接。循環(huán)回路有開關(guān)。實(shí)施方式二:本實(shí)施方式的含汞廢物的回收方法包括:將含汞廢物料(含汞15 μ g/m3的煙氣經(jīng)過活性炭噴射技術(shù)處理得到的含汞80mg/kg的廢活性炭)置于密閉的微波反應(yīng)器中，調(diào)整微波反應(yīng)器的功率為80 kff,再將含汞廢物料以900°C /min升溫速率從室溫升至900°C，然后將反應(yīng)產(chǎn)生的含汞廢氣(循環(huán)反應(yīng)的產(chǎn)生的廢氣流量保持為1000 mL/min)通入洗液(洗液的成分為高錳酸鉀和硫酸的混合液，其中高錳酸鉀的濃度為3wt%，硫酸的濃度為30wt% ;含汞廢物料與洗液的固液比為800: 0.2g/L)中提汞，最后將提汞后的廢氣通入微波反應(yīng)器中進(jìn)行上述循環(huán)反應(yīng)3 min后停止反應(yīng)，取出微波反應(yīng)器中的固體產(chǎn)物壓塊后作為燃料使用。處理后的含汞廢活性炭，其汞含量為0.264 ppm，汞脫除率可達(dá)99.78%。該物質(zhì)經(jīng)壓塊處理后作為燃料燃燒，測的發(fā)熱量為13.40 KJ/g。本實(shí)施方式的含汞廢 物的回收的裝置為:包括微波反應(yīng)裝置、吸收氣體裝置和蠕動(dòng)泵4，微波反應(yīng)裝置包括反應(yīng) 器I和微波反應(yīng)器2，反應(yīng)器I置于微波反應(yīng)器2中，反應(yīng)器I依次連通吸氣裝置和循環(huán)裝置、蠕動(dòng)泵4再與反應(yīng)器I形成循環(huán)回路，循環(huán)回路均為密封連接。吸收氣體裝置為4個(gè)帶有吸收液體的吸收瓶3連通組成。循環(huán)回路由導(dǎo)管連接組成，導(dǎo)管的連接方式按照氣體的流動(dòng)方向進(jìn)行連接。循環(huán)回路有開關(guān)。實(shí)施方式三:本實(shí)施方式的含汞廢物的回收方法包括:將含汞廢物料(含汞5 μ g/m3的煙氣經(jīng)過活性炭噴射技術(shù)處理得到的含汞100mg/kg的廢活性炭)置于密閉的微波反應(yīng)器中，調(diào)整微波反應(yīng)器的功率為60 kW，再將含汞廢物料以100°C/min升溫速率從室溫升至2000C，然后將反應(yīng)產(chǎn)生的含汞廢氣(循環(huán)反應(yīng)的產(chǎn)生的廢氣流量保持為200 mL/min)通入洗液(洗液的成分為高錳酸鉀和硫酸的混合液，其中高錳酸鉀的濃度為6wt%，硫酸的濃度為10wt% ;含汞廢物料與洗液的固液比為1000: 0.25g/L)中提汞，最后將提汞后的廢氣通入微波反應(yīng)器中進(jìn)行上述循環(huán)反應(yīng)20 min后停止反應(yīng)，取出微波反應(yīng)器中的固體產(chǎn)物壓塊后作為燃料使用。處理后的含汞廢活性炭，其汞含量為0.42 ppm，汞脫除率可達(dá)99.65%。該物質(zhì)經(jīng)壓塊處理后作為燃料燃燒，測的發(fā)熱量為13.28 KJ/g。本實(shí)施方式的含汞廢物的回收的裝置為:包括微波反應(yīng)裝置、吸收氣體裝置和蠕動(dòng)泵4，微波反應(yīng)裝置包括反應(yīng)器I和微波反應(yīng)器2，反應(yīng)器I置于微波反應(yīng)器2中，反應(yīng)器I依次連通吸氣裝置和循環(huán)裝置、蠕動(dòng)泵4再與反應(yīng)器I形成循環(huán)回路，循環(huán)回路均為密封連接。吸收氣體裝置為I個(gè)帶有吸收液體的吸收瓶3連通組成。循環(huán)回路由導(dǎo)管連接組成，導(dǎo)管的連接方式按照氣體的流動(dòng)方向進(jìn)行連接。以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。`
權(quán)利要求
1.一種含汞廢物的回收方法，其特征在于具體步驟包括:將含汞廢物料置于密閉的微波反應(yīng)器中，調(diào)整微波反應(yīng)器的功率為I 80 kW，再將含汞廢物料以10 100°C /min升溫速率從室溫升至200 900°C，然后將反應(yīng)產(chǎn)生的含汞廢氣通入洗液中提汞，最后將提汞后的廢氣通入微波反應(yīng)器中進(jìn)行上述循環(huán)反應(yīng)3 30 min后停止反應(yīng)，取出微波反應(yīng)器中的固體產(chǎn)物壓塊后作為燃料使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含汞廢物的回收方法，其特征在于:所述含汞廢物料為含汞5 15 μ g/m3的煙氣經(jīng)過活性炭噴射技術(shù)處理得到的含萊80 150mg/kg的廢活性炭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含汞廢物的回收方法，其特征在于:所述洗液的成分為高錳酸鉀和硫酸的混合液，其中高錳酸鉀的濃度為I 6wt%，硫酸的濃度為5 30wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含汞廢物的回收方法，其特征在于:所述含汞廢物料與洗液的固液比為I 1000:0.1 0.25g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含汞廢物的回收方法，其特征在于:所述循環(huán)反應(yīng)的產(chǎn)生的廢氣流量保持為200 1 000 mL/min。
6.一種如權(quán)利要求1所述的含汞廢物的回收裝置，其特征在于:包括微波反應(yīng)裝置、吸收氣體裝置和循環(huán)裝置，微波反應(yīng)裝置依次連通吸氣裝置和循環(huán)裝置、循環(huán)裝置再與微波反應(yīng)裝置連通形成循環(huán)回路，循環(huán)回路均為密封連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含汞廢物的回收裝置，其特征在于:所述微波反應(yīng)裝置包括反應(yīng)器(I)和微波反應(yīng)器(2 )，反應(yīng)器(I)置于微波反應(yīng)器(2 )中，反應(yīng)器(I)依次連通吸氣裝置和循環(huán)裝置、循環(huán)裝置再與反應(yīng)器(I)形成循環(huán)回路。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含汞廢物的回收裝置，其特征在于:所述吸收氣體裝置為多個(gè)帶有吸收液體的吸收瓶(3)連通組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含汞廢物的回收裝置，其特征在于:所述循環(huán)裝置為蠕動(dòng)泵(4)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含汞廢物的回收裝置，其特征在于:所述循環(huán)回路由導(dǎo)管連接組成，導(dǎo)管的連接方式按照氣體的流動(dòng)方向進(jìn)行連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含汞廢物的回收方法及裝置，屬于汞處理技術(shù)領(lǐng)域。將含汞廢物料置于密閉的微波反應(yīng)器中，調(diào)整微波反應(yīng)器的功率為1～80kW，將含汞廢物料以10～100℃/min升溫速率從室溫升至200～900℃，然后將反應(yīng)產(chǎn)生的含汞廢氣通入洗液中提汞，最后將提汞后的廢氣通入微波反應(yīng)器中進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)3～30min后停止反應(yīng)，取出微波反應(yīng)器中的固體產(chǎn)物(提汞反應(yīng)后的含汞廢物)壓塊后作為燃料使用。裝置包括微波反應(yīng)裝置、吸收氣體裝置和循環(huán)裝置，微波反應(yīng)裝置依次連通吸氣裝置和循環(huán)裝置并與微波反應(yīng)裝置形成循環(huán)回路。是一種新型、高效、經(jīng)濟(jì)可行的除汞技術(shù)，完全實(shí)現(xiàn)了“零排放，零污染”。
文檔編號C22B43/00GK103233126SQ20131015641
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月2日
發(fā)明者張利波, 彭金輝, 左勇剛, 王田, 陳裹, 馬愛元 申請人:昆明理工大學(xué)