專利名稱：一種鉛酸蓄電池生產過程中鉛煙的處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鉛酸蓄電池生產過程中鉛煙的處理方法，尤其涉及一種無機膜法處理鉛酸蓄電池生產過程中產生的鉛煙的方法，其滲透側的潔凈氣體符合國家排放標準，可直接排放到大氣中，回收的鉛塵顆粒經處理后可得到醋酸鉛。
背景技術：
鉛酸蓄電池是世界上產量最大、用途最廣的電池，它所消耗的鉛占全球總耗鉛量的82%。中國已經成為世界上最大的鉛酸蓄電池制造、出口大國，更是鉛酸蓄電池的消費大國。生產酸鉛蓄電池需要進行鉛零件的選擇與加工，其中鉛焊條和極柱是由專用模具 澆鑄而成的，其溫度可達到450°C，在高溫熔化過程中會產生兩種工業(yè)毒物一種是鉛熔液表面與空氣中的氧作用后產生的鉛和多種氧化鉛粉塵的松散混合物，通常稱為鉛渣；二是空氣、鉛蒸氣和多種氧化鉛粉塵的混合物，通常稱為鉛煙。鉛煙的顆粒極小(平均粒徑約為O. 5 μ m，真比重為5. 43 6. 96，假比重約為I. 18)，呈氣溶膠狀態(tài)，長期飄浮在空氣中，造成大氣污染，對人體健康造成極大危害。車間空氣中最高容許濃度為0.03mg/m3。一般當空氣中鉛的濃度達到千萬分之一、地面水中鉛含量超過O. lmg/L、人體血液中鉛含量超過O. I O. 15mg/L時，就會對人體產生危害，引起鉛中毒。因此，保護環(huán)境，減少鉛污染，一直是人們重視的課題。目前的鉛煙塵治理工藝主要分干法和濕法兩種。干法工藝有超細玻璃纖維過濾法、靜電法以及布袋除塵法等；超細玻璃纖維過濾法屬于終端過濾，過濾效率可達99. 34%，但是由于其成分中含有鉀、鈉、鉛等物質，很容易斷碎造成堵塞；靜電法成本較高，不適合在中小規(guī)模企業(yè)應用且對超細粉塵捕集效率不高，大約在92、3%左右；布袋除塵器應用范圍主要受濾料的耐溫、耐腐蝕性等的限制，一般僅限于250°C以下；且除塵效率可達99%，但仍達不到鉛酸蓄電池過程中鉛煙排放標準，濾袋易損壞，需經常更換。濕法凈化工藝又分為物理凈化法和化學法凈化兩類。水吸收法屬于物理凈化法，是目前最簡單的方法?；瘜W凈化法以醋酸液、堿液作為吸收液，吸收液循環(huán)使用，達到凈化和回收的目的。濕法除塵會產生廢水，形成二次污染，鉛煙中的鉛和氧化鉛顆粒化學性質較穩(wěn)定且不溶于水，而且是親水性小的粉塵，因此水只能洗滌煙氣中較大粒徑的顆粒，對呈氣溶膠狀態(tài)的鉛煙的凝聚作用和吸收效果較差，除塵效率在96、9%之間，現已逐漸被淘汰。專利CN2123360公布了一種鉛煙凈化器，該凈化器通過顆粒床層、噴淋水管和布袋來凈化鉛煙，適用于小規(guī)模熔鉛作業(yè)；專利CN2388998的公開了一種鉛煙凈化裝置，該裝置主要采用濕法除塵，對環(huán)境污染較大。目前關于鉛煙處理的專利多偏向于小規(guī)模鉛煙處理裝置，且多為濕法除塵與布袋過濾相結合，處理量小，會產生二次廢水污染，且布袋的高溫應用范圍較窄、強度較低會給鉛煙處理帶來局限性。
無機膜過濾器則克服了上述缺點，無機膜在擁有較高的過濾精度的同時具有強度高、耐高溫及耐酸堿腐蝕性能，且不會造成二次污染。本發(fā)明采用膜過濾來進行氣固分離，分離效率高，易實現自動化，可應用于工業(yè)化大生產，在減輕環(huán)保壓力的同時也回收了附加值高的鉛顆粒，實現廢物再利用，真正做到節(jié)能減排。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了處理鉛酸蓄電池 生產過程中產生的高溫鉛煙，避免其中的毒物如氧化鉛等污染大氣，危害人類等生物的健康，同時回收鉛煙中有價值的鉛塵顆粒而提供了一種鉛酸蓄電池生產過程中鉛煙的處理方法。本方法利用新興的膜分離技術，簡便快捷、高效節(jié)能的處理鉛煙廢氣，實現鉛塵顆粒的資源化利用，以解決現有鉛煙處理工藝流程長、操作復雜，成本昂貴等問題。本發(fā)明的技術方案為一種鉛酸蓄電池生產過程中鉛煙的處理方法，其具體步驟如下A)將鉛酸蓄電池工序過程中由澆鑄鉛焊條和極柱所產生的鉛煙a經風機I輸送至無機膜過濾器II，得到滲透側潔凈氣體b直接排出，濃塵側鉛塵顆粒c沉降至過濾器底部，進入下一道工序；B)將上述鉛塵顆粒c投入到含有醋酸溶液d的反應罐III中生成醋酸鉛溶液e ；C)醋酸鉛溶液e經蒸發(fā)器IV進行濃縮得到醋酸鉛濃縮液f ；D)醋酸鉛濃縮液f經真空干燥箱V干燥后得到醋酸鉛固體g。其中所述的鉛煙，其固體顆粒質量濃度為0. 03 5000mg/m3，顆粒粒徑在O. 01
4μ m之間，平均粒徑為O. 5 μ m左右，鉛煙溫度為20(T700°C。步驟A)中的無機膜過濾器中所用的膜元件為陶瓷、金屬或金屬復合材料構成的管式膜；膜管通道直徑為4-60_ ;膜構型為單管或多通道；膜的平均孔徑為O. 0Γ4μπι ;無機膜終端過濾器的過濾壓力O. Γ0. 5MPa。鉛煙溫度一般為20(T700°C，因此步驟A)的操作溫度也為20(T700°C。優(yōu)選步驟B)所述的醋酸溶液的質量濃度為O. 5-3%。步驟A)中的膜過濾器設有反沖裝置，膜通量下降至初始通量的40飛0%時，反吹裝置自動運行，采用脈沖反吹技術去除無機膜表面形成的濾餅。有益效果(I)采用膜分離技術為主的工藝處理鉛酸蓄電池生產過程中產生的高溫鉛煙，使出口氣體達到排放標準，避免了污染大氣環(huán)境，同時回收了鉛煙中有用的鉛塵顆粒，工藝先進，流程短，操作簡單，能耗低，回收效率高。(2)本工藝流程中反沖氣體來自于分離后的潔凈氣體，其溫度和過濾體系的溫度相當，在高溫氣固相反應分離時，反吹氣體不需要另外加熱，節(jié)省了能耗。( 3 )本發(fā)明工業(yè)用水量少，無廢水排放，不會產生二次污染。(3)膜分離精度高，并易于實現連續(xù)化、自動化操作。(4)本發(fā)明不僅適合鉛酸蓄電池生產過程中產生的高溫鉛煙的回收處理，也適用于其他鉛件澆鑄過程中產生的高溫鉛煙的處理。


圖I為本發(fā)明所述的鉛酸蓄電池生產過程中處理鉛煙的工藝流程圖；其中，I-風機，II-無機膜終端過濾器，III-反應罐，IV-蒸發(fā)器，V-真空干燥箱，VI-氣體壓縮機，a-鉛煙，b-潔凈氣體，C-鉛塵顆粒，d-醋酸溶液，Θ-醋酸鉛溶液，f-醋酸鉛濃縮液，g-醋酸鉛固體。
具體實施例方式實施例I :本實施例說明利用本發(fā)明所述的一種鉛酸蓄電池生產過程中產生的鉛煙的處理方法，如圖I所示，主要包括以下步驟。(I)鉛酸蓄電池工序過程中由澆鑄鉛焊條和極柱所產生的鉛煙a經風機I輸送至無機膜過濾器II，鉛煙顆粒平均粒徑為O. 5 μ m，無機膜過濾元件選用平均孔徑為O. 2 μ m的氧化鋁膜，膜管通道直徑為4_，19通道，過濾壓力(跨膜壓差)為O. IMPa,進料側氣體溫度為350°C，粉塵濃度為387mg/m3，過濾起始時刻膜管通量為20m3/m2h，滲透側潔凈氣體b的粉塵含量為O. 001mg/m3，達到鉛塵排放標準，直接排出，濃塵側鉛塵顆粒c沉降至過濾器底部，排出過濾器；本發(fā)明中，當膜管通量降至10m3/m2h時，反沖裝置自動啟動，反沖氣體i由滲透側潔凈氣體b經氣體壓縮機VI壓縮而得，對無機膜過濾器進行反沖清洗，使得濾餅脫落沉降至過濾器底部，排出過濾器；2)將上述鉛塵顆粒c投入到含質量濃度為2%的醋酸溶液d的反應罐III中生成醋酸鉛溶液e ；3)醋酸鉛溶液e經蒸發(fā)器IV濃縮后得到醋酸鉛濃縮液f ;4)醋酸鉛濃縮液f經真空干燥器V干燥后得到醋酸鉛固體g。本實施例對鉛塵的回收率達99. 99%ο實施例2 以江蘇某蓄電池公司所產生的高溫鉛煙為例，溫度為390°C，粉塵濃度為O. 03mg/m3，顆粒平均粒徑為O. 05 μ m，膜元件選用平均孔徑為O. 01 μ m的氧化鋯膜，膜管通道直徑為4mm,單管，過濾壓力降O. 5MPa，滲透側氣體中未檢測到粉塵，滲透側氣體排出，達到鉛塵排放標準，截留側鉛塵顆粒投入到質量濃度為O. 7%的醋酸溶液中。實驗進行30小時，無需對膜管進行反沖。醋酸鉛溶液經蒸發(fā)器濃縮后得到醋酸鉛濃縮液，再經真空干燥器干燥后得到醋酸鉛固體。本實施例對鉛塵的回收率達100%。實施例3 以江蘇某公司所產生的高溫鉛煙為例，溫度700°C，粉塵濃度為2570mg/m3，顆粒粒徑為I μ m，膜元件選用平均孔徑為O. 5μπι的堇青石陶瓷膜，膜管通道直徑為40_，過濾起始時刻膜管通量為100m3/m2h，過濾壓力O. IMPa，滲透側氣體粉塵含量為O. 001mg/m3，滲透側氣體排出，達到鉛塵排放標準，截留側鉛塵顆粒投入到質量濃度為3%的醋酸溶液中。膜管通量降至40m3/m2h時，反沖裝置自動開啟，反沖氣體對無機膜過濾器進行反沖清洗，使得濾餅脫落沉降至過濾器底部，排出過濾器。醋酸鉛溶液經蒸發(fā)器濃縮后得到醋酸鉛濃縮液，再經真空干燥器干燥后得到醋酸鉛固體。本實施例對鉛塵的回收率達99. 99%。
實施例4 以某公司所產生的高溫鉛煙為例，溫度200°C，粉塵濃度為5000mg/m3，顆粒粒徑為
5μ m,膜元件選用平均孔徑為4 μ m的氧化鋁陶瓷膜，膜管通道直徑為6_，19通道，過濾壓力O. IMPa,滲透側氣體粉塵含量為O. 03mg/m3,滲透側氣體排出，達到鉛塵排放標準,截留側鉛塵顆粒投入到質量濃度為3%的醋酸溶液中。實驗進行20小時，無需對膜管進行反沖。醋 酸鉛溶液經蒸發(fā)器濃縮后得到醋酸鉛濃縮液，再經真空干燥器干燥后得到醋酸鉛固體。本實施例對鉛塵的回收率達100%。
權利要求
1.一種鉛酸蓄電池生產過程中產生的鉛煙的處理方法，具體步驟如下 A)將鉛酸蓄電池工序過程中由澆鑄鉛焊條和極柱所產生的鉛煙a經風機(I)輸送至無機膜終端過濾器(II)，滲透側潔凈氣體b直接排出，濃塵側鉛塵顆粒c沉降至過濾器底部進入下一道工序； B)將上述鉛塵顆粒c投入到含有醋酸溶液d的反應罐(III)中生成醋酸鉛溶液e； C)醋酸鉛溶液e經蒸發(fā)器(IV)進行濃縮得到醋酸鉛濃縮液f; D)醋酸鉛濃縮液f經真空干燥箱(V)干燥后得到醋酸鉛固體g。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述的鉛酸蓄電池生產過程中產生的鉛煙，固體顆粒質量濃度為O. 03 5000mg/m3。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟A)中無機膜終端過濾器中的無機膜元件為陶瓷、金屬或金屬復合材料構成的管式膜；膜管通道直徑為4-60_ ;膜構型為單管或多通道；膜的平均孔徑為O. 0Γ4μπι ;無機膜終端過濾器的過濾壓力O. Γ0. 5MPa。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟B)中的醋酸溶液的質量濃度為O. 5 3%。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征是步驟A)中的膜過濾器設有反沖裝置，膜通量下降至初始通量的4(Γ60%時，反吹裝置自動運行，采用脈沖反吹技術去除無機膜表面形成的濾餅。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉛酸蓄電池生產過程中鉛煙的處理方法，其具體步驟如下鉛酸蓄電池工序過程中澆鑄鉛焊條和極柱所產生的高溫鉛煙進入無機膜過濾器，通過無機膜的篩分作用進行氣固分離；經無機膜過濾器凈化后的潔凈氣體直接排出；截留的鉛塵顆粒經濃縮側排出后進入到稀醋酸溶液反應，醋酸鉛溶液經過蒸發(fā)器濃縮后，再通過真空干燥箱干燥后得到醋酸鉛固體，醋酸鉛固體可用于制備各種鉛鹽、抗污涂料、水質防護劑、顏料填充劑、涂料干燥劑、纖維染色劑以及重金屬氰化過程的溶劑等。
文檔編號C07C53/10GK102908843SQ201210405410
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權日2012年10月22日
發(fā)明者邢衛(wèi)紅, 仲兆祥, 張峰, 徐南平 申請人:南京工業(yè)大學