本發(fā)明屬于工業(yè)廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種工業(yè)廢氣凈化及次生污染物無害化處理工藝。
背景技術(shù)：
在各類工業(yè)生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的廢氣，這些廢氣嚴重污染大氣環(huán)境，已經(jīng)對人類生存構(gòu)成嚴重威脅。目前，對工業(yè)廢氣的凈化大多數(shù)方法通常會產(chǎn)生次生污染物，它是一次污染物在物理、化學因素或生物作用下發(fā)生變化，或與環(huán)境中的其他物質(zhì)發(fā)生反應，所形成的物化特征與一次污染物相同(濃度更高)或者不同(物化特性更復雜)的污染物，通常比一次污染物對環(huán)境和人體的危害更為嚴重。
燃煤發(fā)電廠為脫硫脫硝大量使用石灰粉塵布袋，使用后的布袋中含有大量次生污染物；焦化工業(yè)廢水處理后的濃水和淤泥中含有大量苯酚類次生污染物；垃圾焚燒廢氣經(jīng)過爐灰粉噴淋吸收大量二惡英的爐灰粉，都是工業(yè)廢氣凈化后的次生污染物。
這些次生污染物處理起來非常困難，如將在垃圾焚燒廢氣中吸收大量二惡英的爐灰粉作為水泥料來消除二惡英的方法，這些吸收了二惡英的爐灰粉在水泥預熱階段的溫度最高為800度，剛剛達到二惡英的分解溫度，而且是分級攪拌加熱，在常壓非封閉條件下的粉料攪拌加熱過程為二惡英逸出創(chuàng)造了最好的條件，大量二惡英會還重新回到自然界中。另外熟料逐漸加熱和不斷翻動的燒制過程中也還會有二惡英逸出，這使得原本被收集的污染物再次進入大氣中。更有甚者，有的次生污染物被稀釋排放，如焦化工業(yè)廢水處理后的濃水被加入大量凈水稀釋達到排放指標后排放，實際的污染物排放量沒有減少，這不僅沒有解決污染問題，而且還浪費了大量凈水資源。
綜上所述，如何在凈化工業(yè)廢氣的同時減少次生污染物的產(chǎn)生，達到低排放，以至于零排放的目標，是目前迫切需要解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設計合理、有效凈化工業(yè)廢氣且減少次生污染物產(chǎn)生的工業(yè)廢氣凈化及次生污染物無害化處理工藝。
本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種工業(yè)廢氣凈化及次生污染物無害化處理工藝，包括以下步驟：
步驟1、將高嶺土經(jīng)過機械或者氣流法粉碎成高嶺土粉末；
步驟2、對待凈化的工業(yè)廢氣進行預處理，對工業(yè)廢氣中的可利用物進行廢料回收、對酸性物及堿性物進行中和并對有機物進行吸收；
步驟3、將高嶺土粉末與預處理后的工業(yè)廢氣進行混合，采用噴淋吸附方法將工業(yè)廢氣中的物質(zhì)吸附在高嶺土粉末上；
步驟4、對吸附有工業(yè)廢氣的高嶺土粉末進行氣料分離，得到吸附污染物后的氣體和干料；
步驟5、采用濕法工藝對吸附污染物后的氣體進行噴淋凈化；噴淋水在重力或者機械作用下與高嶺土粉末粉末一起沉落，形成泥漿狀廢物并被收集；噴淋后得到含水空氣進入汽水分離裝置；
步驟6、使用汽水分離裝置進行汽水分離，汽水分離后的潔凈空氣排出到大氣中，分離出的水進入沉淀池；
步驟7、經(jīng)過步驟5分離后的泥漿狀廢物進入沉淀池進行物水分離處理，將泥漿狀廢物經(jīng)過脫水處理得到吸附了工業(yè)廢氣中多污染物后的泥狀物，沉淀池同時接納步驟2預處理后的含水廢物、步驟6汽水分離后的水和脫水處理后的水，并且通過過濾和水泵形成水的循環(huán)利用；
通過以上步驟完成對工業(yè)廢氣的凈化處理過程。
進一步地，所述步驟7后還包括對次生污染物進行無害化處理步驟，具體步驟包括：
⑴將氣料分離的干料、吸附了工業(yè)廢氣中多污染物后的泥狀物、預處理后固體廢物進行混合攪拌處理，形成塑性狀態(tài)的材料；
⑵將步驟⑴得到的塑性狀態(tài)的材料壓制建筑陶瓷所需的瓷坯料，瓷坯料經(jīng)過干燥處理，使其形態(tài)穩(wěn)定；
⑶將步驟⑵所得瓷坯料送入燒結(jié)爐，經(jīng)短預熱過程，快速進入氧化階段和達到高溫燒制階段，分解和固化污染物質(zhì)，制成建筑陶瓷制品。
進一步地，所述步驟1的高嶺土粉末的細度為1000-5000目。
進一步地，所述步驟2對工業(yè)廢氣中的可利用物進行廢料回收是采用重力法實現(xiàn)的，對酸性物中和是采用含堿水噴淋法實現(xiàn)的，對堿性物進行中和是采用含酸水噴淋法實現(xiàn)的，對有機物進行吸收是采用煤油噴淋法實現(xiàn)的。
進一步地，所述步驟3至步驟7循環(huán)運行，用于對于多組分工業(yè)廢氣進行凈化。
進一步地，所述步驟⑴進行混合攪拌處理時，如果水分不足時加入相應量的水，如果水分較多時加入相應量固體材料。
進一步地，所述步驟⑴形成塑性狀態(tài)的材料含10-15％的水分。
進一步地，所述步驟⑶的短預熱過程的溫度為800℃以下，氧化階段的溫度為900℃以上。
進一步地，在步驟⑶的高溫燒制過程中產(chǎn)生新的廢氣污染物，經(jīng)廢氣收集后進入步驟3再次進行凈化處理。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：
1、本發(fā)明可廣泛應用于各類工業(yè)場所(如燃煤電廠、礦物燃料動力、焦化、化工、垃圾焚燒、石化、生化、食品等領(lǐng)域)產(chǎn)生的工業(yè)廢氣諸如粉塵顆粒物、煙氣煙塵、異味氣體、有毒有害氣體進行治理的工作，能夠凈化二惡英、苯、酚、酯、醇、酸、醛等有機廢氣，以及硫化物、氧化物、氮氨等酸堿無機廢氣凈化，不同形式的重金屬及化合物和有機廢氣等多種污染物質(zhì)。
2、本發(fā)明使用的高嶺土來源于高嶺土礦，世界各地分布廣泛，價格低廉，易于開采、運輸和加工，完成凈化后的高嶺土依舊實現(xiàn)其經(jīng)常性用途，成為有價值的建筑陶瓷制品，便于應用和推廣。
3、本發(fā)明可以替代目前使用的多數(shù)工業(yè)廢氣凈化方法，而且具有最大凈度凈化能力、重復自循環(huán)凈化、無廢棄物、凈化成本低或者盈利、實現(xiàn)真正的工業(yè)廢氣低排放(僅有燃燒氧化形成的二氧化碳)和無二次污染物。
4、在需要對污染物回收再利用時，可以將本發(fā)明的方法用于回收工序之后，提高凈化度。
5、本發(fā)明可以將分散在不同地方、不同規(guī)模的工業(yè)廢氣凈化后的泥狀物收集、運輸和集中起來統(tǒng)一進行處理，不僅可以減少凈化工程投資規(guī)模，而且可以實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)盈利。
6、本發(fā)明使用的工程設備可以實現(xiàn)小型化，用于大型內(nèi)燃機排氣、餐飲廢氣和大型建筑換氣凈化等領(lǐng)域。
7、本發(fā)明雖然需要消耗一定的能源，若考慮建筑陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)所需要消耗的能源情況，總的能源消耗還是較低，通過連續(xù)生產(chǎn)方式可以進一步降低能耗。
8、本發(fā)明雖然需要消耗一定的水或者有機溶劑，水的消耗僅僅是泥狀物的含水和隨凈化后的空氣蒸發(fā)排出，其他的水可以重復使用，而且有機溶劑在燒制過程中可以氧化燃燒，提高燒制爐溫，抵消燃料消耗。
9、本發(fā)明對次生污染物進行無害化處理形成的陶瓷建筑材料可以替代現(xiàn)在大量使用的水泥建筑材料，陶瓷建筑材料在物理和化學性能方面多優(yōu)于水泥建筑材料，本發(fā)明大規(guī)模的應用不僅可以減少工業(yè)廢氣的污染，也可以減少高耗能和高污染的水泥產(chǎn)品的使用。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的工藝路線圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳述：
一種工業(yè)廢氣凈化及次生污染物無害化處理工藝，如圖1所示，包括以下步驟：
步驟1、將高嶺土經(jīng)過機械或者氣流法粉碎成1000-5000目細度的高嶺土粉末，如圖1中的工序①和②所示。
本發(fā)明采用高嶺土原料對工業(yè)廢氣進行凈化。高嶺土為非金屬固體礦產(chǎn)高嶺土，別名為白云土、觀音土、陶土、閣土粉等，英文名為Kaolin，化學式為Al203·2Si02·2H20，分子量為258。高嶺土具有從周圍介質(zhì)中吸附各種離子及雜質(zhì)的性能，并且在溶液中具一定程度的離子交換性質(zhì)。高嶺土化學穩(wěn)定性好，常態(tài)下無公害；具有良好的機械加工性能。高嶺土具有較好的可塑性、結(jié)合性、粘性、干燥性和燒結(jié)性。
本發(fā)明在對工業(yè)廢氣凈化時，應該將其處理為粉末狀。顆粒細度與處理的工業(yè)廢氣污染物的顆粒大小成正比，如對含有重金屬成分工業(yè)廢氣處理時需要較細顆粒，以使燒制的陶瓷制品質(zhì)地細密，封鎖住重金屬成分。
步驟2、對待凈化的工業(yè)廢氣進行預處理，如圖1中的工序③所示。
為了對工業(yè)廢氣進行更有效處理，本步驟對于不同的工業(yè)廢氣進行預處理。預處理過程對可利用物進行廢料回收(如使用重力法)；對不溶于水的二惡英、苯酚等有機物污染物用汽柴油等有機溶劑以噴淋方式與工業(yè)廢氣混合，使工業(yè)廢氣中的有機物質(zhì)吸附在有機溶劑的顆粒上，有機溶劑的用量與污染物的化學當量相當；對以能形成酸性物質(zhì)的氮和硫元素為主要污染物工業(yè)廢氣用含堿性物質(zhì)(如氫氧化鈉等)的水溶液以噴淋方式與工業(yè)廢氣混合，形成混合物，并進行中和反應，堿性物質(zhì)的用量與廢氣中的酸性物質(zhì)化學當量相等；當污染物的主要成分是堿性物質(zhì)時，可以使用酸性溶液對其進行中和作用，酸性物質(zhì)的用量與廢氣中的堿性物質(zhì)化學當量相等。在預處理過程中，若有可回收物即可回收，處理的固體廢物集中送到后續(xù)工序(工序⑩)，含水廢物送到后續(xù)工序(工序⑧)。
步驟3、將步驟1得到的高嶺土粉末以噴淋方法與工業(yè)廢氣混合將工業(yè)廢氣中的物質(zhì)吸附在高嶺土粉末上，如圖1中的工序④所示。
使用干式噴淋法將工業(yè)廢氣中的物質(zhì)吸附在高嶺土粉末上，所述高嶺土粉末用量以能夠吸附廢氣中的污染物相當，對噴淋空間的壓力和溫度沒有限制，以充分吸附為目標。
步驟4、對吸附有工業(yè)廢氣的高嶺土粉末進行氣料分離，得到吸附污染物后的氣體和干料，如圖1中的工序⑤所示，采用重力作用(如在旋風式分離機中)或者電作用(如電除塵器)對干料進行分離收集，收集的干料集中送到后續(xù)工序(工序⑩)。
步驟5、用以水為凈化劑的濕法工藝(如重力噴霧濕式除塵器/旋風式濕式除塵器等)對所述吸附污染物后的氣體進行噴淋凈化，如圖1中的工序⑥所示。噴淋水在重力或者機械作用下與所述粉末一起沉落，形成泥漿狀廢物并被收集，用水量以能夠凈化空氣中的粉塵物質(zhì)為準。噴淋后得到含水空氣進入汽水分離裝置(如絲網(wǎng)汽水分離器)。
步驟6、使用汽水分離裝置(如絲網(wǎng)汽水分離器)進行汽水分離，如圖1中的工序⑦所示，汽水分離后，達到排放標準的潔凈空氣排出到大氣中，分離出的水進入沉淀池。
步驟7、經(jīng)過步驟5分離后的泥漿狀廢物進入沉淀池完成物水分離處理(工序⑧)，將泥漿狀廢物經(jīng)過脫水處理(如機械脫水法)，得到吸附了工業(yè)廢氣中多污染物后的泥狀物，如圖1中工序⑨所示，脫水工序能夠降低廢物的含水量，使其達到泥狀，脫出的水進入沉淀池。沉淀池同時也接納預處理工序③(步驟2)的含水廢物、汽水分離工序⑦(步驟6)和脫水工序⑨的水，并且通過過濾和水泵形成水的循環(huán)利用。
通過以上步驟完成對工業(yè)廢氣的凈化處理過程。如果需要，可以重復步驟3至步驟7，進而達到更深入的凈化，對于多組分工業(yè)廢氣可以采用前述工藝的組合來進行，進行多次不同的吸附凈化過程，完成凈化。
步驟9、對吸附了工業(yè)廢氣中多污染物后的泥狀物進行無害化處理。
由于吸附了工業(yè)廢氣中多污染物后的泥狀物是次生污染物，然而，這時的泥狀物能夠?qū)⑽廴疚锇饋?，而且穩(wěn)定性好，也便于收集、運輸和集中，這些過程不會產(chǎn)生污染物逃逸和再污染。將這個泥狀物制成建筑陶瓷產(chǎn)品就可以完成無公害化處理，并且變成有價值和可利用的產(chǎn)品，具體處理過程如下：
⑴將氣料分離的干料、泥漿狀廢物、預處理的固體廢物進行混合攪拌處理(如機械攪拌法)，如工序⑩所示，形成塑性狀態(tài)的材料(10-15％左右水分)，污染物被包裹在所述材料中，若水分不足時加入相應量的水，若水分較多時加入相應量固體材料(如高嶺土粉末或者爐灰粉等)。
⑵將步驟⑴得到的材料壓制建筑陶瓷所需形狀，制成瓷坯料，如流程①①所示，壓力以無表面氣孔為標準，以使表面光滑，降低透水和透氣性，坯料經(jīng)過干燥處理，(如自然風干法)，如流程①②所示，使其形態(tài)穩(wěn)定(10％左右水分)。
⑶將步驟⑵所得坯料送入燒結(jié)爐，如流程①③所示，經(jīng)短預熱(800℃以下)過程，快速進入氧化階段(900℃以上)和達到高溫燒制階段，分解和固化污染物質(zhì)，分解和固化了污染物質(zhì)，成為無公害、可利用和具有經(jīng)濟價值的建筑陶瓷材料。制成建筑陶瓷制品。
在高溫燒制階段時，根據(jù)所述材料包裹的污染物性質(zhì)，調(diào)整燒制溫度，充分分解所述材料中包裹的污染物。當以有機物為主要污染物時，燒制溫度達到1000℃就可以分解大多數(shù)污染物；當以重金屬為主要污染物時，燒制溫度要達到1200℃以上，形成高溫瓷，防止重金屬在使用過程中逸出。
在建筑陶瓷品燒制過程中不需要高溫保溫階段，制成品直接出爐冷卻，在高爐溫時進行下一輪燒制，降低能耗。
在燒制過程中會有少量污染物逸出，同時也會有燃料燃燒產(chǎn)生新的廢氣污染物，將廢氣收集進入前述凈化過程(工序④)，實現(xiàn)完全無污染排放。
可以將分散進行的工業(yè)廢氣的凈化過程產(chǎn)生的泥狀物集中起來統(tǒng)一進行燒制處理，實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)建筑陶瓷制品，用于廣場磚、植草磚等地面覆蓋用途。
需要強調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于具體實施方式中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。