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(wú)害化處理工藝。
背景技術(shù)：
在各類工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣，這些廢氣嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，已經(jīng)對(duì)人類生存構(gòu)成嚴(yán)重威脅。目前，對(duì)工業(yè)廢氣的凈化大多數(shù)方法通常會(huì)產(chǎn)生次生污染物，它是一次污染物在物理、化學(xué)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(yīng)，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(fù)雜)的污染物，通常比一次污染物對(duì)環(huán)境和人體的危害更為嚴(yán)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(guò)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(lái)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(lái)消除二惡英的方法，這些吸收了二惡英的爐灰粉在水泥預(yù)熱階段的溫度最高為800度，剛剛達(dá)到二惡英的分解溫度，而且是分級(jí)攪拌加熱，在常壓非封閉條件下的粉料攪拌加熱過(guò)程為二惡英逸出創(chuàng)造了最好的條件，大量二惡英會(huì)還重新回到自然界中。另外熟料逐漸加熱和不斷翻動(dòng)的燒制過(guò)程中也還會(huì)有二惡英逸出，這使得原本被收集的污染物再次進(jìn)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?jī)羲♂屵_(dá)到排放指標(biāo)后排放，實(shí)際的污染物排放量沒(méi)有減少，這不僅沒(méi)有解決污染問(wèn)題，而且還浪費(fèi)了大量?jī)羲Y源。
綜上所述，如何在凈化工業(yè)廢氣的同時(shí)減少次生污染物的產(chǎn)生，達(dá)到低排放，以至于零排放的目標(biāo)，是目前迫切需要解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)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(shè)計(jì)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(wú)害化處理工藝。
本發(fā)明解決現(xiàn)有的技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種工業(yè)廢氣凈化及次生污染物無(wú)害化處理工藝，包括以下步驟：
步驟1、將高嶺土經(jīng)過(guò)機(jī)械或者氣流法粉碎成高嶺土粉末；
步驟2、對(duì)待凈化的工業(yè)廢氣進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)工業(yè)廢氣中的可利用物進(jìn)行廢料回收、對(duì)酸性物及堿性物進(jìn)行中和并對(duì)有機(jī)物進(jìn)行吸收；
步驟3、將高嶺土粉末與預(yù)處理后的工業(yè)廢氣進(jìn)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(duì)吸附有工業(yè)廢氣的高嶺土粉末進(jìn)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(duì)吸附污染物后的氣體進(jìn)行噴淋凈化；噴淋水在重力或者機(jī)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(jìn)入汽水分離裝置；
步驟6、使用汽水分離裝置進(jìn)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(jìn)入沉淀池；
步驟7、經(jīng)過(guò)步驟5分離后的泥漿狀廢物進(jìn)入沉淀池進(jìn)行物水分離處理，將泥漿狀廢物經(jīng)過(guò)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(shí)接納步驟2預(yù)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(guò)過(guò)濾和水泵形成水的循環(huán)利用；
通過(guò)以上步驟完成對(duì)工業(yè)廢氣的凈化處理過(guò)程。
進(jìn)一步地，所述步驟7后還包括對(duì)次生污染物進(jìn)行無(wú)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(yù)處理后固體廢物進(jìn)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(guò)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(yù)熱過(guò)程，快速進(jìn)入氧化階段和達(dá)到高溫?zé)齐A段，分解和固化污染物質(zhì)，制成建筑陶瓷制品。
進(jìn)一步地，所述步驟1的高嶺土粉末的細(xì)度為1000-5000目。
進(jìn)一步地，所述步驟2對(duì)工業(yè)廢氣中的可利用物進(jìn)行廢料回收是采用重力法實(shí)現(xiàn)的，對(duì)酸性物中和是采用含堿水噴淋法實(shí)現(xiàn)的，對(duì)堿性物進(jìn)行中和是采用含酸水噴淋法實(shí)現(xiàn)的，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行吸收是采用煤油噴淋法實(shí)現(xiàn)的。
進(jìn)一步地，所述步驟3至步驟7循環(huán)運(yùn)行，用于對(duì)于多組分工業(yè)廢氣進(jìn)行凈化。
進(jìn)一步地，所述步驟⑴進(jìn)行混合攪拌處理時(shí)，如果水分不足時(shí)加入相應(yīng)量的水，如果水分較多時(shí)加入相應(yīng)量固體材料。
進(jìn)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(jìn)一步地，所述步驟⑶的短預(yù)熱過(guò)程的溫度為800℃以下，氧化階段的溫度為900℃以上。
進(jìn)一步地，在步驟⑶的高溫?zé)七^(guò)程中產(chǎn)生新的廢氣污染物，經(jīng)廢氣收集后進(jìn)入步驟3再次進(jìn)行凈化處理。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
1、本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)場(chǎng)所(如燃煤電廠、礦物燃料動(dòng)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(jìn)行治理的工作，能夠凈化二惡英、苯、酚、酯、醇、酸、醛等有機(jī)廢氣，以及硫化物、氧化物、氮氨等酸堿無(wú)機(jī)廢氣凈化，不同形式的重金屬及化合物和有機(jī)廢氣等多種污染物質(zhì)。
2、本發(fā)明使用的高嶺土來(lái)源于高嶺土礦，世界各地分布廣泛，價(jià)格低廉，易于開(kāi)采、運(yùn)輸和加工，完成凈化后的高嶺土依舊實(shí)現(xiàn)其經(jīng)常性用途，成為有價(jià)值的建筑陶瓷制品，便于應(yīng)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(fù)自循環(huán)凈化、無(wú)廢棄物、凈化成本低或者盈利、實(shí)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(wú)二次污染物。
4、在需要對(duì)污染物回收再利用時(shí)，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(yùn)輸和集中起來(lái)統(tǒng)一進(jìn)行處理，不僅可以減少凈化工程投資規(guī)模，而且可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)盈利。
6、本發(fā)明使用的工程設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)小型化，用于大型內(nèi)燃機(jī)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(guò)連續(xù)生產(chǎn)方式可以進(jìn)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(jī)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(fù)使用，而且有機(jī)溶劑在燒制過(guò)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(duì)次生污染物進(jìn)行無(wú)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(xué)性能方面多優(yōu)于水泥建筑材料，本發(fā)明大規(guī)模的應(yīng)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(shuō)明
圖1是本發(fā)明的工藝路線圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述：
一種工業(yè)廢氣凈化及次生污染物無(wú)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(guò)機(jī)械或者氣流法粉碎成1000-5000目細(xì)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(duì)工業(yè)廢氣進(jìn)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(xué)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(xué)穩(wěn)定性好，常態(tài)下無(wú)公害；具有良好的機(jī)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(duì)工業(yè)廢氣凈化時(shí)，應(yīng)該將其處理為粉末狀。顆粒細(xì)度與處理的工業(yè)廢氣污染物的顆粒大小成正比，如對(duì)含有重金屬成分工業(yè)廢氣處理時(shí)需要較細(xì)顆粒，以使燒制的陶瓷制品質(zhì)地細(xì)密，封鎖住重金屬成分。
步驟2、對(duì)待凈化的工業(yè)廢氣進(jìn)行預(yù)處理，如圖1中的工序③所示。
為了對(duì)工業(yè)廢氣進(jìn)行更有效處理，本步驟對(duì)于不同的工業(yè)廢氣進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理過(guò)程對(duì)可利用物進(jìn)行廢料回收(如使用重力法)；對(duì)不溶于水的二惡英、苯酚等有機(jī)物污染物用汽柴油等有機(jī)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(jī)物質(zhì)吸附在有機(jī)溶劑的顆粒上，有機(jī)溶劑的用量與污染物的化學(xué)當(dāng)量相當(dāng)；對(duì)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(jìn)行中和反應(yīng)，堿性物質(zhì)的用量與廢氣中的酸性物質(zhì)化學(xué)當(dāng)量相等；當(dāng)污染物的主要成分是堿性物質(zhì)時(shí)，可以使用酸性溶液對(duì)其進(jìn)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(xué)當(dāng)量相等。在預(yù)處理過(guò)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(dāng)，對(duì)噴淋空間的壓力和溫度沒(méi)有限制，以充分吸附為目標(biāo)。
步驟4、對(duì)吸附有工業(yè)廢氣的高嶺土粉末進(jìn)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(fēng)式分離機(jī)中)或者電作用(如電除塵器)對(duì)干料進(jìn)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(fēng)式濕式除塵器等)對(duì)所述吸附污染物后的氣體進(jìn)行噴淋凈化，如圖1中的工序⑥所示。噴淋水在重力或者機(jī)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(zhǔn)。噴淋后得到含水空氣進(jìn)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(jìn)行汽水分離，如圖1中的工序⑦所示，汽水分離后，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的潔凈空氣排出到大氣中，分離出的水進(jìn)入沉淀池。
步驟7、經(jīng)過(guò)步驟5分離后的泥漿狀廢物進(jìn)入沉淀池完成物水分離處理(工序⑧)，將泥漿狀廢物經(jīng)過(guò)脫水處理(如機(jī)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(dá)到泥狀，脫出的水進(jìn)入沉淀池。沉淀池同時(shí)也接納預(yù)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(guò)過(guò)濾和水泵形成水的循環(huán)利用。
通過(guò)以上步驟完成對(duì)工業(yè)廢氣的凈化處理過(guò)程。如果需要，可以重復(fù)步驟3至步驟7，進(jìn)而達(dá)到更深入的凈化，對(duì)于多組分工業(yè)廢氣可以采用前述工藝的組合來(lái)進(jìn)行，進(jìn)行多次不同的吸附凈化過(guò)程，完成凈化。
步驟9、對(duì)吸附了工業(yè)廢氣中多污染物后的泥狀物進(jìn)行無(wú)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(shí)的泥狀物能夠?qū)⑽廴疚锇饋?lái)，而且穩(wěn)定性好，也便于收集、運(yùn)輸和集中，這些過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生污染物逃逸和再污染。將這個(gè)泥狀物制成建筑陶瓷產(chǎn)品就可以完成無(wú)公害化處理，并且變成有價(jià)值和可利用的產(chǎn)品，具體處理過(guò)程如下：
⑴將氣料分離的干料、泥漿狀廢物、預(yù)處理的固體廢物進(jìn)行混合攪拌處理(如機(jī)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(shí)加入相應(yīng)量的水，若水分較多時(shí)加入相應(yīng)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(wú)表面氣孔為標(biāo)準(zhǔn)，以使表面光滑，降低透水和透氣性，坯料經(jīng)過(guò)干燥處理，(如自然風(fēng)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(yù)熱(800℃以下)過(guò)程，快速進(jìn)入氧化階段(900℃以上)和達(dá)到高溫?zé)齐A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(wú)公害、可利用和具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的建筑陶瓷材料。制成建筑陶瓷制品。
在高溫?zé)齐A段時(shí)，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(dāng)以有機(jī)物為主要污染物時(shí)，燒制溫度達(dá)到1000℃就可以分解大多數(shù)污染物；當(dāng)以重金屬為主要污染物時(shí)，燒制溫度要達(dá)到1200℃以上，形成高溫瓷，防止重金屬在使用過(guò)程中逸出。
在建筑陶瓷品燒制過(guò)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(shí)進(jìn)行下一輪燒制，降低能耗。
在燒制過(guò)程中會(huì)有少量污染物逸出，同時(shí)也會(huì)有燃料燃燒產(chǎn)生新的廢氣污染物，將廢氣收集進(jìn)入前述凈化過(guò)程(工序④)，實(shí)現(xiàn)完全無(wú)污染排放。
可以將分散進(jìn)行的工業(yè)廢氣的凈化過(guò)程產(chǎn)生的泥狀物集中起來(lái)統(tǒng)一進(jìn)行燒制處理，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)建筑陶瓷制品，用于廣場(chǎng)磚、植草磚等地面覆蓋用途。
需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說(shuō)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(shí)施方式中所述的實(shí)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(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。