一种铸造旧砂再生尾气处理方法 【技术领域】
本发明属于一种废气处理方法。具体来说，涉及一种铸造旧砂再生尾气处理方法。
背景技术
目前，我国的铸件产量已经连续多年位居世界首位，全国有各种规模铸造企业已近28000多家。每年产生的铸造旧砂达200万吨。这些旧砂除一部分被直接填埋处理外，大部分会再生后循环使用。
铸造旧砂的再生方法一般为热法再生。再生过程中产生大量的尾气，这些尾气中主要污染成份为铸造砂中的添加剂和固化剂在高温下挥发和反应所形成的挥发性有机污染物(VOCs)、氮氧化合物、颗粒污染物。铸造旧砂再生尾气的主要特点为：(1)挥发性有机污染物含量高；(2)刺激性气味大；(3)以膨润土为主的颗粒污染物含量大；(4)氮氧化合物含量高。
目前我国铸造旧砂再生尾气常用几种处理方法及其缺点如下：
(1)旋风除尘处理：国内外对于铸造旧砂再生尾气的处理技术80％以上采用的是此技术，该技术的主要缺点是仅仅对再生过程中的尾气进行简单的除尘处理，去除大部分尾气中的颗粒污染物，而无法去除尾气中的挥发性有机污染物和氮氧化合物。
(2)除尘与湿式脱硝工艺相结合：采用的主要工艺为除尘和熟石灰吸收的组合工艺，该技术对废气中的氮氧化物和有机污染物有一定的去除效果，但去除效率普遍较低，废气无法达到达标排放。
专利检索发现国内未见关于铸造旧砂再生尾气处理方法的专利，相近的专利仅见贵阳铝镁设计研究院申请的实用新型专利“石油焦煅烧冷却机含尘烟气处理系统装置”(申请号为200620201022.5)，该专利与本申请专利应用对象不同，且采用的处理方法也不同，该专利主要采用旋风除尘与布袋除尘相结合的方法。朴钟殷申请的发明专利酸法焙烧稀土精矿工艺尾气和废水治理方法(申请号为200610005695.8)采用文氏管降温除酸雾，三级喷淋吸收烧窑尾气，与本发明存在明显不同。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种铸造旧砂再生尾气处理方法，该方法挥发性有机污染物、氮氧化合物、颗粒污染物去除率高、投资省、能耗低、运行费用低、处理后排放尾气能够达到《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)的一级标准。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是，一种铸造旧砂再生尾气处理方法，依次由以下步骤组成：
(1)旋风除尘：去除尾气中的颗粒污染物，尾气在旋风除尘器内停留时间2～4秒，颗粒污染物去除率70％～75％。
(2)水膜除尘：由水膜除尘器本体和废水过滤循环系统两部分组成。进一步去除尾气中的颗粒污染物、挥发性有机污染物、氮氧化合物，同时可有效降低尾气的温度。尾气在水膜除尘器内停留时间3～5秒，颗粒污染物的去除率提高至95％～98％；形成的废水经废水过滤循环系统处理后循环使用。同时可去除部分挥发性有机污染物和氮氧化物，去除率分别为20％～25％，15％～18％。
(3)集尘：深度去除尾气中的颗粒污染物；防止堵塞后续的化学吸收系统。尾气在集尘器内的停留时间1～2秒。
(4)化学吸收：化学吸收系统包括化学吸收罐和氢氧化钠吸收液循环罐两部分。通过尾气和氢氧化钠吸附液的接触反应，去除尾气中的氮氧化合物，同时去除部分挥发性有机污染物；尾气停留时间10～15秒，气液体积比20-30∶1，挥发性有机污染物去除率40％～45％，氮氧化合物去除率90％～95％。
(5)吸附：在吸附罐内，尾气中的挥发性有机污染物、氮氧化合物被进一步吸附去除，尾气在吸附罐内停留时间2～3秒，吸附罐内填充吸附材料。
使用本发明系统，可以实现新的废气处理方法，即铸造旧砂再生尾气-旋风除尘器-水膜除尘器-集尘器-化学吸收系统-吸附罐-尾气处理后排放。
本发明的优点在于：
(1)由旋风除尘器、水膜除尘器、集尘器组成的三级除尘，有效去除铸造旧砂再生尾气中的膨润土等颗粒污染物，防止堵塞后续处理系统，同时降低尾气的温度，减少对后续系统的净化效果的影响。
(2)采用化学吸收系统，利用质量浓度为10％的氢氧化钠吸收液吸收尾气中的氮氧化合物和部分挥发性有机污染物，降低挥发性有机污染物负荷，延长后续吸附罐内吸附材料的再生周期。
(3)吸附罐内采用改性活性炭纤维作为吸附材料，可以提高挥发性有机污染物的去除效率，且阻力小，可有效降低能耗。
本发明将三级除尘-化学吸收-吸附技术，经过设备研制与系统集成，开发出应用于铸造旧砂再生尾气处理的净化方法。通过对铸造旧砂再生尾气处理的实验表明，利用本发明提供的处理方法，较之典型的除尘-湿式吸收处理工艺，可降低处理成本10％左右，减少剩余污泥量20％左右。并且该方法处理效果稳定，自控程度高，操作人员少，管理简单，同时具有较好的景观作用。
总之，本发明克服了前述现有的好氧与缺氧生物法处理铸造旧砂再生尾气技术的缺陷，具有工艺单元组成合理、反应速率高、处理成本低与处理效果稳定的特点。
【附图说明】
附图为本发明的一种具体实施例的工艺装置流程图。
图中1、旋风除尘器；2、水膜除尘器；3、集尘器；4、化学吸收系统；5、吸附罐；21、水膜除尘器本体；22、废水过滤循环系统；41、化学吸收罐；42、吸收液循环罐
【具体实施方式】
如附图所示，本发明的工艺流程装置由旋风除尘器1、水膜除尘器2、集尘器3、化学吸收系统4和吸附罐5五个部分组成。
结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种铸造旧砂再生尾气处理方法，依次由以下步骤组成：
(1)旋风除尘：在旋风除尘器1中，利用尾气中颗粒污染物和气体所受的离心力不同的原理，使颗粒污染物和气体分离，达到去除尾气中颗粒污染物的目的。尾气在旋风除尘器1内停留时间2～4秒，颗粒污染物去除率70％～75％。
(2)水膜除尘：水膜除尘器2由水膜除尘器本体21和废水过滤循环系统22两部分组成。在水膜除尘器21中，利用顶部设置的喷雾装置产生的水雾和底部进入的尾气进行逆流混合，使水雾和尾气充分接触，以有效降低尾气的温度和去除尾气中的各种污染成份。尾气在水膜除尘器2内停留时间3～5秒，颗粒污染物的去除率提高至95％～98％；形成的废水经废水过滤循环系统22处理后循环使用。同时可去除部分挥发性有机污染物和氮氧化物，去除率分别为20％～25％，15％～18％。
(3)集尘：在集尘器3中，尾气中剩余的颗粒污染物被进一步去除，防止堵塞后续的处理系统。尾气在集尘器3内的停留时间为1～2秒。
(4)化学吸收系统：经过集尘处理后的尾气进入化学吸收系统4，化学吸收系统4包括化学吸收罐41和吸收液循环罐42两部分。化学吸收罐41可以采用旋流板式吸收罐也可以采用填料塔式吸收罐。通过尾气和吸附液的接触反应，去除尾气中的氮氧化合物，同时去除部分挥发性有机污染物；尾气停留时间10～15秒，气液体积比20-30∶1，挥发性有机污染物去除率40％～45％，氮氧化合物去除率90％～95％。
(5)吸附：在吸附罐5内，尾气中的挥发性有机污染物等被吸附材料所吸附去除，尾气在吸附罐5内停留时间2～3秒。