權利要求

1.利用陽極爐余熱處理含銅廢水的方法，其特征在于，包括廢水處理系統(tǒng)，所述廢水處理系統(tǒng)包括廢水處理池、廢水輸送泵、霧化噴槍、陽極爐煙道、溫度檢測裝置、煙氣降溫設備和除塵器，包括以下方法： 含銅廢水在廢水處理池中的經(jīng)過初步清理； 溫度檢測裝置檢測陽極爐煙道內(nèi)的溫度達到預設值后，廢水輸送泵啟動將初步清理后的含銅廢水增壓輸送至霧化噴槍，含銅廢水經(jīng)過霧化噴槍霧化成小顆粒液滴后噴入到陽極爐煙道； 小顆粒液滴中水分迅速被陽極爐煙道內(nèi)煙氣的高溫蒸發(fā)汽化，小顆粒液滴攜帶的銅和其它重金屬成分轉(zhuǎn)變?yōu)闊焿m，經(jīng)過煙氣降溫設備降溫后，最終被除塵器捕集回收。2.根據(jù)權利要求1所述的利用陽極爐余熱處理含銅廢水的方法，其特征在于，所述廢水處理系統(tǒng)包括與所述廢水處理池連接的廢水收集池，所述廢水收集池收集渣場地表的含銅廢水，并通過排水管或者潛水泵將收集的含銅廢水輸送到廢水處理池中進行初步清理。 3.根據(jù)權利要求2所述的利用陽極爐余熱處理含銅廢水的方法，其特征在于，所述廢水處理池包括沉淀池和調(diào)節(jié)池，沉淀池沉降分離含銅廢水中的污泥與大顆粒雜質(zhì)，沉淀池與調(diào)節(jié)池之間設有溢流孔，待沉淀池水位達到上限后經(jīng)過溢流孔自流入調(diào)節(jié)池；調(diào)節(jié)池內(nèi)的含銅廢水容量達到一定量后，溫度檢測裝置檢測陽極爐煙道內(nèi)的溫度達到預設值后，啟動廢水輸送泵。 4.根據(jù)權利要求1所述的利用陽極爐余熱處理含銅廢水的方法，其特征在于，所述廢水輸送泵與廢水處理池之間設有第一進水管，所述第一進水管連接過濾器。 5.根據(jù)權利要求1所述的利用陽極爐余熱處理含銅廢水的方法，其特征在于，所述陽極爐煙道依次連接煙氣降溫設備和除塵器，所述溫度檢測裝置包括前熱電偶、后熱電偶，所述前熱電偶設于所述霧化噴槍的前側(cè)，所述后熱電偶設于所述煙氣降溫設備的進口處。 6.根據(jù)權利要求5所述的利用陽極爐余熱處理含銅廢水的方法，其特征在于，所述前熱電偶測得煙道內(nèi)溫度高于預設值時，啟動所述廢水輸送泵。 7.根據(jù)權利要求5所述的利用陽極爐余熱處理含銅廢水的方法，其特征在于，根據(jù)所述后熱電偶的測得的溫度值，調(diào)節(jié)所述霧化噴槍噴入的含銅廢水的流量，以控制煙氣降溫設備進口溫度在規(guī)定范圍。 8.根據(jù)權利要求1所述的利用陽極爐余熱處理含銅廢水的方法，其特征在于，所述霧化噴槍包括進水口、進氣口以及噴嘴，所述霧化噴槍與所述陽極爐煙道外壁固定安裝，所述噴嘴插入于所述陽極爐煙道內(nèi)，所述進水口通過第二進水管連接廢水輸送泵，所述第二進水管設有水壓表和流量計，所述進氣口通過壓縮空氣管連接外部氣源，所述壓縮空氣管設有氣壓表。

說明書

利用陽極爐余熱處理含銅廢水的方法

技術領域

本發(fā)明涉及到污染廢水處理回收領域，具體涉及到利用陽極爐余熱處理含銅廢水的方法。

背景技術

再生銅生產(chǎn)企業(yè)使用固定陽極爐生產(chǎn)再生銅，冶煉過程中產(chǎn)生的廢渣存放于渣場，渣場區(qū)域的地表水中為典型重金屬廢水：含有較高的銅金屬，和一定數(shù)量的鉛、鋅、砷成分，稱之為含銅廢水。含銅廢水直接排放會污染環(huán)境，通常用集水池收集。含銅廢水由于水質(zhì)較差，需要凈化處理后方可回用。而工業(yè)廢水的凈化處理技術，如三聯(lián)箱法，膜法濃縮、熱法濃縮等，普遍問題是技術路線長、實際運行效果往往并不理想，運行成本高；含銅廢水中銅金屬、有價金屬未得到充分回收，造成流失；投資較大，而含銅廢水的總量較小，單位投資過高；環(huán)保風險大，地表水受降雨量影響，廢水產(chǎn)生量波動大，雨季時出現(xiàn)峰值。若按峰值廢水產(chǎn)生量設計，凈化系統(tǒng)規(guī)模過大、造價偏高；通常不按峰值廢水產(chǎn)生量設計，存在雨季時廢水無法全數(shù)收集、處置，有廢水外溢，造成環(huán)境污染的風險。

固定陽極爐采用空氣助燃燃燒器為冶煉過程提供熱量，燃燒中產(chǎn)生的煙氣需用布袋除塵器凈化。通常在陽極爐與布袋除塵器之間安裝汽化水套、噴霧降溫等煙氣降溫設備將煙氣溫度降低到布袋工作溫度(150～200℃)。之所以不采用余熱鍋爐等余熱設備回收煙氣中熱量，是因為相較于其它大型工業(yè)爐窯，陽極爐煙氣量不大，煙溫不高，而且煙溫隨作業(yè)階段的變化煙溫波動很大(800～1300℃)，可回收的煙氣余熱價值低；安裝余熱鍋爐設備投資大、運行費用高，投入產(chǎn)出比極不理想。新型陽極爐采用節(jié)能的稀氧燃燒技術，煙氣量大幅減少80％，煙氣溫度同時下降到600～1100℃，陽極爐煙氣中蘊含的熱量價值更低。少數(shù)曾經(jīng)安裝余熱鍋爐的企業(yè)的陽極爐改造為稀氧燃燒后，也取消了余熱鍋爐。

公開號為CN112246079A的中國發(fā)明專利于2021年01月22日公開了利用堿性皂化廢水脫除燃煤電廠煙氣中SO3的裝置及方法，包括皂化廢水預處理系統(tǒng)和堿性吸收劑噴射系統(tǒng)，堿性吸收劑噴射位置設置在省煤器和SCR反應器之間的煙道內(nèi)、SCR反應器和空預器之間的煙道內(nèi)、空預器和電除塵器之間的煙道內(nèi)、以及電除塵器和脫硫塔之間的煙道內(nèi)。皂化廢水經(jīng)過絮凝沉淀池、石英砂微濾池和氣浮池預處理后，儲存在堿性吸收劑儲罐中，再經(jīng)計量泵、空壓機和霧化噴嘴噴射于煙道中，與煙道氣中SO3充分混合反應，以脫除煙道氣中的SO3。

公開號為CN104591460A的中國發(fā)明專利于2015年05月06日公開了一種脫硝催化劑清洗再生廢水廢渣的處理裝置及處理工藝，包括廢水緩沖沉淀池、酸堿加藥箱、超聲波霧化噴嘴、廢水旋流器、液體輸送泵、除塵器、酸堿供給管和底流回流管，清洗再生廢水輸送管和底渣輸送管均連接在廢水緩沖沉淀池上，酸堿加藥箱通過酸堿供給管連接在廢水緩沖沉淀池上。本處理工藝包括如下步驟：將脫硝催化劑清洗再生廢水輸送到廢水緩沖沉淀池中；調(diào)節(jié)pH值；靜置沉淀；對上清液進行固液分離；將溢流濾液霧化，噴入除塵器。

以上兩個方案雖然均采用了以廢治廢，以降低廢水廢棄治理成本的思路，但在實際使用中，需要其它領域的廢水或者廢氣，其中包含了運輸成本，收集成本，設備制造成本等，造成治理成本依然較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種利用陽極爐余熱處理含銅廢水的方法，利用煙氣余熱為熱源，節(jié)省了能源消耗，運行中降低了陽極爐煙氣溫度，減輕了后續(xù)煙氣降溫設備的運行負荷，節(jié)省其運行電耗、水耗，對含銅廢水無害化處置的同時有效回收了廢水的有價金屬成分。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種利用陽極爐余熱處理含銅廢水的方法，包括廢水處理系統(tǒng)，所述廢水處理系統(tǒng)包括廢水處理池、廢水輸送泵、霧化噴槍、陽極爐煙道、溫度檢測裝置、煙氣降溫設備和除塵器；

包括以下方法：

含銅廢水在廢水處理池中的經(jīng)過初步清理；

溫度檢測裝置檢測陽極爐煙道內(nèi)的溫度達到預設值后，廢水輸送泵啟動將初步清理后的含銅廢水增壓輸送至霧化噴槍，含銅廢水經(jīng)過霧化噴槍霧化成小顆粒液滴后噴入到陽極爐煙道；

小顆粒液滴中水分迅速被陽極爐煙道內(nèi)煙氣的高溫蒸發(fā)汽化，小顆粒液滴攜帶的銅和其它重金屬成分轉(zhuǎn)變?yōu)闊焿m，經(jīng)過煙氣降溫設備降溫后，最終被除塵器捕集回收。

上述方案的優(yōu)點在于，其一，實現(xiàn)了廢水零排放，對含銅廢水無害化處置的同時有效回收了廢水的有價金屬成分；

二是總體運行費用低，利用煙氣余熱為熱源，節(jié)省了能源消耗，運行中降低了陽極爐煙氣溫度，減輕了后續(xù)煙氣降溫設備的運行負荷，節(jié)省其運行電耗、水耗；

三是系統(tǒng)流程簡短、造價低，不影響陽極爐生產(chǎn)主系統(tǒng)，應用難度?。?/span>

四是處理能力大：含銅廢水處理系統(tǒng)造價低，占地小，處理能力可按雨季廢水產(chǎn)生量的峰值設計，實現(xiàn)含銅廢水的全數(shù)收集、及時處置，消除了廢水外溢的環(huán)境風險。

進一步的，所述廢水處理系統(tǒng)包括與所述廢水處理池連接的廢水收集池，所述廢水收集池收集渣場地表的含銅廢水，并通過排水管或者潛水泵將收集的含銅廢水輸送到廢水處理池中進行初步清理；所述廢水處理池包括沉淀池和調(diào)節(jié)池，沉淀池沉降分離含銅廢水中的污泥與大顆粒雜質(zhì)，沉淀池與調(diào)節(jié)池之間設有溢流孔，待沉淀池水位達到上限后經(jīng)過溢流孔自流入調(diào)節(jié)池；調(diào)節(jié)池內(nèi)的含銅廢水容量達到一定量后，溫度檢測裝置檢測陽極爐煙道內(nèi)的溫度達到預設值后，啟動廢水輸送泵；通過溫度檢測裝置與廢水輸送泵聯(lián)動，自動控制含銅廢水的進流量，減少人工操作步驟，降低人工成本。

進一步的，所述廢水輸送泵與廢水處理池之間設有第一進水管，所述第一進水管連接過濾器，過濾器為Y型，通過設置過濾器，避免細砂堵住霧化噴槍。

進一步的，所述陽極爐煙道依次連接煙氣降溫設備和除塵器，所述溫度檢測裝置包括前熱電偶、后熱電偶，所述前熱電偶設于所述霧化噴槍的前側(cè)，所述后熱電偶設于所述煙氣降溫設備的進口處；所述前熱電偶測得煙道內(nèi)溫度高于預設值時，啟動所述廢水輸送泵；根據(jù)所述后熱電偶的測得的溫度值，調(diào)節(jié)所述霧化噴槍噴入的含銅廢水的流量，以控制煙氣降溫設備進口溫度規(guī)定范圍內(nèi)，通過前熱電偶與廢水輸送泵結(jié)合應用，充分利用煙氣余熱，避免溫度過低導致回收效率低或者分離不徹底，通過后熱電偶與霧化噴槍結(jié)合應用，避免進入煙氣降溫設備的煙氣溫度過低或者過高，提高設備運行效率或者保護煙氣降溫設備。

進一步的，所述霧化噴槍包括進水口、進氣口以及噴嘴，所述霧化噴槍與所述陽極爐煙道外壁固定安裝，所述噴嘴插入于所述陽極爐煙道內(nèi)，所述進水口通過第二進水管連接廢水輸送泵，所述第二進水管設有水壓表和流量計，所述進氣口通過壓縮空氣管連接外部氣源，所述壓縮空氣管設有氣壓表。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、實現(xiàn)了廢水零排放，對含銅廢水無害化處置的同時有效回收了廢水的有價金屬成分；

2、總體運行費用低，利用煙氣余熱為熱源，節(jié)省了能源消耗，運行中降低了陽極爐煙氣溫度，減輕了后續(xù)煙氣降溫設備的運行負荷，節(jié)省其運行電耗、水耗；

3、系統(tǒng)流程簡短、造價低，不影響陽極爐生產(chǎn)主系統(tǒng)，應用難度??；

4、處理能力大：含銅廢水處理系統(tǒng)造價低，占地小，處理能力可按雨季廢水產(chǎn)生量的峰值設計，實現(xiàn)含銅廢水的全數(shù)收集、及時處置，消除了廢水外溢的環(huán)境風險。

附圖說明

圖1為本發(fā)明廢水處理系統(tǒng)的示意圖；

圖中：1、廢水處理池；2、廢水輸送泵；3、霧化噴槍；4、陽極爐煙道；5、煙氣降溫設備；6、除塵器；7、廢水收集池；8、沉淀池；9、調(diào)節(jié)池；10、第一進水管；11、第二進水管；12、前熱電偶；13、后熱電偶；14、壓縮空氣管。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動條件下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“左”、“右”、“頂部”、“底部”、“內(nèi)”、“外”、“水平”、“垂直”等指示的方位或位置關系為均基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

如圖1所示，一種利用陽極爐余熱處理含銅廢水的方法，包括廢水處理系統(tǒng)，所述廢水處理系統(tǒng)包括廢水處理池1、廢水輸送泵2、霧化噴槍3、陽極爐煙道4、溫度檢測裝置、煙氣降溫設備5和除塵器6，其中廢水輸送泵2為離心泵，規(guī)格為2m 3/h，揚程82m；

包括以下方法：

含銅廢水在廢水處理池1中的經(jīng)過初步清理；

溫度檢測裝置檢測陽極爐煙道4內(nèi)的溫度達到預設值后，廢水輸送泵2啟動將初步清理后的含銅廢水增壓到0.4MPa輸送至霧化噴槍3，含銅廢水經(jīng)過霧化噴槍3霧化成小顆粒液滴后噴入到陽極爐煙道4；

小顆粒液滴中水分迅速被陽極爐煙道4內(nèi)煙氣的高溫蒸發(fā)汽化，小顆粒液滴攜帶的銅和其它重金屬成分轉(zhuǎn)變?yōu)闊焿m，經(jīng)過煙氣降溫設備5降溫后，最終被除塵器6捕集回收。

上述方案的優(yōu)點在于，其一，實現(xiàn)了廢水零排放，對含銅廢水無害化處置的同時有效回收了廢水的有價金屬成分；

二是總體運行費用低，利用煙氣余熱為熱源，節(jié)省了能源消耗，運行中降低了陽極爐煙氣溫度，減輕了后續(xù)煙氣降溫設備5的運行負荷，節(jié)省其運行電耗、水耗；

三是系統(tǒng)流程簡短、造價低，不影響陽極爐生產(chǎn)主系統(tǒng)，應用難度小。

四是處理能力大：含銅廢水處理系統(tǒng)造價低，占地小，處理能力可按雨季廢水產(chǎn)生量的峰值設計，實現(xiàn)含銅廢水的全數(shù)收集、及時處置，消除了廢水外溢的環(huán)境風險。

進一步的，所述廢水處理系統(tǒng)包括與所述廢水處理池1連接的廢水收集池7，所述廢水收集池7收集渣場地表的含銅廢水，并通過排水管或者潛水泵將收集的含銅廢水輸送到廢水處理池1中進行初步清理；所述廢水處理池1包括沉淀池8和調(diào)節(jié)池9，沉淀池8的容積為3m 3，調(diào)節(jié)池9的容積為15m 3，沉淀池8沉降分離含銅廢水中的污泥與大顆粒雜質(zhì)，沉淀池8與調(diào)節(jié)池9之間設有溢流孔，待沉淀池8水位達到上限后經(jīng)過溢流孔自流入調(diào)節(jié)池9；調(diào)節(jié)池9內(nèi)的含銅廢水容量達到一定量后，溫度檢測裝置檢測陽極爐煙道4內(nèi)的溫度達到預設值后，啟動廢水輸送泵2；通過溫度檢測裝置與廢水輸送泵2聯(lián)動，自動控制含銅廢水的進流量，減少人工操作步驟，降低人工成本。

進一步的，所述廢水輸送泵2與廢水處理池1之間設有第一進水管10，所述第一進水管10連接過濾器，過濾器為Y型，通過設置過濾器，避免細砂堵住霧化噴槍3。

進一步的，所述陽極爐煙道4依次連接煙氣降溫設備5和除塵器6，所述溫度檢測裝置包括前熱電偶12、后熱電偶13，前熱電偶12和后熱電偶13的量程為0～1300℃，所述前熱電偶12設于所述霧化噴槍3的前側(cè)，所述前熱電偶12設于所述煙氣降溫設備5的進口處；所述前熱電偶12測得煙道內(nèi)溫度高于預設值為600℃時，啟動所述廢水輸送泵2；根據(jù)所述后熱電偶13的測得的溫度值，調(diào)節(jié)所述霧化噴槍3噴入的含銅廢水的流量，以控制煙氣降溫設備5進口溫度在800～900℃范圍內(nèi)，通過后熱電偶12與廢水輸送泵2結(jié)合應用，充分利用煙氣余熱，避免溫度過低導致回收效率低或者分離不徹底，通過后熱電偶13與霧化噴槍3結(jié)合應用，避免進入煙氣降溫設備5的煙氣溫度過低或者過高，提高設備運行效率或者保護煙氣降溫設備5。

進一步的，所述霧化噴槍3包括進水口、進氣口以及噴嘴，所述霧化噴槍3與所述陽極爐煙道4外壁固定安裝，所述噴嘴插入于所述陽極爐煙道4內(nèi)，所述進水口通過第二進水管11連接廢水輸送泵2，所述第二進水管11設有水壓表和流量計，所述進氣口通過壓縮空氣管14連接外部氣源，所述壓縮空氣管14設有氣壓表，其中壓縮空氣的壓力值設置為0.3MPa～0.5MPa，最大廢水流量為66L/min。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。

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