申请日2012.12.10
公开(公告)日2015.10.07
IPC分类号B01D53/81; B01D53/48; B01D53/68
摘要
本发明涉及一种有效利用电镀污泥同时高效处理六氟化硫(SF6)污染的方法，属危险废弃物资源化及污染气体防治的环境保护技术领域。本发明以电镀污泥作为反应剂，在较低反应温度下高效分解净化六氟化硫气体。污染气体被处理后达到排放标准，可以直接排放进入大气。其反应机理在于电镀污泥由丰富的简单、复杂金属氧化物、氢氧化物和有机物组成，这些组分共同构成了一个高效处理六氟化硫污染气体的有机整体，使得电镀污泥有效反应并分解六氟化硫。本发明方法提供了一种有效资源化利用电镀污泥，并且简单、高效、安全处理六氟化硫污染气体的方法。
权利要求书
1.一种利用电镀污泥高效处理六氟化硫污染气体的方法，其特征在于，所述的电镀污泥，烘干后的主要金属成分为铁、锌、铬、镍、铜及镁，主要有机物成分为表面活性剂;其中铁的重量含量为10%-50%，所有金属的总重量含量为60%-70%;有机物的总重量含量为2%-5%;在反应器的反应过程中，其反应温度为400-800oC，其反应空速为3000-30000 h-1。
说明书
利用电镀污泥高效处理六氟化硫(SF6)污染气体的方法
技术领域
本发明涉及一种利用电镀污泥高效处理六氟化硫(SF6)污染气体的方法，属危险废弃物资源化利用及污染气体防治的环境保护技术领域。
技术背景
六氟化硫(SF6)是全球主要的温室气体之一。它具有极好的热稳定性，因此被广泛应用为绝缘气体、保护气体以及各种科学研究的示踪剂，大气排放量大。六氟化硫具有很强的温室效应能力，其温室效应潜能是CO2气体的23900倍，使其成为温室气体减排的重要目标。2010年，全球排放到大气中的SF6气体约7 Gg。现今全球大气中的SF6浓度已经从1975年的不到1ppt增加到了7ppt，SF6气体的治理问题迫在眉睫。在国内外，利用反应、催化将污染气体分解是被普遍接受的一种治理大气污染的方法，因此，寻找一种经济、高效的六氟化硫反应、催化剂成为防治其污染问题的可循之路。
电镀污泥是一种危险固体废弃物，来源于电镀废水。而电镀废水是指电镀生产过程中产生的废水，其中主要的污染物为各种金属离子，常见的有Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Cd、Hg、Fe、Mn、Sn、Au、Ag 等。这些污染物本身或其化合物在一定条件下会对生物都产生毒害作用，很多甚至是三致物质。化学沉淀法是使废水中呈溶解状态的金属转变为不溶于水的化合物的处理方法，广泛被电镀厂运用于自行处理电镀废水工艺过程，该法是一种成熟实用的处理技术，成本低且便于管理，处理后废水能达到排放标准。但是，化学沉淀法会产生大量的电镀污泥，具有处理难度大的特点。电镀污泥中的重金属虽然具有催化等运用前景，但是不易回收，缺少资源化利用手段。因此，急需寻找合适的电镀污泥安全处置及资源化利用方法。
为了解决六氟化硫急需治理、电镀污泥急需安全处理及利用的问题，本发明拟以电镀污泥作为反应剂，来净化六氟化硫污染气体。
发明内容
本发明的目的是提供一种有效资源化利用电镀污泥，同时高效处理六氟化硫(SF6)污染气体的方法。本发明一种利用电镀污泥高效处理六氟化硫污染气体的方法。其特征在于：所述的电镀污泥烘干后的主要金属成分为铁(Fe)、锌(Zn)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)及镁(Mg);主要有机物成分为表面活性剂;其中铁的最佳重量含量为10%-50%，所有金属最佳总重量含量为60%-70%;有机物最佳总重量含量为2%-5%;在反应器的反应过程中，反应温度为400-800oC;反应空速为3000-30000 h-1。
本说明一种利用电镀污泥高效处理六氟化硫污染气体的方法所用的装置，该装置为通用的装置，包括有收集管路1，处理气体2，刚玉反应器3，管式炉4，NaOH尾气收集液5。
本发明的主要工艺过程及过程中的相关说明如下所述：
(1)将电镀污泥制备成合适反应器大小的反应剂：
本发明中对于电镀污泥反应剂：主要金属成分为铁(Fe)、锌(Zn)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)及镁(Mg)，其它种类金属的存在不减弱反应效果;主要有机物成分为表面活性剂;为了发挥电镀污泥高效处理六氟化硫(SF6)污染气体的作用，电镀污泥反应剂中铁的最佳重量含量为10%-50%，所有金属最佳总重量含量为60%-70%;有机物最佳总重量含量为2%-5%。
根据实际运用及设备的现实需求：将电镀污泥制备成合适反应器大小的颗粒、多孔颗粒和固体，或者将电镀污泥附着于其它固体表面制备为反应剂，均能达到有效去除六氟化硫污染气体的作用;将电镀污泥与其它工业反应剂、催化剂进行混合后制备反应剂，均能达到有效去除六氟化硫污染气体的作用，在此情况下为了使电镀污泥高效发挥去除六氟化硫污染气体的作用，混合比例中电镀污泥的重量百分比为50%~100%。
(2)将电镀污泥反应剂填充入刚玉反应器中，反应器后接碱性尾气吸收液：
六氟化硫(SF6)分解的过程中可能会产生氟化氢(HF)等腐蚀性气体，因此，本发明使用刚玉或者以刚玉为内衬的防腐蚀性反应器。
为了吸收六氟化硫污染气体中产生的分解气体产物，如氟化氢(HF)，在反应器的最后，接入碱性尾气吸收液，使用如氢氧化钠(NaOH)或者氢氧化钙(Ca(OH)2)吸收液吸收尾气。
(3)将反应器加热至600oC;
本发明中反应温度范围为400~800oC， 在此温度范围内，电镀污泥均能正常发挥去除六氟化硫污染气体的效果;本发明中反应器最佳温度根据使用不同的电镀污泥反应剂而有所区别;在600 oC反应温度下，各种类电镀污泥均能达到高效去除六氟化硫污染气体的目的;使用本发明处理六氟化硫污染气体，反应最高温度不宜超过800oC。
(4)通入六氟化硫污染气体。
对于低浓度六氟化硫污染气体，例如10ppt，10ppm，通过电镀污泥反应剂，均能达到高效处理净化的目的;对于高浓度六氟化硫污染气体，例如50%，100%，通过电镀污泥反应剂，均能达到高效处理净化的目的。
在本发明中，控制反应空速在3000-30000 h-1范围内能使电镀污泥发挥高效去除六氟化硫污染气体的作用;根据此反应空速决定六氟化硫污染气体的运行流速及电镀污泥反应剂填料量(反应空速=气体流量/填料体积)。
(5)经过碱液吸收的处理后气体达到排放标准可以直接排入大气。
检测经过碱液吸收的气体中六氟化硫浓度，若其浓度达到大气排放标准，可以直接排入大气;如果其浓度尚未达到标准，可继续使用本方法进行处理。
随着处理的进行，电镀污泥 反应剂会慢慢失效，需要及时更换以取得良好的处理效果。电镀污泥失效时间进行可以通过六氟化硫气体浓度及电镀污泥填料量进行预测，预测规则为：每千克电镀污泥能处理约140克纯六氟化硫气体。
(6)电镀污泥处理六氟化硫污染气体的机理，在于电镀污泥中含有多种简单或者复杂金属氧化物、氢氧化物，如Fe2O3，Zn(OH)2，这些氧化物或者氢氧化物具有在高温下反应分解六氟化硫的能力。 同时，电镀污泥中含有各种有机物，如表面活性剂等，这些有机成分与氧化物、氢氧化物均匀混合、有机地结合在一起，并在高温反应过程中阻止氧化物或者氢氧化物烧结，继而防止了由于烧结而使反应不彻底，反应剂效率低下的问题。电镀污泥反应剂系统，不同于用简单氧化物、氢氧化物或者有机物处理六氟化硫的单纯效果叠加，其高效性能在于电镀污泥本身的特殊性，是氧化物、氢氧化物及有机物的有机整体，能够高效分解净化六氟化硫污染气体。