專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鉛酸蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中鉛煙的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉛酸蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中鉛煙的處理方法，尤其涉及一種無(wú)機(jī)膜法處理鉛酸蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的鉛煙的方法，其滲透?jìng)?cè)的潔凈氣體符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接排放到大氣中，回收的鉛塵顆粒經(jīng)處理后可得到醋酸鉛。
背景技術(shù)：
鉛酸蓄電池是世界上產(chǎn)量最大、用途最廣的電池，它所消耗的鉛占全球總耗鉛量的82%。中國(guó)已經(jīng)成為世界上最大的鉛酸蓄電池制造、出口大國(guó)，更是鉛酸蓄電池的消費(fèi)大國(guó)。生產(chǎn)酸鉛蓄電池需要進(jìn)行鉛零件的選擇與加工，其中鉛焊條和極柱是由專(zhuān)用模具 澆鑄而成的，其溫度可達(dá)到450°C，在高溫熔化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生兩種工業(yè)毒物一種是鉛熔液表面與空氣中的氧作用后產(chǎn)生的鉛和多種氧化鉛粉塵的松散混合物，通常稱(chēng)為鉛渣；二是空氣、鉛蒸氣和多種氧化鉛粉塵的混合物，通常稱(chēng)為鉛煙。鉛煙的顆粒極小(平均粒徑約為O. 5 μ m，真比重為5. 43 6. 96，假比重約為I. 18)，呈氣溶膠狀態(tài)，長(zhǎng)期飄浮在空氣中，造成大氣污染，對(duì)人體健康造成極大危害。車(chē)間空氣中最高容許濃度為0.03mg/m3。一般當(dāng)空氣中鉛的濃度達(dá)到千萬(wàn)分之一、地面水中鉛含量超過(guò)O. lmg/L、人體血液中鉛含量超過(guò)O. I O. 15mg/L時(shí)，就會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，引起鉛中毒。因此，保護(hù)環(huán)境，減少鉛污染，一直是人們重視的課題。目前的鉛煙塵治理工藝主要分干法和濕法兩種。干法工藝有超細(xì)玻璃纖維過(guò)濾法、靜電法以及布袋除塵法等；超細(xì)玻璃纖維過(guò)濾法屬于終端過(guò)濾，過(guò)濾效率可達(dá)99. 34%，但是由于其成分中含有鉀、鈉、鉛等物質(zhì)，很容易斷碎造成堵塞；靜電法成本較高，不適合在中小規(guī)模企業(yè)應(yīng)用且對(duì)超細(xì)粉塵捕集效率不高，大約在92、3%左右；布袋除塵器應(yīng)用范圍主要受濾料的耐溫、耐腐蝕性等的限制，一般僅限于250°C以下；且除塵效率可達(dá)99%，但仍達(dá)不到鉛酸蓄電池過(guò)程中鉛煙排放標(biāo)準(zhǔn)，濾袋易損壞，需經(jīng)常更換。濕法凈化工藝又分為物理凈化法和化學(xué)法凈化兩類(lèi)。水吸收法屬于物理凈化法，是目前最簡(jiǎn)單的方法?；瘜W(xué)凈化法以醋酸液、堿液作為吸收液，吸收液循環(huán)使用，達(dá)到凈化和回收的目的。濕法除塵會(huì)產(chǎn)生廢水，形成二次污染，鉛煙中的鉛和氧化鉛顆?；瘜W(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定且不溶于水，而且是親水性小的粉塵，因此水只能洗滌煙氣中較大粒徑的顆粒，對(duì)呈氣溶膠狀態(tài)的鉛煙的凝聚作用和吸收效果較差，除塵效率在96、9%之間，現(xiàn)已逐漸被淘汰。專(zhuān)利CN2123360公布了一種鉛煙凈化器，該凈化器通過(guò)顆粒床層、噴淋水管和布袋來(lái)凈化鉛煙，適用于小規(guī)模熔鉛作業(yè)；專(zhuān)利CN2388998的公開(kāi)了一種鉛煙凈化裝置，該裝置主要采用濕法除塵，對(duì)環(huán)境污染較大。目前關(guān)于鉛煙處理的專(zhuān)利多偏向于小規(guī)模鉛煙處理裝置，且多為濕法除塵與布袋過(guò)濾相結(jié)合，處理量小，會(huì)產(chǎn)生二次廢水污染，且布袋的高溫應(yīng)用范圍較窄、強(qiáng)度較低會(huì)給鉛煙處理帶來(lái)局限性。
無(wú)機(jī)膜過(guò)濾器則克服了上述缺點(diǎn)，無(wú)機(jī)膜在擁有較高的過(guò)濾精度的同時(shí)具有強(qiáng)度高、耐高溫及耐酸堿腐蝕性能，且不會(huì)造成二次污染。本發(fā)明采用膜過(guò)濾來(lái)進(jìn)行氣固分離，分離效率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可應(yīng)用于工業(yè)化大生產(chǎn)，在減輕環(huán)保壓力的同時(shí)也回收了附加值高的鉛顆粒，實(shí)現(xiàn)廢物再利用，真正做到節(jié)能減排。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了處理鉛酸蓄電池 生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的高溫鉛煙，避免其中的毒物如氧化鉛等污染大氣，危害人類(lèi)等生物的健康，同時(shí)回收鉛煙中有價(jià)值的鉛塵顆粒而提供了一種鉛酸蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中鉛煙的處理方法。本方法利用新興的膜分離技術(shù)，簡(jiǎn)便快捷、高效節(jié)能的處理鉛煙廢氣，實(shí)現(xiàn)鉛塵顆粒的資源化利用，以解決現(xiàn)有鉛煙處理工藝流程長(zhǎng)、操作復(fù)雜，成本昂貴等問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種鉛酸蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中鉛煙的處理方法，其具體步驟如下A)將鉛酸蓄電池工序過(guò)程中由澆鑄鉛焊條和極柱所產(chǎn)生的鉛煙a經(jīng)風(fēng)機(jī)I輸送至無(wú)機(jī)膜過(guò)濾器II，得到滲透?jìng)?cè)潔凈氣體b直接排出，濃塵側(cè)鉛塵顆粒c沉降至過(guò)濾器底部，進(jìn)入下一道工序；B)將上述鉛塵顆粒c投入到含有醋酸溶液d的反應(yīng)罐III中生成醋酸鉛溶液e ；C)醋酸鉛溶液e經(jīng)蒸發(fā)器IV進(jìn)行濃縮得到醋酸鉛濃縮液f ；D)醋酸鉛濃縮液f經(jīng)真空干燥箱V干燥后得到醋酸鉛固體g。其中所述的鉛煙，其固體顆粒質(zhì)量濃度為0. 03 5000mg/m3，顆粒粒徑在O. 01
4μ m之間，平均粒徑為O. 5 μ m左右，鉛煙溫度為20(T700°C。步驟A)中的無(wú)機(jī)膜過(guò)濾器中所用的膜元件為陶瓷、金屬或金屬?gòu)?fù)合材料構(gòu)成的管式膜；膜管通道直徑為4-60_ ;膜構(gòu)型為單管或多通道；膜的平均孔徑為O. 0Γ4μπι ;無(wú)機(jī)膜終端過(guò)濾器的過(guò)濾壓力O. Γ0. 5MPa。鉛煙溫度一般為20(T700°C，因此步驟A)的操作溫度也為20(T700°C。優(yōu)選步驟B)所述的醋酸溶液的質(zhì)量濃度為O. 5-3%。步驟A)中的膜過(guò)濾器設(shè)有反沖裝置，膜通量下降至初始通量的40飛0%時(shí)，反吹裝置自動(dòng)運(yùn)行，采用脈沖反吹技術(shù)去除無(wú)機(jī)膜表面形成的濾餅。有益效果(I)采用膜分離技術(shù)為主的工藝處理鉛酸蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的高溫鉛煙，使出口氣體達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，避免了污染大氣環(huán)境，同時(shí)回收了鉛煙中有用的鉛塵顆粒，工藝先進(jìn)，流程短，操作簡(jiǎn)單，能耗低，回收效率高。(2)本工藝流程中反沖氣體來(lái)自于分離后的潔凈氣體，其溫度和過(guò)濾體系的溫度相當(dāng)，在高溫氣固相反應(yīng)分離時(shí)，反吹氣體不需要另外加熱，節(jié)省了能耗。( 3 )本發(fā)明工業(yè)用水量少，無(wú)廢水排放，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。(3)膜分離精度高，并易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化操作。(4)本發(fā)明不僅適合鉛酸蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的高溫鉛煙的回收處理，也適用于其他鉛件澆鑄過(guò)程中產(chǎn)生的高溫鉛煙的處理。


圖I為本發(fā)明所述的鉛酸蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中處理鉛煙的工藝流程圖；其中，I-風(fēng)機(jī)，II-無(wú)機(jī)膜終端過(guò)濾器，III-反應(yīng)罐，IV-蒸發(fā)器，V-真空干燥箱，VI-氣體壓縮機(jī)，a-鉛煙，b-潔凈氣體，C-鉛塵顆粒，d-醋酸溶液，Θ-醋酸鉛溶液，f-醋酸鉛濃縮液，g-醋酸鉛固體。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :本實(shí)施例說(shuō)明利用本發(fā)明所述的一種鉛酸蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的鉛煙的處理方法，如圖I所示，主要包括以下步驟。(I)鉛酸蓄電池工序過(guò)程中由澆鑄鉛焊條和極柱所產(chǎn)生的鉛煙a經(jīng)風(fēng)機(jī)I輸送至無(wú)機(jī)膜過(guò)濾器II，鉛煙顆粒平均粒徑為O. 5 μ m，無(wú)機(jī)膜過(guò)濾元件選用平均孔徑為O. 2 μ m的氧化鋁膜，膜管通道直徑為4_，19通道，過(guò)濾壓力(跨膜壓差)為O. IMPa,進(jìn)料側(cè)氣體溫度為350°C，粉塵濃度為387mg/m3，過(guò)濾起始時(shí)刻膜管通量為20m3/m2h，滲透?jìng)?cè)潔凈氣體b的粉塵含量為O. 001mg/m3，達(dá)到鉛塵排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排出，濃塵側(cè)鉛塵顆粒c沉降至過(guò)濾器底部，排出過(guò)濾器；本發(fā)明中，當(dāng)膜管通量降至10m3/m2h時(shí)，反沖裝置自動(dòng)啟動(dòng)，反沖氣體i由滲透?jìng)?cè)潔凈氣體b經(jīng)氣體壓縮機(jī)VI壓縮而得，對(duì)無(wú)機(jī)膜過(guò)濾器進(jìn)行反沖清洗，使得濾餅脫落沉降至過(guò)濾器底部，排出過(guò)濾器；2)將上述鉛塵顆粒c投入到含質(zhì)量濃度為2%的醋酸溶液d的反應(yīng)罐III中生成醋酸鉛溶液e ；3)醋酸鉛溶液e經(jīng)蒸發(fā)器IV濃縮后得到醋酸鉛濃縮液f ;4)醋酸鉛濃縮液f經(jīng)真空干燥器V干燥后得到醋酸鉛固體g。本實(shí)施例對(duì)鉛塵的回收率達(dá)99. 99%ο實(shí)施例2 以江蘇某蓄電池公司所產(chǎn)生的高溫鉛煙為例，溫度為390°C，粉塵濃度為O. 03mg/m3，顆粒平均粒徑為O. 05 μ m，膜元件選用平均孔徑為O. 01 μ m的氧化鋯膜，膜管通道直徑為4mm,單管，過(guò)濾壓力降O. 5MPa，滲透?jìng)?cè)氣體中未檢測(cè)到粉塵，滲透?jìng)?cè)氣體排出，達(dá)到鉛塵排放標(biāo)準(zhǔn)，截留側(cè)鉛塵顆粒投入到質(zhì)量濃度為O. 7%的醋酸溶液中。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行30小時(shí)，無(wú)需對(duì)膜管進(jìn)行反沖。醋酸鉛溶液經(jīng)蒸發(fā)器濃縮后得到醋酸鉛濃縮液，再經(jīng)真空干燥器干燥后得到醋酸鉛固體。本實(shí)施例對(duì)鉛塵的回收率達(dá)100%。實(shí)施例3 以江蘇某公司所產(chǎn)生的高溫鉛煙為例，溫度700°C，粉塵濃度為2570mg/m3，顆粒粒徑為I μ m，膜元件選用平均孔徑為O. 5μπι的堇青石陶瓷膜，膜管通道直徑為40_，過(guò)濾起始時(shí)刻膜管通量為100m3/m2h，過(guò)濾壓力O. IMPa，滲透?jìng)?cè)氣體粉塵含量為O. 001mg/m3，滲透?jìng)?cè)氣體排出，達(dá)到鉛塵排放標(biāo)準(zhǔn)，截留側(cè)鉛塵顆粒投入到質(zhì)量濃度為3%的醋酸溶液中。膜管通量降至40m3/m2h時(shí)，反沖裝置自動(dòng)開(kāi)啟，反沖氣體對(duì)無(wú)機(jī)膜過(guò)濾器進(jìn)行反沖清洗，使得濾餅脫落沉降至過(guò)濾器底部，排出過(guò)濾器。醋酸鉛溶液經(jīng)蒸發(fā)器濃縮后得到醋酸鉛濃縮液，再經(jīng)真空干燥器干燥后得到醋酸鉛固體。本實(shí)施例對(duì)鉛塵的回收率達(dá)99. 99%。
實(shí)施例4 以某公司所產(chǎn)生的高溫鉛煙為例，溫度200°C，粉塵濃度為5000mg/m3，顆粒粒徑為
5μ m,膜元件選用平均孔徑為4 μ m的氧化鋁陶瓷膜，膜管通道直徑為6_，19通道，過(guò)濾壓力O. IMPa,滲透?jìng)?cè)氣體粉塵含量為O. 03mg/m3,滲透?jìng)?cè)氣體排出，達(dá)到鉛塵排放標(biāo)準(zhǔn),截留側(cè)鉛塵顆粒投入到質(zhì)量濃度為3%的醋酸溶液中。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行20小時(shí)，無(wú)需對(duì)膜管進(jìn)行反沖。醋 酸鉛溶液經(jīng)蒸發(fā)器濃縮后得到醋酸鉛濃縮液，再經(jīng)真空干燥器干燥后得到醋酸鉛固體。本實(shí)施例對(duì)鉛塵的回收率達(dá)100%。
權(quán)利要求
1.一種鉛酸蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的鉛煙的處理方法，具體步驟如下 A)將鉛酸蓄電池工序過(guò)程中由澆鑄鉛焊條和極柱所產(chǎn)生的鉛煙a經(jīng)風(fēng)機(jī)(I)輸送至無(wú)機(jī)膜終端過(guò)濾器(II)，滲透?jìng)?cè)潔凈氣體b直接排出，濃塵側(cè)鉛塵顆粒c沉降至過(guò)濾器底部進(jìn)入下一道工序； B)將上述鉛塵顆粒c投入到含有醋酸溶液d的反應(yīng)罐(III)中生成醋酸鉛溶液e； C)醋酸鉛溶液e經(jīng)蒸發(fā)器(IV)進(jìn)行濃縮得到醋酸鉛濃縮液f; D)醋酸鉛濃縮液f經(jīng)真空干燥箱(V)干燥后得到醋酸鉛固體g。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述的鉛酸蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的鉛煙，固體顆粒質(zhì)量濃度為O. 03 5000mg/m3。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟A)中無(wú)機(jī)膜終端過(guò)濾器中的無(wú)機(jī)膜元件為陶瓷、金屬或金屬?gòu)?fù)合材料構(gòu)成的管式膜；膜管通道直徑為4-60_ ;膜構(gòu)型為單管或多通道；膜的平均孔徑為O. 0Γ4μπι ;無(wú)機(jī)膜終端過(guò)濾器的過(guò)濾壓力O. Γ0. 5MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟B)中的醋酸溶液的質(zhì)量濃度為O. 5 3%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是步驟A)中的膜過(guò)濾器設(shè)有反沖裝置，膜通量下降至初始通量的4(Γ60%時(shí)，反吹裝置自動(dòng)運(yùn)行，采用脈沖反吹技術(shù)去除無(wú)機(jī)膜表面形成的濾餅。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉛酸蓄電池生產(chǎn)過(guò)程中鉛煙的處理方法，其具體步驟如下鉛酸蓄電池工序過(guò)程中澆鑄鉛焊條和極柱所產(chǎn)生的高溫鉛煙進(jìn)入無(wú)機(jī)膜過(guò)濾器，通過(guò)無(wú)機(jī)膜的篩分作用進(jìn)行氣固分離；經(jīng)無(wú)機(jī)膜過(guò)濾器凈化后的潔凈氣體直接排出；截留的鉛塵顆粒經(jīng)濃縮側(cè)排出后進(jìn)入到稀醋酸溶液反應(yīng)，醋酸鉛溶液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器濃縮后，再通過(guò)真空干燥箱干燥后得到醋酸鉛固體，醋酸鉛固體可用于制備各種鉛鹽、抗污涂料、水質(zhì)防護(hù)劑、顏料填充劑、涂料干燥劑、纖維染色劑以及重金屬氰化過(guò)程的溶劑等。
文檔編號(hào)C07C53/10GK102908843SQ201210405410
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者邢衛(wèi)紅, 仲兆祥, 張峰, 徐南平 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)