本发明专利技术提供了一种二次铝灰脱氮装置系统及方法，所述装置系统包括反应单元和尾气吸收单元；所述反应单元包括球磨装置；所述球磨装置上设置有蒸汽进气管和氨气排气管；所述氨气排气管与所述尾气吸收单元相连接。所述装置系统为带温球磨装置，所述球磨装置的夹层通过蒸汽加热将反应物料加热并进行球磨混合，实现氮化铝快速水解，产生氨气通过氨气排气管顺利排入尾气吸收单元，利于二次铝灰快速反应；所述尾气吸收单元将氨气转化为氨水；通过加热湿磨实现二次铝灰中氮化铝的高效脱除并同时实现脱除过程中产生的氨气同步排放。脱除过程中产生的氨气同步排放。脱除过程中产生的氨气同步排放。
【技术实现步骤摘要】
一种二次铝灰脱氮装置系统及方法
[0001]本专利技术属于危险废物安全处置及资源化利用领域，尤其涉及一种二次铝灰脱氮装置系统及方法。
技术介绍
[0002]二次铝灰是电解铝、铝加工和铝再生行业产生的危险废弃物，年排放量400多万吨。二次铝灰中因氮化铝的存在，遇水释放刺激性氨气，造成严重的环境污染。国家危险废物名录将二次铝灰规定为具有反应特性的危险废弃物。高效脱除二次铝灰中氮化铝是实现其资源化利用的必然条件。
[0003]目前二次铝灰脱氮处理的方法大体可以分为火法脱氮、湿法机械搅拌脱氮和湿法球磨脱氮三种方法。CN111170325A公开了一种铝灰脱氮固氟同步制备沸石的方法，所述方法将二次铝灰和反应药剂混合后通过高温焙烧使氮化铝转化成氧化铝和氮气，实现氮化物的脱除，所述反应药剂包括含氧化钠和/或氧化钾物料、含氧化钙和/或氧化镁物料以及生物质碳物料。所述方法虽然可以实现氮化铝的高效脱除，但仍需额外添加反应药剂，且铝灰成分复杂，焙烧过程氯化物容易挥发，造成严重的设备损耗和大气污染，运行成本高。CN109647853A公开了一种铝灰无害化资源化综合处理系统及其处理方法，所述处理方法采用提炼金属铝
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脱氮固氟
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浮选
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焙烧制备氧化铝和电解质的全流程铝灰资源化利用。所述处理方法将铝灰进行充分回收利用，利用率高，但所述方法需要使用固氟剂、捕捉剂和起泡剂，增加了处理成本；CN110304646A公开了一种从铝灰中高效分离氟、氯、氮成分联产氧化铝精矿的方法，所述方法通过铝灰与水混合反应脱氮，将氮化铝转化成氨气，氨气通过碱液吸收，所述方法可以实现氮化铝水解脱除二次铝灰中的氮化物，通过加热机械搅拌的方式实现氮化铝高效脱除，但存在反应不彻底，氮化铝残留较多、水耗较大、反应时间较长等问题。
[0004]目前现有设备未能实现氮化物高效脱除以及脱除过程中尾气的同步排放，严重影响工艺的可操作性，给生产运转带来了很大的压力。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种二次铝灰脱氮装置系统及方法，所述装置系统解决了设备腐蚀严重、氮化物脱除不彻底、耗水量大以及废水排放量大等问题，通过开发带温球磨装置，经过加热湿磨实现二次铝灰中氮化铝的高效脱除。
[0006]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术目的之一在于提供一种二次铝灰脱氮装置系统，所述装置系统包括反应单元和尾气吸收单元；
[0008]所述反应单元包括球磨装置；
[0009]所述球磨装置上设置有蒸汽进气管和氨气排气管；
[0010]所述氨气排气管与所述尾气吸收单元相连接。
[0011]本专利技术中，所述球磨装置设置有蒸汽进气管，球磨装置的夹层通过蒸汽加热，球磨装置内部装填反应物料进行球磨混合，实现氮化铝快速水解，所述球磨装置设置有氨气排气管，产生氨气通过排气管顺利排入尾气吸收单元，利于二次铝灰快速反应；所述尾气吸收单元将氨气转化为氨水。
[0012]作为本专利技术优选的技术方案，所述球磨装置上还设置有蒸汽冷凝液排液管和温度监测组件。
[0013]优选地，所述球磨装置内部设置有过滤网。
[0014]优选地，所述球磨装置的上部设置有进/出料口。
[0015]本专利技术中，所述反应单元通过蒸汽加热物料，蒸汽冷凝液通过虹吸原理流出。
[0016]作为本专利技术优选的技术方案，所述尾气吸收单元包括第一喷淋装置、第二喷淋装置、引风装置、第一吸收塔和第二吸收塔。
[0017]优选地，所述氨气排气管与第一吸收塔的进口连接。
[0018]优选地，所述第一吸收塔与第一喷淋装置连接.
[0019]优选地，所述第一喷淋装置的喷淋口设置于所述第一吸收塔内部靠近塔顶处。
[0020]优选地，所述第二吸收塔与第二喷淋装置连接。
[0021]优选地，所述第二喷淋装置的喷淋口设置于所述第二吸收塔内部靠近塔顶处。
[0022]优选地，所述第一吸收塔的出口与第二吸收塔的进口连接。
[0023]优选地，所述第一吸收塔的出口与第二吸收塔的进口连接的管路上设置有引风装置。
[0024]本专利技术目的之二在于提供一种二次铝灰脱氮的方法，所述方法利用如前所述的装置系统，具体包括：将二次铝灰和水加入到所述球磨装置中进行球磨同时利用蒸汽加热所述二次铝灰和水进行反应，产生的氨气通过氨气排气管排入尾气吸收单元，所述尾气吸收单元将氨气转化为氨水。
[0025]本专利技术中，所述二次铝灰和水的球磨和利用蒸汽加热同步进行；所述方法以湿法球磨替代机械搅拌使二次铝灰中氮化铝水解反应更加充分和彻底，同时产生的氨气及时排出球磨装置促进氮化铝水解。
[0026]作为本专利技术优选的技术方案，所述方法还包括：
[0027](1)将二次铝灰和水加入到球磨装置中进行球磨同时利用蒸汽加热所述二次铝灰和水进行反应，产生的氨气通过氨气排气管排入尾气吸收单元，打开引风装置、第一喷淋装置和第二喷淋装置，将氨气通过喷淋吸收转化为氨水；
[0028](2)步骤(1)所述反应的产物通过出料口卸入缓冲槽，经固液分离和洗涤得到脱氮滤饼和滤液；
[0029](3)将步骤(2)所述脱氮滤饼进行干燥处理得到高铝粉料，步骤(2)所述滤液进行蒸氨处理后回用于步骤(1)。
[0030]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述二次铝灰和水的质量比为1：(1
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5)，例如可以是1：1、1：1.5、1：2、1：2.5、1：3、1：3.5、1：4、1：4.5或1：5等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0031]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述球磨装置的转速为200
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800rpm，例如可以是200rpm、300rpm、400rpm、500rpm、600rpm、700rpm或800rpm等，但不限于所列举的数值，
数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0032]优选地，步骤(1)所述球磨装置的压力为
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0.09
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0.09MPa，例如可以是
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0.09MPa、
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0.08MPa、
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0.07MPa、
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0.06MPa、
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0.05MPa、
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0.04MPa、
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0.03MPa、
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0.02MPa、
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0.01MPa、0MPa、0.01MPa、0.02MPa、0.03MPa、0.04MPa、0.05MPa、0.06MPa、0.07MPa、0.08MPa或0.09MPa等，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0033]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述加热的温度为70
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100℃，例如可以是70℃、75℃、80℃、85℃、9本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二次铝灰脱氮装置系统，其特征在于，所述装置系统包括反应单元和尾气吸收单元；所述反应单元包括球磨装置；所述球磨装置上设置有蒸汽进气管和氨气排气管；所述氨气排气管与所述尾气吸收单元相连接。2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述球磨装置上还设置有蒸汽冷凝液排液管和温度监测组件；优选地，所述球磨装置内部设置有过滤网；优选地，所述球磨装置的上部设置有进/出料口。3.根据权利要求1或2所述的装置系统，其特征在于，所述尾气吸收单元包括第一喷淋装置、第二喷淋装置、引风装置、第一吸收塔和第二吸收塔；优选地，所述氨气排气管与第一吸收塔的进口连接；优选地，所述第一吸收塔与第一喷淋装置连接；优选地，所述第一喷淋装置的喷淋口设置于所述第一吸收塔内部靠近塔顶处；优选地，所述第二吸收塔与第二喷淋装置连接；优选地，所述第二喷淋装置的喷淋口设置于所述第二吸收塔内部靠近塔顶处；优选地，所述第一吸收塔的出口与第二吸收塔的进口连接；优选地，所述第一吸收塔的出口与第二吸收塔的进口连接的管路上设置有引风装置。4.一种二次铝灰脱氮的方法，其特征在于，所述方法利用如权利要求1
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3任一项所述的装置系统，具体包括：将二次铝灰和水加入到所述球磨装置中进行球磨同时利用蒸汽加热所述二次铝灰和水进行反应，产生的氨气通过氨气排气管排入尾气吸收单元，所述尾气吸收单元将氨气转化为氨水。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：(1)将二次铝灰和水加入到球磨装置中进行球磨同时利用蒸汽加热所述二次铝灰和水进行反应，产生的氨气通过氨气排气管排入...
【专利技术属性】
技术研发人员：李占兵，李会泉，李少鹏，刘青青，武文粉，陈艳，何珊，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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