CN102560119A - 废铅酸蓄电池处理设备和工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种废铅酸蓄电池处理设备和工艺，废铅酸蓄电池处理设备包括：破碎分选装置；压滤装置；反应炉，反应炉具有下部构成熔池的炉腔，炉腔分成熔化区和还原区，隔墙的底部设有连通熔化区和还原区的通道，炉腔设有烟气的出烟口，熔化区加料口，还原区的顶壁上设有还原区加料口，放渣口和虹吸硬铅排放口，虹吸软铅排放口，熔化区喷枪口，还原区喷枪口；熔化区喷枪，和还原区喷枪。根据本发明的废铅酸蓄电池处理设备和工艺，能耗低、环保、热效率高、铅的直收率高、结构简单、过程连续，过程控制简单易于实现、且成本低。

Description

废铅酸蓄电池处理设备和工艺

技术领域

本发明涉及一种废铅酸蓄电池处理设备和工艺。

背景技术

废铅酸蓄电池由于含有铅和酸，处理不当会对环境造成污染。传统废铅蓄电池处理是首先进行破碎分选，分选出的含铅物料采用火法进行处理，国内常用反射炉、短窑等冶金设备进行间断熔炼。

上述传统的冶金设备处理废铅蓄电池，都是分炉次地间断进行，连续性差，机械化程度低，能耗高，生产条件差，生产规模受限，无法满足目前的生产规模和环保要求。此外，传统废铅酸蓄电池处理设备只能得到硬铅。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能耗低、环保、热效率高、铅的直收率高、结构简单、过程连续，过程控制简单易于实现、且成本低的连续式废铅酸蓄电池处理设备。

本发明的另一目的在于提出一种连续式的废铅酸蓄电池处理工艺。

根据本发明实施例的废铅酸蓄电池处理设备包括：破碎分选装置，所述破碎分选装置用于破碎废铅酸蓄电池且将破碎后的废铅酸蓄电池分选为铅屑、铅膏和非含铅物料；压滤装置，所述压滤装置与所述破碎分选装置相连，用于压滤所述铅膏；反应炉，所述反应炉具有炉腔，所述炉腔的下部构成熔池，所述炉腔内设有隔墙以将所述炉腔分成熔化区和还原区，所述隔墙的底部设有连通所述熔化区和还原区的通道，所述炉腔的顶壁上设有用于排出所述熔化区和所述还原区内的烟气的出烟口，所述熔化区的顶壁上设有用于加入所述压滤后的铅膏的熔化区加料口，所述还原区的顶壁上设有还原区加料口，所述还原区的炉壁上设有放渣口和虹吸硬铅排放口，所述熔化区的炉壁上设有虹吸软铅排放口，所述熔化区的侧壁上设有熔化区喷枪口，且所述还原区的侧壁上设有还原区喷枪口；熔化区喷枪，所述熔化区侧吹喷枪***到所述熔化区喷枪口内，用于将燃料和氧气或富氧空气和喷入到所述熔化区的熔池内；和还原区喷枪，所述还原区喷枪***到所述还原区喷枪口内，用于将燃料和氧气或富氧空气喷入到所述还原区的熔池内。

根据本发明的废铅酸蓄电池处理设备，能耗低、环保、热效率高、铅的直收率高、结构简单、过程连续，过程控制简单易于实现、且成本低。

在本发明的一些实施例中，所述虹吸硬铅排放口邻近所述炉腔的纵向一端，所述虹吸软铅排放口邻近所述炉腔的纵向另一端。

在本发明的一些实施例中，所述熔化区内设有邻近所述虹吸软铅排放口的熔化区沉淀区，所述还原区内设有邻近所述虹吸硬铅排放口的还原区沉淀区。

在本发明的一些实施例中，所述炉腔的底面形成为在所述反应炉的纵向上中间高两端低的斜面。

在本发明的一些实施例中，所述炉腔的底壁的横截面为下凹的弧形。

在本发明的一些实施例中，所述放渣口设在所述反应炉的邻近所述还原区的纵向一端，且在所述反应炉的邻近所述熔化区的纵向另一端设有备用放渣口。

在本发明的一些实施例中，所述出烟口处设有冷却水套。

在本发明的一些实施例中，所述还原区的侧壁上设有二次风口。

在本发明的一些实施例中，所述反应炉的炉壁内在渣线处设有冷却装置。

在本发明的一些实施例中，所述隔墙内设有冷却通道。

在本发明的一些实施例中，废铅酸蓄电池处理设备还包括与所述出烟口相连的余热锅炉和与所述余热锅炉相连的电收尘器。

根据本发明实施例的利用废铅酸蓄电池处理设备进行的废铅酸蓄电池处理工艺包括以下步骤：将熔剂和废铅蓄电池破碎分选得到的铅膏进行压滤后加入到所述炉腔的熔化区内；

从所述反应炉的侧面向所述熔化区内喷入燃料和氧气或富氧空气以对所述铅膏进行熔炼得到软铅和富铅渣；将还原剂和熔剂加入到所述炉腔的还原区内；从所述反应炉的侧面向所述还原区内喷入燃料和氧气或富氧空气以对通过所述通道流到所述还原区的富铅渣进行还原得到硬铅和炉渣；从所述虹吸软铅排放口排出所述软铅；从所述虹吸硬铅排放口排出所述硬铅；和从所述放渣口间断地排出所述炉渣。

根据本发明的废铅酸蓄电池处理工艺，能耗低、环保、热效率高、铅的直收率高、结构简单、过程连续，过程控制简单易于实现、且成本低。

在本发明的一些实施例中，废铅酸蓄电池处理工艺还包括从所述反应炉的侧面向所述还原区内的上部送入空气以氧化所述还原区内过剩的包括一氧化碳的可燃成分。

在本发明的一些实施例中，废铅酸蓄电池处理工艺还包括回收从所述反应炉的顶部排出的烟气的余热；对回收余热后的烟气进行除尘；和将除尘得到的烟尘返回所述熔化区内。

在本发明的一些实施例中，所述还原剂为碎煤或块煤，所述燃料为粉煤、天然气、煤气或煤油。

在本发明的一些实施例中，还包括在压滤之前对所述铅膏进行预脱硫处理。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的废铅酸蓄电池处理设备的示意图；

图2是根据本发明实施例的废铅酸蓄电池处理设备的反应炉的示意图；

图3是根据本发明实施例的废铅酸蓄电池处理设备的反应炉的俯视示意图；

图4是沿图3中的线A-A的剖视图；

图5是根据本发明实施例的连续式废铅酸蓄电池处理工艺的流程图；和

图6是根据本发明另一实施例的连续式废铅酸蓄电池处理工艺的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，或者是一个元件从另一个接纳物料。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考附图描述根据本发明实施例的废铅酸蓄电池处理设备。

如图1-4所示，根据本发明实施例的废铅酸蓄电池处理设备包括破碎分选装置300，压滤装置200、反应炉100、熔化区喷枪2和还原区喷枪3。

破碎分选装置300用于破碎废铅酸蓄电池，并将破碎后的废铅酸蓄电池分选为铅屑F1、铅膏F3和非含铅物料(例如塑料件等)F2。破碎分选装置300可以使用本领域内已知的，这里不再详细描述。铅膏F3主要成分为硫酸铅。压滤装置200与破碎分选装置100相连，用于接纳和压滤铅膏F3，以便将铅膏F3中含酸水压滤出。压滤装置200也可以使用本领域内已知的，这里也不再详细描述。

反应炉100具有炉腔，所述炉腔的下部构成熔池，在熔池内，L1为渣的液面，L2为粗铅的液面。在本发明的一个具体示例中，反应炉100可以为长椭形的固定卧式反应容器。因此，在本发明实施例中，反应炉100也可以称为卧式炉，优选地，所述炉腔的底壁的横截面为下凹的弧形。

所述炉腔内设有隔墙4以将所述炉腔分成熔化区Y和还原区H，隔墙4的底部设有连通熔化区Y和还原区H的通道41，炉腔的顶壁上设有用于排出熔化区Y和还原区H内的烟气的出烟口12，熔化区Y的顶壁上设有用于加入压滤后的铅膏F3和熔剂的熔化区加料口11。熔剂可以根据在熔化区Y内需要造出的渣型确定。还原区H的顶壁上设有还原区加料口13，用将还原剂(例如碎煤或块煤)和补充熔剂加入到还原区H内。还原区H的炉壁上设有用于排出炉渣的放渣口20和用于排出还原区H内还原出的硬铅的虹吸硬铅排放口18A。

熔化区Y的炉壁上设有虹吸软铅排放口18B，用于排出熔化区Y内产出的软铅。熔化区Y的侧壁上设有熔化区喷枪口，还原区H的侧壁上设有还原区喷枪口。

对于本领域内的技术人员可以理解，所谓软铅是指熔化区Y内产出的纯度较高、杂质含量较少的铅。所谓硬铅是指还原区H内产出含锑的合金形式的铅，可以用于再生产蓄电池。

熔化区喷枪2***到所述熔化区喷枪口内，用于连续地将燃料和氧气或富氧空气喷入到熔化区Y的熔池内。还原区喷枪3***到所述还原区喷枪口内，用于连续地将燃料和氧气或富氧空气喷入到还原区H的熔池内。

如图2所示，更具体而言，熔化区喷枪2将燃料和氧气或富氧空气喷入到熔化区Y的熔池内软铅的液面L2之上炉渣的液面L1之下，换言之，熔化区喷枪2将燃料和氧气或富氧空气喷入到熔化区Y内的熔体内，还原区喷枪3将燃料和氧气或富氧空气喷入到还原区H内的渣内，从而在还原区H内，还原区喷枪3吹入还原区H的熔池内的燃料和氧气或富氧空气不会反复氧化已经还原出来的硬铅。

根据本发明实施例的废铅酸蓄电池处理设备，可以对废铅酸蓄电池分离出的铅膏进行连续处理，铅膏F3和熔剂从熔化区加料口11加入到熔化区Y内，通过熔化区喷枪2喷入的燃料和氧气或富氧空气对铅膏F3进行熔炼得到软铅和富铅渣。熔化区Y内的富铅渣从隔墙4底部的通道41流入还原区H内。从还原剂加入口13向还原区H内加入熔剂和还原剂例如碎煤或块煤对富铅渣中的铅进行还原，并且通过还原区喷枪3向还原区H内的渣内侧喷入燃料和氧气或富氧空气以维持还原区H的温度。需要理解的是，通过控制喷入量，还原区侧吹3喷入的部分燃料也可以作还原剂与加入的碎煤或块煤一起同时还原从熔化区Y通过通道41流入还原区H内的富铅渣。

还原区H内产生的硬铅和熔化区Y内产生的软铅分别通过虹吸硬铅排放口18A和虹吸软铅排放口18B排出，还原区H内产生的炉渣从放渣口20间断排出。

根据本发明实施例的废铅酸蓄电池处理设备，铅膏F3在单个反应炉100内能够连续实现氧化和还原，并且由于采取喷吹渣层，因此向还原区内H喷入的燃料和氧气不经过已经还原出来的硬铅，因此不会反复氧化硬铅，炉渣中的含铅量降低并且稳定。由于在单个封闭的反应炉100内实现了连续处理废铅酸蓄电池的铅膏F3，因此废铅酸蓄电池的处理过程连续、密闭、环保、热效率高，能耗降低；过程控制简单、易于实现。

如图2-4所示，在本发明的一些实施例中，虹吸硬铅排放口18A邻近所述炉腔的纵向一端(图2和图3中的左端)，虹吸软铅排放口18B邻近所述炉腔的纵向另一端(图2和图3中的右端)。在熔化区Y内设有邻近虹吸软铅排放口18B的熔化区沉淀区19B，便于软铅沉淀和聚集，减少进入还原区内H内的富铅渣中的铅量，还原区H内设有邻近虹吸硬铅排放口18A的还原区沉淀区19A，便于软铅沉淀和聚集，减少炉渣中的铅含量。可选地，所述炉腔的底面形成为在所述反应炉的纵向(图2和3中的左右反向)上中间高两端低的斜面，从而有利于硬铅和软铅分别聚集在虹吸硬铅排放口18A和虹吸软铅排放口18B处，便于排出且减少富铅渣和炉渣中的铅含量。

在本发明的一些实施例中，放渣口20设在反应炉100的邻近还原区H的纵向一端(图2和图3中的左端)，且在反应炉100的邻近熔化区Y的纵向另一端(图2和图3中的右端)设有备用放渣口21，以用于备用放渣。在出烟口12处设有冷却水套6，用于降低炉顶的温度，便于炉顶的维修。在本发明的实施例中，熔化区Y和还原区H共用一个出烟口12，由于铅膏中的含硫少，或者在加入反应炉100之前对铅膏进行预脱硫处理，熔化区Y和还原区H内的产生的烟气中的二氧化硫少，无需制酸，因此无需在炉顶分别为熔化区Y和还原区H设置出烟口。

如图2所示，还原区Y的侧壁上设有二次风口15。还原区H产生的烟气在还原区H上部由通过二次风口15供入的二次风燃烧烟气中过剩的CO等可燃成分后由出烟口12排出，提高了环保性能和安全性能。在反应炉100的炉壁内在渣线L1处设有冷却装置，例如冷却水套，由此对反应炉100进行冷却，延长了反应炉100的寿命。优选地，隔墙4内设有冷却通道42。由此可以对隔墙4进行冷却。

根据本发明一些实施例的废铅酸蓄电池处理设备还可以包括与出烟口12相连的余热锅炉(未示出)和与所述余热锅炉相连的收尘器(未示出)。所述余热锅炉与出烟口12相连且所述收尘器与所述余热锅炉相连，由此对从出烟口12排出的烟气进行余热回收和除尘。回收的余热可以发电或供居民生活用，烟尘可以返回熔化区Y。余热锅炉可以通过膜式壁烟道与出烟口相连。

根据本发明实施例的废铅酸蓄电池处理设备，可以通过反应炉100连续地熔池熔炼从废铅酸蓄电池分离和压滤后的铅膏，提高了效率，并且在反应炉100内分成熔化区Y和还原区H，分别得到软铅和硬铅，间歇式排渣，实现了连续处理废铅酸蓄电池，并且反应炉100的密闭性好，能耗低、环保、热效率高、铅的直收率高、结构简单、过程连续，过程控制简单易于实现、且成本低。因此，根据本发明实施例的废铅酸蓄电池处理设备也可以称为连续式废铅酸蓄电池处理设备。

下面描述根据本发明实施例的利用废铅酸蓄电池处理设备进行的废铅酸蓄电池处理工艺。所述废铅酸蓄电池处理设备可以为参考上述实施例描述的废铅酸蓄电池处理设备，但是需要理解的是，并不限于此，本领域的技术人员也可以对参考上述实施例描述的废铅酸蓄电池处理设备进行细节方面的变化。

如图4所示，根据本发明一个实施例的废铅酸蓄电池处理工艺包括以下步骤：

将熔剂和废铅蓄电池破碎分选得到的铅膏进行压滤后加入到炉腔的熔化区Y内；

从反应炉100的侧面向熔化区Y内(即渣线L2下面和粗铅线L1上方)内喷入燃料(例如粉煤)和氧气(或富氧空气)以对所述铅膏进行熔炼得到软铅和富铅渣；

将还原剂(例如碎煤或块煤)和补充熔剂加入到还原区Y内；

从所述反应炉100的侧面向还原区Y内喷入燃料和氧气(或富氧空气)以对通过通道41流到还原区Y的富铅渣进行还原得到硬铅和炉渣；

从虹吸软铅18A排放口排出所述软铅；

从所述虹吸硬铅排放口18B排出所述硬铅；和

从所述放渣口间断地排出所述炉渣。

根据本发明实施例的废铅酸蓄电池处理工艺，可以连续地对废铅酸蓄电池破碎分选和压滤后的铅膏进行处理，并且能耗低、环保、热效率高、铅的直收率高、过程连续，过程控制简单易于实现、且成本低。

如图5所示，根据本发明另一实施例的废铅酸蓄电池处理工艺可以还包括从所述反应炉100的侧面向还原区Y内的上部送入空气以氧化还原区Y内过剩的包括一氧化碳的可燃成分，以减少从烟气中的有害气体的含量，提高环保性。优选地，根据本发明实施例的废铅酸蓄电池处理工艺还包括：回收从反应炉100的顶部排出的烟气的余热；对回收余热后的烟气进行除尘；和将除尘得到的烟尘返回所述熔化区内。

优选地，在压滤之前对所述铅膏进行预脱硫处理。由此，可以减少铅膏中的硫含量，进一步减少烟气中的二氧化硫的含量，提高了环保性。

根据本发明实施例的废铅酸蓄电池处理工艺，侧吹喷入还原区H内的粉煤一部分燃烧提供热量，还有一部分可以参与还原反应，有利地，通过在反应炉顶部加入碎煤或块煤，可以减少粉煤的喷入量，降低了炉渣中的铅含量。

根据本发明实施例的废铅酸蓄电池处理工艺和设备，可以对铅膏连续地熔炼得到软铅和硬铅，并且密闭性好，环保性能提高，成本降低。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种利用废铅酸蓄电池处理设备进行的废铅酸蓄电池处理工艺，其中所述废铅酸蓄电池处理设备包括破碎分选装置，压滤装置和反应炉，所述反应炉具有炉腔，所述炉腔内设有隔墙以将所述炉腔分成熔化区和还原区，所述熔化区具有虹吸软铅排放口，所述还原区具有虹吸硬铅排放口和放渣口，所述熔化区和还原区通过所述隔墙底部的通道连通，其特征在于，所述废铅酸蓄电池处理工艺包括以下步骤：

将熔剂和废铅蓄电池破碎分选得到的铅膏进行压滤后加入到所述炉腔的熔化区内；

从所述反应炉的侧面向所述熔化区内喷入燃料和氧气或富氧空气以对所述铅膏进行熔炼得到软铅和富铅渣；

将还原剂和熔剂加入到所述炉腔的还原区内；

从所述反应炉的侧面向所述还原区内喷入燃料和氧气或富氧空气以对通过所述通道流到所述还原区的富铅渣进行还原得到硬铅和炉渣；

从所述虹吸软铅排放口排出所述软铅；

从所述虹吸硬铅排放口排出所述硬铅；和

从所述放渣口间断地排出所述炉渣。

2.根据权利要求1所述的废铅酸蓄电池处理工艺，其特征在于，还包括从所述反应炉的侧面向所述还原区内的上部送入空气以氧化所述还原区内过剩的包括一氧化碳的可燃成分。

3.根据权利要求2所述的废铅酸蓄电池处理工艺，其特征在于，还包括：

回收从所述反应炉的顶部排出的烟气的余热；

对回收余热后的烟气进行除尘；和

将除尘得到的烟尘返回所述熔化区内。

4.根据权利要求1所述的废铅酸蓄电池处理工艺，其特征在于，所述还原剂为碎煤或块煤，所述燃料为粉煤、天然气、煤气或煤油。

5.根据权利要求1所述的废铅酸蓄电池处理工艺，其特征在于，还包括在压滤之前对所述铅膏进行预脱硫处理。

6.一种废铅酸蓄电池处理设备，其特征在于，包括：

破碎分选装置，所述破碎分选装置用于破碎废铅酸蓄电池且将破碎后的废铅酸蓄电池分选为铅屑、铅膏和非含铅物料；

压滤装置，所述压滤装置与所述破碎分选装置相连，用于压滤所述铅膏；

反应炉，所述反应炉具有炉腔，所述炉腔的下部构成熔池，所述炉腔内设有隔墙以将所述炉腔分成熔化区和还原区，所述隔墙的底部设有连通所述熔化区和还原区的通道，所述炉腔的顶壁上设有用于排出所述熔化区和所述还原区内的烟气的出烟口，所述熔化区的顶壁上设有用于加入所述压滤后的铅膏的熔化区加料口，所述还原区的顶壁上设有还原区加料口，所述还原区的炉壁上设有放渣口和虹吸硬铅排放口，所述熔化区的炉壁上设有虹吸软铅排放口，所述熔化区的侧壁上设有熔化区喷枪口，且所述还原区的侧壁上设有还原区喷枪口；

熔化区喷枪，所述熔化区喷枪***到所述熔化区喷枪口内，用于将燃料和氧气或富氧空气喷入到所述熔化区的熔池内；

还原区喷枪，所述还原区喷枪***到所述还原区喷枪口内，用于将燃料和氧气或富氧空气喷入到所述还原区的熔池内。

7.根据权利要求6所述的废铅酸蓄电池处理设备，其特征在于，所述虹吸硬铅排放口邻近所述炉腔的纵向一端，所述虹吸软铅排放口邻近所述炉腔的纵向另一端。

8.根据权利要求7所述的废铅酸蓄电池处理设备，其特征在于，所述熔化区内设有邻近所述虹吸软铅排放口的熔化区沉淀区，所述还原区内设有邻近所述虹吸硬铅排放口的还原区沉淀区。

9.根据权利要求7所述的废铅酸蓄电池处理设备，其特征在于，所述炉腔的底面形成为在所述反应炉的纵向上中间高两端低的斜面。

10.根据权利要求6所述的废铅酸蓄电池处理设备，其特征在于，所述炉腔的底壁的横截面为下凹的弧形。

11.根据权利要求6所述的废铅酸蓄电池处理设备，其特征在于，所述放渣口设在所述反应炉的邻近所述还原区的纵向一端，且在所述反应炉的邻近所述熔化区的纵向另一端设有备用放渣口。

12.根据权利要求6所述的废铅酸蓄电池处理设备，其特征在于，所述出烟口处设有冷却水套。

13.根据权利要求6所述的废铅酸蓄电池处理设备，其特征在于，所述还原区的侧壁上设有二次风口。

14.根据权利要求6所述的废铅酸蓄电池处理设备，其特征在于，所述反应炉的炉壁内在渣线处设有冷却装置。

15.根据权利要求6所述的废铅酸蓄电池处理设备，其特征在于，所述隔墙内设有冷却通道。

16.根据权利要求6所述的废铅酸蓄电池处理设备，其特征在于，还包括与所述出烟口相连的余热锅炉和与所述余热锅炉相连的电收尘器。

Images